Microchip有刷直流电机控制和驱动

有刷直流电机通过电刷进行换向。 以下是关于有刷直流电机的一些关键点：
 
 *典型的转子（也就是电枢）上有绕组，并且在其末端连有换向器
  *电刷与换向部分连接和断开，从而将能量传递到电枢
  *永磁直流电机的定子（或外部机筒）将有两个或更多个永磁磁极
  *通电绕组和定子磁体的相反极性互相作用，从而导致转子旋转直到与定子同相位
  *一旦转子与定子对齐，电刷与换向器接触并导通下一个绕组

由于速度和转矩与所应用的电压/电流成正比，因而有刷直流电机控制起来相对容易。 由于电枢上有绕组，因而转子很重，较大的惯性使其较难启动和停止。 转子上的绕组会产生热量，并且较难散热。

图 有刷直流电机

推荐适用于有刷直流电机控制的产品

Microchip提供完整的双全桥驱动器产品线，设计用于驱动有刷直流电机。 这些驱动器可以很方便地与任何单片机相连。
Microchip获奖的8位PIC MCU是有刷直流电机控制的出色解决方案。 

有刷直流电机的主要特性

  *良好的可控性：开/关，成正比
  *线性转矩/电流曲线
  *速度与所应用的电压成正比
  *需要维护
  *低过载能力
  *低热耗散

图 有刷直流电机特性

工作原理

有刷直流电机的速度可以通过控制电枢电压来控制，转矩则由电枢电流控制；也就是说，可以很容易地分别控制磁通量和转矩。 这是所有现代交流控制方法的主要原理。 早期直流电机通过一些斩波技术进行控制，如脉宽调制（PWM）。 联网的晶闸管桥电路主要用于较高功率范围，特定于某些应用。

 

有刷直流电机控制

输入：                                                             控制：                                                                                 
*转矩                                                                * 用于固件PWM或开/关控制的基本I/O                        
*速度                                                                *用于过流检测的比较器                                                 
*位置和/或方向                                                 *捕捉/比较/PWM
*输入可以是模拟电压、电位器、开关               *增强型捕捉/比较/PWM
或数字通信                                                       *较高的电机控制PWM分辨率
                                                                         *下桥臂驱动控制
                                                                          *上桥臂驱动控制
                                                                          *H桥驱动控制

反馈:
*光学编码器
*限位开关

下桥臂配置：

该驱动可在一个方向控制有刷直流电机，经常用于对安全敏感的应用。

图 下桥臂配置

上桥臂配置：

成本最低的驱动技术。大多数应用可以简单地使用dsPIC DSC/PIC 单片机上的输出引脚来开启MOSFET。
 

                                                                                                                      图 上桥臂配置
 

设计流程图

                                                                                  图 设计流程图

应用

玩具            门锁            座椅调节    无绳手钻
移动电话    车窗升降       防盗系统    电动剪草机
雨刷器       天线牵引器