智能车制作

标题: qudong [打印本页]

作者: zzdzdq 时间: 2010-10-24 21:49
标题: qudong

2 驱动芯片的选择与比较
　　在设计H桥驱动电路时，关键要解决4个问题

1) MOS管均高速驱动;(2)防止共态导通;(3)消除反向电动势;(4)PWM信号频率选择与光藕隔离。以下是4种方案设计比较：
2.1方案1: 采用1片33886驱动
　　MC33886为H桥式电源开关IC, 该IC结合内部控制的逻辑、电荷泵、栅极驱动器、以及RDS(ON)=120 mΩ MOSFET输出电路，可工作在5 V～40 V电压范围内。能够控制连续感性直流负载电流高达5.0 A，可以接受高达10 kHz的2路PWM信号来控制电机的转向和速度。具有短路保护、欠电压保护、过温保护等特点。其原理如图2所示。

　　该方法能够控制电机正反转和刹车，且使用方法灵活，但是内阻大导致压降大，开关频率限制在10 kHz，电机噪声大，使电机容易发热，驱动能力受限制，会拉低电源电压，容易导致控制器掉电产生复位。
2.2 方案2: 采用2、4片33886驱动
　　由于MC33886的导通电阻比较大，产生了较大的压降，使芯片容易发热，为了增强其驱动能力利用多块33886并联使用，如图3所示。

　　该接法降低了MOS管的导通内阻，增大了驱动电流，可以起到增强驱动能力、减小芯片发热的作用，但是起始频率受限，电机噪声大且发热严重。
2.3 方案3: 釆用2片VNH3SP30
　　(1)运动控制H桥组件VNH3SP30性能[2]
　　VNH3SP30是意法半导体公司生产的专用于电机驱动的大电流功率集成芯片，其原理框图如图4所示，芯片核心是一个双单片上桥臂驱动器(HSD)和2个下桥臂开关,HSD开关的设计采用ST的ViPowe技术，允许在一个芯片内集成一个功率场效应MOS管和智能信号/保护电路。下桥臂开关是采用ST专有的EHD(STripFET)工艺制造的纵向场效应MOS管。3个模块叠装在一个表面组装MultiPowerSO- 30引脚框架电绝缘封装内，具体性能指标如下: ①最大电流30 A、电源电压高达40 V; ②功率MOS管导通电阻0.034 Ω; ③5 V兼容的逻辑电平控制信号输入;④内含欠压、过压保护电路;⑤芯片过热报警输出和自动关断。

　　(2)驱动器电路设计与运行原理
　　①PWM信号调节方式
　　PWM(脉宽调制)信号是VNH3SP30最重要的控制信号，其最大工作频率为10 kHz.PWM信号通过控制H桥上的功率管的导通时间，从而实现对输出负载平均电流的调节。PWM信号的一个低电平状态将会关闭2个下桥臂开关，而当PWM输入端由低电平变为高电平时，下桥臂LSA和LSB导通与否取决于输入信号INA和INB，只有输入信号从低电平变为高电平时，下桥臂LSA和LSB才能重新导通。
　　②方向控制信号和桥臂使能信号
　　INA和INB为电机转向控制信号，控制电机的转向和刹车;ENA/DIAGA和ENB/DIAGB为桥臂使能信号，当这2个信号都为低电平时，H桥将不能导通。当驱动芯片过热、过压、欠压及过流时，ENA/DIAGA和ENB/DIAGB为故障诊断反馈信号，这2个信号返回一个低电平，同时H桥输出被封锁。
　　该方法较MC33886的一个显著优点就是芯片不会发热，且保护功能强大，但是存在开关频率限10 kHz，电机噪声大且电机容易发热，但芯片较贵，很多场合性价比不高。
2.4 方案4: 采用2片BTS7960
　　如图5所示，采用2个半桥智能功率驱动芯片BTS7960B组合成一个全桥驱动器，驱动直流电机转动。BTS7960B是应用于电机驱动的大电流半桥集成芯片，它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。 P沟道高边开关省去了电荷泵的需求，因而减少了电磁干扰(EMI)。集成的驱动IC具有逻辑电平输入、电流诊断、斜率调节、死区时间产生和超温、过压、欠压、过流及短路保护功能。BTS7960B的通态电阻典型值为16 mΩ，驱动电流可达43 A，调节SR引脚外接电阻的大小可以调节MOS管导通和关断时间，具有防电磁干扰功能。IS引脚是电流检测输出引脚。INH引脚为使能引脚，IN引脚用于确定哪个MOSFET导通。当IN=1 且INH=1时，高边MOSFET导通，输出高电平；当IN=0且INH=1时，低边MOSFET导通，输出低电平。通过对下桥臂开关管进行频率为25 kHz的脉宽调制(PWM)信号控制BTS7960B的开关动作，实现对电机的正反向PWM驱动、反接制动、能耗制动等控制状态。

　　这块芯片开头频率可以达到25 kHz，可以很好地解决前面提到的MC33886和VNH3SP30使电机噪声大和发热的问题，同时驱动能力有了明显的提高，响应速度快。但是，电机变速时会使电源电压下降10%左右，控制器等其他电路容易产生掉电危险，从而使整个电路系统瘫痪。

作者: 开始懂了 时间: 2011-2-28 15:18
谢谢楼主！

作者: bingcha_cool 时间: 2011-3-29 22:53
谢谢楼主

作者: zhangzufeng 时间: 2011-4-24 12:48
同求

作者: 1137791363 时间: 2011-4-29 23:09
谢谢，不知道能不能保存成一个word文档？？求解！！

作者: 刹那芳华 时间: 2011-4-30 10:49
多谢分享

作者: hongshengguang 时间: 2011-5-9 13:17
恩谢谢楼主了

作者: hello1043 时间: 2011-6-9 20:16
谢谢了

作者: 二九放倒三 时间: 2011-6-22 15:37
谢谢了。。。

作者: 随风飘零王 时间: 2011-6-22 15:50
哈哈哈哈谢谢

作者: beijixinghuo 时间: 2011-10-24 08:51
受教了。谢谢！

作者: beijixinghuo 时间: 2011-10-24 08:52
受教了。谢谢！

作者: 风云变幻 时间: 2011-10-24 09:23
感谢

作者: 晚安 时间: 2011-11-11 14:19
偶看

作者: warrior_zhang 时间: 2012-7-19 01:57
谢谢分享，肿么没有MOS管的驱动呢。。。

作者: 单片世界 时间: 2014-3-2 19:54
好贴

欢迎光临智能车制作 (http://111.231.132.190/)