0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

纯硬件电路是如何实现风机控制器的?

fcsde-sh 来源:张飞实战电子 作者:郭嘉老师 2021-06-21 16:01 次阅读

用分立器件搭建的输出12V的“高压Buck降压电源”作为风机控制器低压部分提供电源,输入为市电,输出功率50W,效率>90%,电机的母线电压是DC310V。该项目与“分立器件搭建的Buck降压电源”相比,增加了很多功能,还要实现H桥驱动电机电路,无疑该项目难度比“分立器件搭建的Buck降压电源”难度大。

在该项目中,本人担任设计工程师,主要负责风机控制器的硬件开发工作。

针对该项目的设计需求,本人在原有的“分立器件搭建的Buck降压电源”项目设计方案上进行了创新,创新点如下:

①设计一个高压AC220V输入的单相50W直流无刷电机纯硬件驱动器。电机有一路霍尔信号位置反馈,驱动器的输入是交流220V和电机的霍尔信号。霍尔信号反应转子的位置信息。驱动器输出就是H桥开关管按照霍尔信号的高低电平进行不同形式的开关组合,从而使电机定子产生不同的磁场来带动转子转动。电机按照这两种控制就可以产生不同方向的定子磁场,那么我们可以根据不同的霍尔信号进行不同的开关管控制,从而控制磁场,使电机转起来。

控制器的主要单元电路:

1)电源模块

2)调速模块。

3)驱动模块。

4)H桥模块。

5)霍尔模块。

6)过流保护模块。

7)软启动模块。

②纯硬件电路实现驱动电机技术:Buck降压电源仅仅是驱动电感,控制功率电感充电和放电,使输出稳定的12V电压和最大2A的电流,就可以满足项目需求。为了能够达到H桥电机驱动电路,用单管MOSFET方案很难达到设计指标。本人在方案上采用了H桥四个桥臂的驱动方案,使用四个MOSFET实现驱动电机。常用的H桥控制电路缺点比较多,不能保证风机长时间、高温下运行。但是本人对H桥控制电路进行了创新,本项目采用的是另外一种H桥控制电路方式:驱动MOSFET电路增加了恒流源,电机霍尔传感器,上下桥臂死区控制方式等等。该方式的优点是:上下桥MOSFET不会直通串红,MOSFET的栅极米勒效应干扰大大减小,保证了电机平稳的运行。

③纯硬件电路实现的PWM控制电机技术:刚开始利用霍尔输出驱动电机启动,通过比较器设计的三角波转PWM,调控MOSFET栅极的占空比或频率来实现调速,实现霍尔输出和PWM共同调控电机,减小电机抖动,电机运行更平稳。

④高压小电流2层PCB layout技术:考虑到了风机控制器电输入电压大,对驱动管MOSFET驱动信号抗干扰性能要求较高,dV/dt斜率不能太大。在PCB设计中本人采用了2层板,进行PCB layout的设计。2层电路板分为高压部分和低压部分,由于器件比较多PCB layout器件密度大、布局比较难等特点。但是注意安规(电气间隙、爬电距离等等)、合理的布局、合理的PCB layout,最终还是解决这个难题。

本人在控制器的原理图设计、layout、器件选型等设计中,把上面的创新点运用到产品中,经过本人亲自理论计算、Multisim仿真、调试、试验等追踪,控制器最终产满足了客户要求。本款控制器研发成功,攻克了公司多年来对高压大电流控制器的技术难题,为公司带来了好的声誉,关键技术指标,在业界也是处于领先地位。

责任编辑:lq6

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 控制器
    +关注

    关注

    112

    文章

    15029

    浏览量

    170358
  • 硬件电路
    +关注

    关注

    39

    文章

    233

    浏览量

    28970

原文标题:(原创精选)纯硬件电路实现风机驱动简述

文章出处:【微信号:fcsde-sh,微信公众号:fcsde-sh】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    基于CW32F030C8的低压无刷风机无感控制器

    低压鼓风机是一种高效、稳定的鼓风设备,广泛应用于工业生产中。它采用了离心风机的原理,通过叶轮的高速旋转产生气流。不同于传统的鼓风机,低压鼓风机的叶轮是中空的,可以
    的头像 发表于 02-28 14:03 311次阅读
    基于CW32F030C8的低压无刷<b class='flag-5'>风机</b>无感<b class='flag-5'>控制器</b>

    基于CW32的低压风机控制器设计方案

    低压鼓风机是一种高效、稳定的鼓风设备,广泛应用于工业生产中。它采用了离心风机的原理,通过叶轮的高速旋转产生气流。不同于传统的鼓风机,低压鼓风机的叶轮是中空的,可以
    的头像 发表于 02-25 09:15 289次阅读
    基于CW32的低压<b class='flag-5'>风机</b><b class='flag-5'>控制器</b>设计方案

    如何检测PWM可调速风机的好坏?

    现有一热交换,使用PWM可调速机,该风机有四根线:48VDC工作电源(+,-),给定信号(0~10VDC),测速反馈信号。 该风机的功率为125W,现通过控制器输出电压使
    发表于 12-13 06:06

    AT32微控制器硬件设计指南及抗EMC设计要点

    本应用笔记为使用AT32系列微控制器芯片的硬件设计人员提供参考设计,包括供电电源要求、时钟管理、复位管理、调试接口的管理。它说明了使用AT32系列微控制器芯片所需的最低硬件资源。文中介
    发表于 10-25 07:54

    先楫系列微控制器硬件设计指南

    电子发烧友网站提供《先楫系列微控制器硬件设计指南.pdf》资料免费下载
    发表于 09-19 14:20 2次下载
    先楫系列微<b class='flag-5'>控制器</b><b class='flag-5'>硬件</b>设计指南

    余压控制器安装在加压送风机配电箱内需要注意什么

    关键词:余压控制器、加压送风机、配电箱、安装 余压监控系统包括余压探测器、余压控制器以及余压监控器。余压控制器是余压监控系统的一部分,用于接收余压探测器信号,并通过
    的头像 发表于 08-31 15:06 354次阅读
    余压<b class='flag-5'>控制器</b>安装在加压送<b class='flag-5'>风机</b>配电箱内需要注意什么

    单速和双速风机控制原理及接线方法

    风机是人们日常电气使用中常见设备,一般有消防风机、新风风机、送排风风机、风扇等。其用途为人们提供电能转风能的作用,小型风机
    的头像 发表于 08-08 09:19 6826次阅读
    单速和双速<b class='flag-5'>风机</b>的<b class='flag-5'>控制</b>原理及接线方法

    风机PCBA方案设计,性价比高速风筒应用方案

    电路: 设计适合高速风扇驱动的电路,通常采用MOSFET等元件来实现风扇的精准控制。 传感: 集成温度传感
    发表于 08-07 20:24

    汽车控制器硬件学习指南

    文章介绍了汽车控制器硬件内容,其详尽程度对于非软硬件开发人员来说基本够用。当你看到下面一个控制器实物,至少知道有点感觉,会认识其中的一些电子器件,他们用来做什么。
    的头像 发表于 08-02 17:00 610次阅读
    汽车<b class='flag-5'>控制器</b>的<b class='flag-5'>硬件</b>学习指南

    covid19 PAPR的鼓风机控制器

    电子发烧友网站提供《covid19 PAPR的鼓风机控制器.zip》资料免费下载
    发表于 07-05 10:28 1次下载
    covid19 PAPR的鼓<b class='flag-5'>风机</b><b class='flag-5'>控制器</b>

    分享一个油底壳/填充泵控制器电路

    控制器回路对于有效管理水非常重要。根据水箱或水坑中水的可用性实现自动加水泵和污水泵是有效管理的最佳方法。在这里,我们将通过自动化污水泵并在污水池充满后自动排出水来做类似的事情。该电路可用于地下雨水收集池或下水道系统。此外,该泵
    的头像 发表于 06-29 15:58 341次阅读
    分享一个油底壳/填充泵<b class='flag-5'>控制器</b><b class='flag-5'>电路</b>

    地下车库CO浓度控制器控制多少台风机

    关键词:地下车库、CO浓度控制风机 车库CO浓度控制器的用途: 车库CO浓度控制器是车库CO浓度监控系统主要组成之一,通过CO浓度探测器实时监测CO浓度,联动
    的头像 发表于 06-25 14:52 432次阅读
    地下车库CO浓度<b class='flag-5'>控制器</b>能<b class='flag-5'>控制</b>多少台<b class='flag-5'>风机</b>

    控制器电路设计原理

    电动车控制器电路设计原理
    发表于 06-18 10:50

    MCU控制器是什么?MCU控制器有哪些作用?

    控制器通常包括CPU、存储、输入输出接口、定时、ADC、DAC等模块,能够实现各种控制、计算、数据处理等功能。   相对于传统的计算机系
    发表于 05-05 14:59

    汽车控制器的供电系统硬件设计

    对于汽车控制器硬件设计来说,供电系统是非常重要的组成部分。本文主要介绍传感器、微控制器、执行器、通讯的供电。
    的头像 发表于 05-04 10:03 874次阅读
    汽车<b class='flag-5'>控制器</b>的供电系统<b class='flag-5'>硬件</b>设计