MOS管直流電機驅動電路設計解析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2020-12-25
一個簡單的直流電機驅動電路：如圖所示，用2個PMOS和4個NMOS可以組成只需要一個控制端的直流電機驅動電路。
工作原理：
當Q6輸入為低電平時，Q6的GS不導通，Q5的G級為高電平，Q5導通，所以R2左側為低，Q1導通，Q6的D級為高電平，Q4導通，Q3不導通，Q2不導通，電流從Q1流過Q4，電機正轉。
當Q6輸入為高電平時，Q6導通，R5左側為低電平，Q3導通，Q4不導通，Q5不導通，R2左側為高電平，Q2導通，Q1不導通，電流從Q3流過Q2，電機反轉。
如圖中N、S極下各根導體所受電磁力的方向，如圖中箭頭所示。電磁力對轉軸形成順時針方向的轉矩，驅動轉子而使其旋轉。
由于每個磁極下元件中電流方向不變，故此轉矩方向恒定，稱為直流電動機的電磁轉矩。如果直流電動機軸上帶有負載，它便輸出機械能，可見直流電動機是一種將電能夠轉化成機械能的電氣裝置。
直流電動機是可逆的，根據(jù)不同的外界條件而處于不同的運行狀態(tài)。當外力作用使其旋轉，駛入機械能時，電機處于發(fā)電機狀態(tài)，輸出電能;當在電刷兩端施加電壓輸入電能時，電機處于電動機狀態(tài)，帶動負載旋轉輸出機械能。
目前斬波器大都采用既能控制其導通又能控制其關斷的全控型器件，如功率晶體管(GTR)、可關斷晶閘管(GTO)、場效應管(MOS管)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT )等。
電力晶體管的優(yōu)點是飽和壓降低、載流密度大，但是驅動電流較大。
電力場效應管是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此它的一個顯著特點是驅動電路簡單、驅動功率小、開關速度快、工作頻率高，但是電力MOSFET的電流容量小、耐壓低、導通壓降大，適用于小功率電力電子裝置。
由于功率場效應晶體管(Power MOSFET)是一種單極型電壓控制器件，具有開關速度快、高頻特性好、輸入阻抗高、驅動功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、無二次擊穿問題、安全工作區(qū)寬和跨導線性度高等顯著特點，因而在各類中小功率開關電路中得到了廣泛的應用。
因此直流電機控制系統(tǒng)使用功率MOS管作為功率開關器件。功率開關器件的選取非常關鍵，如果選擇的功率管容量、耐壓過大，則將大幅增加控制系統(tǒng)的成本;
如果功率管的耐壓及電流容量偏小，則在工作過程中經(jīng)常無端出現(xiàn)管子燒毀的現(xiàn)象。
純硬件原理樣機的主功率及其驅動電路根據(jù)設計方案采用DC-AC三相橋式逆變電路，24V主功率電路如圖所示:
續(xù)流二極管選用快速恢復二極管,額定電流為3A,額定電壓為40V恢復時間為10nS。
對輸入端和輸出端接有感性元件時，如控制接觸器的線圈等，則在它們兩端并聯(lián)續(xù)流二極管(直流電路)和阻容吸收電路，以抑制電路斷開時產生的電弧對功率電路的影響。
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