微芯（Microchip）有刷直流电机控制方案

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。

方案框图

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。

设计流程图


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


有刷直流电机控制

输入：

转矩

速度

位置和/或方向

输入可以是模拟电压、电位器、开关

或数字通信

控制：

用于固件PWM或开/关控制的基本I/O

用于过流检测的比较器

捕捉/比较/PWM

增强型捕捉/比较/PWM

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。


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。


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