这是一个电机驱动的原理图
在读懂这张图之前,我们先了解H桥式驱动电路导通原理
假设电机正转的时候,Q9与Q12会导通,Q10与Q11截至
反转的时候,Q10与Q11导通,Q9与Q12截至。
然后回到原理图里,为了让电机正转,须使Q2与Q8导通。
了解N沟道MOS管IR7843,为了使之导通,需在Q8的G极施加4.5V电压(Vgs=4.5V),对于Q2,需在G极给他至少10多V以上的电压,但是我们的单片机供电电压也只有3.3V,
为了解决这个问题,首先给大家普及自举升压的概念。
什么是自举升压呢?
可以看到,当三极管导通,进入冲电状态,当三极管闭合,电感的电流放电,加上原先电容的电压,输出电压会大于Vin。
那么什么元器件可以达到呢,这里我选择到IR2104.。
使用IR2104芯片,他的优点有:
1、将电平进行提高。
2、并且可以输出一队互补的PWM波
3、这对互补的PWM波可以同时共给H桥的前半桥与后半桥MOS工作。
4、内部有死区时间,不需要软件设计了。
这是IR2104的连接图与时序图。IN口是PWM信号的输入端。SD是使能端,通过时序图可以看出,当SD口是低电平的时候,HO,LO都不正常输出。因此设计的时候给他加上了高电平。
相信大家也发现了,我们的升压的关键是二极管D2与电容C4。C4的大小需要考虑信号的频率,MOS的极间电容,参考IR2104所给的参数,这里我按照往年经验,选取了1.5uF.
从这张图可以看到,死区时间是520ns,美滋滋~。
做好驱动电路后,一般可以是直接给电机驱动了,但是少了重要的一点,电机内部是线圈绕组,它相当电感,在断电的瞬间会产生很大的感应电压,如果没有隔离,这个感应电压可能会将MCU击穿。因此,加上隔离电路是有必要的。
这里选取到74HC244PW芯片,隔离的同时,还将PWM信号增大到了5V。
但是缺点就是系统的延时提高了。
最后对于舵机,由于舵机只有一个信号,采用隔离芯片太过浪费,因此直接使用关电耦合隔离。
这个舵机信号隔离是不完整的,有想到的小伙伴吗??