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直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现

2017年12月21日 13:49 次阅读

随着电力电子技术以及新型永磁材料的发展,直流电机以其良好的线性特性以及优异的控制性能等特点,在多数变速运动控制和闭环伺服控制系统(如机器人、精密机床、汽车电子、家用电器以及工业过程等)领域中得到了广泛的应用。

目前,直流电机控制数字化已成为主流趋势,而高性能的电机控制算法多数是通过主控芯片实现的,随着高速度、多功能的数字信号处理器(DSP)的出现,使得更复杂的电机控制策略得以实现。本文以TMS320F28335为主控芯片、IRF530为驱动芯片、IR2110为驱动控制芯片对直流电机进行了H桥驱动控制设计,该控制达到了很好的效果,具有较高使用价值。

1、直流电机驱动原理

直流电机的驱动方式很多,现成的驱动芯片有33886、L298N以及TB6539等,这些芯片都是基于H桥原理进行控制的。如果设计一些大功率的驱动,只能用分立元件自行搭接H桥驱动。H桥驱动电路能方便地实现电机的4象限运行,其原理拓扑结构如图1所示。组成H桥驱动电路的4只开关管工作在开关状态,K1、K4为一组,K2、K3为一组,两组开关管工作状态互补。当K1、K4导通且K2、K3截止时,电机两端加正向电压实现电机的正转;当K2、K3导通且K1、K4截止时,电机两端加反向电压实现电机的反转。实际控制中,电机可以在4个象限之间切换运行。电路中的4个二极管D1~D4为续流二极管,用来保护开关元件。

直流电机的IR2110驱动控制设计及DSP实现

2、硬件电路设计

硬件电路设计的整体思路是:用PWM波控制图1中开关K1、K4以及K2、K3通断的方式来控制电机的正反转,通过改变PWM波的占空比使电机得到不同的电压,从而控制电机的速度。

2.1、开关元件的选择

开关元件可选择双极型晶体管或场效应管,由于功率场效应管是电压控制型元件,具有输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿等特点,能满足高速开关动作的需求。本文设计中4个开关均选用IR公司的N沟道增强型功率MOSFET管IRF530,其漏极电流为14A,并可以承受49A的单脉冲电流,最大电压100V,其导通电阻不大于0.16Ω,满足驱动要求。

2.2、MOSFET栅极驱动器件的选择

IR公司提供了多种桥式驱动集成电路芯片,典型产品为IR2110。该芯片是一种双通道、栅极驱动、高压高速功率器件的单片式集成驱动模块,由于芯片中采用了高度集成的电平转换技术,大大简化了功率器件对逻辑电路的控制要求,同时提高了驱动电路的可靠性。尤其是上管采用外部自举电容上电,使得驱动电源数目较其他IC驱动大大减少。本次设计采用IR公司的IR2110作为驱动芯片。

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自vivo在vivo X1引入独立DAC之后,Hi-Fi手机开始崛起,之后连续几款vivo手机都用上...

发表于 2018-01-19 09:27 881次阅读
六个术语(DAC、ADC、DSP、codec、运...

基于MSO的混合信号系统测试与调试[图]

嵌入式系统中,MCU和DSP的应用非常普遍,模拟信号和各种数字信号同时存在。传统上,工程师分别使用示...

发表于 2018-01-18 09:39 230次阅读
基于MSO的混合信号系统测试与调试[图]

基于DSP和SD卡的生理信号数据采集系统设计

基于DSP处理器TMS320F2812与SD卡的接口,设计了一种便携式的生理信号数据采集系统,用于大...

发表于 2018-01-18 09:31 203次阅读
基于DSP和SD卡的生理信号数据采集系统设计

基于DSP的人体皮肤测量仪设计与实现方案[图]

皮肤是人体最重要的器官之一。它有许多功能,首先,皮肤把外界和内部器官分离开,起着人体第一道屏障的作用...

发表于 2018-01-18 07:25 262次阅读
基于DSP的人体皮肤测量仪设计与实现方案[图]

网络上对芯片解密的定义,解密方法与原理解析!

其实了解芯片解密方法之前先要知道什么是芯片解密,网络上对芯片解密的定义很多,其实芯片解密就是通过半导...

发表于 2018-01-17 07:06 1420次阅读
网络上对芯片解密的定义,解密方法与原理解析!

对于FPGA/DSP概念与特点的分享和总结

DSP就是一个指令比较独特的处理器。它虽然是通用处理器,但是实际上不怎么“通用”。技术很牛的人可以用...

发表于 2018-01-16 10:43 655次阅读
对于FPGA/DSP概念与特点的分享和总结

LCD电路及高速ADC+FPGA+ DSP的设计...

随着人们生活水平的提高,公路上的私家车辆也增多了,但随之带来的问题就是交通事故发生率居高不下,严重危...

发表于 2018-01-12 16:28 401次阅读
LCD电路及高速ADC+FPGA+ DSP的设计...

伺服驱动器的七个故障原因分析与处理方法

伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分...

发表于 2018-01-12 15:32 2143次阅读
伺服驱动器的七个故障原因分析与处理方法

Synaptics AudioSmart远场语音...

Synaptics AudioSmart远场语音技术将带来性能无与伦比的两麦克风和四麦克风支持亚马逊...

发表于 2018-01-10 14:47 1351次阅读
Synaptics AudioSmart远场语音...

Synaptics拓展语音生态系统,支持微软Co...

Synaptics计划拓展语音生态系统,并且支持微软Cortana集成。成熟的AudioSmart硬...

发表于 2018-01-10 14:27 1444次阅读
Synaptics拓展语音生态系统,支持微软Co...

基于FPGA+DSP的视频控制的智能交通灯设计

本文主要介绍了一种基于FPGA+DSP的视频控制的智能交通灯设计。该交通灯由视频采集、图像处理和控制...

发表于 2018-01-09 14:15 308次阅读
基于FPGA+DSP的视频控制的智能交通灯设计

对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

ARM处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。更早称作Acorn...

发表于 2018-01-05 11:36 1106次阅读
对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

数字信号处理器DSP与EDA的区别

目前DSP和EDA两者都应用广泛,二者之间有什么不同呢?本文带来数字信号处理器DSP与EDA的区别介...

发表于 2018-01-03 10:33 304次阅读
数字信号处理器DSP与EDA的区别

dsp技术在手机方面的应用_vivo X9s P...

vivo在之前的MWC 2017上海站的时候发布了全新DSP芯片影像优化拍照技术,这也是vivo首次...

发表于 2018-01-03 10:02 344次阅读
dsp技术在手机方面的应用_vivo X9s P...