图E-3-1 H型桥式PWM脉宽调制驱动电路
由于电机平均功率满足如下关系:
其中, P为电机两端的平均功率; Pmax为电机全速运转时的功率; A为脉宽。可见,电机的平均功率与脉宽成正比。
设电机转动后的平均功率为: P=fv
则 APmax=Af=fv
式中 v=Avmax
其中, f为拉力, vmax为电机全速运转时的速度。
可见电机的转速与脉宽成正比。单片机发出的脉冲信号的占空比决定PWM放大器输出的电压平均值的大小。
电路部分参数的计算(以左支路为例进行分析):
H桥路设计的关键是要让四个功率管始终工作在饱和或者截止状态下,因此在电路设计时,在功率管(如Q7)前加一级三极管(如Q2)驱动,使得当Q7工作时能处在饱和状态,不工作时则处于截止状态。
当功率管Q7工作在深度饱和状态(Ic1=3A电流时),查得B772与D882的电流放大倍数β1≈100 ,此时其基极电流:
因此驱动三极管Q2只需要提供30mA的电流,由于Q2的放大倍数 β2≈100 ,Q2的基极电流:
由于光电耦合器导通时,接收管的导通电流有50mA 0.3mA,足以使Q2深度饱和。而当Q2不工作时,其Iceo很小,足以使Q7截止。在重负载导通时,功率管7c-e间的电压只有0.2V,即三极管处于深度饱和状态,故该电路的实际效率很高。同理,右支路的参数分析以及工作状态与左支路相同。