電機驅動器使您可以從小信號控制更大的負載

2021-01-09 電子發燒友
電機驅動器使您可以從小信號控制更大的負載

風箏 發表於 2021-01-09 12:20:24

在機器人技術中，有不同類型的電動機可用：有刷電動機、無刷電動機、步進電動機和伺服電動機。可以通過各種方法來控制電動機。一些電動機可以直接連接到電源，而另一些電動機（例如伺服電動機）則需要來自控制器的信號才能運行。當我們需要使用控制器來控制電機時，我們需要一個電機驅動器。

什麼是電機驅動器電路？

電動機驅動器電路獲取控制器施加的低電流信號，並將其轉換為驅動電動機的較高電流信號。基本上，電動機驅動器充當電動機和控制電路之間的接口。電機驅動器使您可以從小信號控制更大的負載。它們可以在處理高壓和大電流，某些電動機最適合這種工作。

電機驅動器電路由可處理大功率的IC或分立JFET組成。電機驅動器IC是電流放大器IC，它們充當控制器和電機之間的橋梁。驅動器IC包括一些電路，有助於在H橋（控制電動機）和告知H橋如何控制電動機的信號之間進行接口連接。但是，不同的晶片提供不同的接口。一些常見的電機驅動器IC包括L293D和L298N。

該示意圖顯示了將L298電動機驅動器安裝到項目中的示例

H橋電路

H橋（如下圖所示）是一種非常簡單的電路，它允許DC電動機前進或後退-換句話說，該電路可切換施加到負載的電壓的極性。

基本的H橋電路圖。 H橋根據兩條電流路徑形成的熟悉形狀恰當地命名。

當Q1和Q4閉合時，Vbat連接到電動機的左端子，GND連接到右端子，這使電動機沿一個方向移動。當Q2和Q3閉合時，將Vbat施加到電動機的右側端子，將GND施加到左側，以使電動機沿另一個方向移動。

可以使用四個電晶體輕鬆構建H橋：兩個PNP和兩個NPN。 PNP電晶體用於切換Vcc，NPN電晶體用於切換GND連接。

選擇電機驅動器

那麼，如何為您的項目選擇最佳的電機驅動器？以下是選擇電動機驅動器時要考慮的一些重要標準。

兼容電機

選擇電動機驅動器時首先要查找的是電動機驅動器的兼容電動機列表。

大多數電動機驅動器與無刷直流電動機、齒輪電動機和步進電動機兼容，但某些電動機驅動器與基於角度的電動機（例如伺服電動機）兼容。因此，有必要根據您的電動機選擇驅動器。

接口

您應根據您的應用來設計電動機驅動器及其接口。大多數電機驅動程序與Arduino和其他TTL輸入兼容。但是，如果要通過藍牙控制板等無線方式控制電動機，請考慮使用遙控器。

此外，還必須考慮通道數。當需要通過16個外部信號控制16個電機時，如果電流和電壓正確，則必須選擇16通道電機驅動器。

電壓電流

接下來，查看電壓和電流處理能力。根據您的應用找到合適電壓範圍的電動機驅動器。

找到合適的電壓範圍並不困難。電機驅動器具有很寬的電壓範圍（例如4.5V – 36V）。而且，尋找具有足夠電流處理能力的驅動器相對簡單，因為市場上有可用的驅動器具有大電流處理能力。

導通電阻（On-state Resistance）

電機驅動器IC中的電流流過橋式電晶體的導通狀態電阻。因此，大電流將引起功耗。

功耗可以表示為P = I2R，其中R是導通電阻。功耗以熱量的形式發生。以其峰值電流容量運行的驅動器IC會迅速升高內部溫度，並可能導致熱關斷。

知道這一點後，您需要選擇一種具有足夠電流處理能力的IC，如果該IC有過熱的可能性，則必須合併一個機械散熱器。

然而，很多時候，PCB上沒有足夠的空間放置此類物品，因此，請嘗試選擇通態電阻較低的IC，以將功耗降至最低。
編輯：hfy5

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