由直流電機驅(qū)動控制電路框圖可以看出驅(qū)動控制電路結構簡單,主要由四部分電路構成,其中光電隔離電路較簡單,在此不再介紹,下面對直流電機驅(qū)動控制電路的其他部分進行詳細介紹。
H橋驅(qū)動電路設計
在直流電機控制中常用H橋電路作為驅(qū)動器的功率驅(qū)動電路。由于功率MOSFET是壓控元件,具有輸入阻抗大、開關速度快、無二次擊穿現(xiàn)象等特點,滿足高速開關動作需求,因此常用功率MOSFET構成H橋電路的橋臂。H橋電路中的4個功率MOSFET分別采用N溝道型和P溝道型,而P溝道功率MOSFET一般不用于下橋臂驅(qū)動電機,這樣就有兩種可行方案:一種是上下橋臂分別用2個P溝道功率MOSFET和2個N溝道功率MOSFET;另一種是上下橋臂均用N溝道功率MOSFET。
相對來說,利用2個N溝道功率MOSFET和2個P溝道功率MOSFET驅(qū)動電機的方案,控制電路簡單、成本低。但由于加工工藝的原因,P溝道功率MOSFET的性能要比N溝道功率MOSFET的差,且驅(qū)動電流小,多用于功率較小的驅(qū)動電路中。而N溝道功率MOSFET,一方面載流子的遷移率較高、頻率響應較好、跨導較大;另一方面能增大導通電流、減小導通電阻、降低成本,減小面積。綜合考慮系統(tǒng)功率、可靠性要求,以及N溝道功率MOSFET的優(yōu)點,本設計采用4個相同的N溝道功率MOSFET的H橋電路,具備較好的性能和較高的可靠性,并具有較大的驅(qū)動電流。Vm為電機電源電壓,4個二極管為續(xù)流二極管,輸出端并聯(lián)一只小電容C6,用于降低感性元件電機產(chǎn)生的尖峰電壓。