最近有一个项目要求驱动一个60V的直流有刷电机调速,之前做的都是低压电的驱动,48V的已经是较高的,现在需要做一个60V的驱动,不好搞。

网上买了一个别人的调压模块来研究:

电机控制电路讲解(电机电路分析)(1)

可以看到接口非常简单,只有电源输入、电机输出还有一个用来调速的电位器接口。

为了便于分析,我们把电路板上的散热片拆掉先,上个全家福:

电机控制电路讲解(电机电路分析)(2)

初步分析了一下电路,

从电机的正极开机,先是一个保险丝①,丝印标的是20A的,保险丝接在电源正极P 和电机输出的正极M 上,我们先往下分析把,这样的话我们可以看到正极接了一个水泥电阻到LM317②Vin脚上,想必这个LM317是给低压控制部分电路供电的。LM317的中间输出引脚接的是电阻串联的一个电源指示LED灯③,分析LM317,关键看输出的电压是多少V的,我们看到调节引脚上是接了两个电阻,一个是30K,一个是5.6K,根据LM317电压输出的计算公式UO=1.25V(1 30K/5.6K)= 6.69V(实际测量输出是9.3V)

电机控制电路讲解(电机电路分析)(3)

这样LM317稳压模块的电路就分析完了,输出以下原理图。

电机控制电路讲解(电机电路分析)(4)

顺着LM317的输出,我们可以看到是给NE555④供电的,NE555是时基集成电路,这样我们可以知道这个模块是通过NE555调节脉冲输出宽度实现调压的。先看一下NE555的典型应用:

电机控制电路讲解(电机电路分析)(5)

电机控制电路讲解(电机电路分析)(6)

电机控制电路讲解(电机电路分析)(7)

电机控制电路讲解(电机电路分析)(8)

根据板子上的电路分析,得到以下电路图:

电机控制电路讲解(电机电路分析)(9)

NE555时基电路

可以看到板子上的放电电容是由两个102(100pF)的电容串联组成的,根据电容串联计算公式

C1*C2/(C1 C2) = 500pF。

假设变阻器为1K阻值,刚好处于中点处。

脉冲宽度:

TL = 0.7R2C = 0.7*(1000Ω 500Ω)*500 X 10-12S = 0.525ns

TH = 0.7(R1 R2)C = 0.7*(1000Ω 1000Ω 1000Ω)*500 X 10-12S = 1.050ns

T = 0.525 1.050 = 1.575ns。

关键的两部分电路分析完了,剩下的就是驱动端的电路了,

看到驱动电路的核心元件是两个p75nf75的N沟道的mos管,核心参数如下:

电机控制电路讲解(电机电路分析)(10)

MOS管关键参数

按照硬件分析得到下面得原理图

电机控制电路讲解(电机电路分析)(11)

电机驱动电路

可以看到最后在电机输出端加了一个MBR10200CT高耐压肖特基二极管。

电机控制电路讲解(电机电路分析)(12)

续流肖特基二极管关键参数

增加这个肖特基二极管的作用是续流,因为不接二极管的时候,当MOS管关断时,电机里面有线圈,会给MOS管DS极间一个很高的瞬间电压,可能会击穿MOS管。当接了这个二极管,MOS管关断一瞬间,电机和二极管间形成导通回路,产生续流效果,保护MOS管。

,