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2.对于智能车的驱动芯片,我们选用BTS7960。
BTS7960是集成的大电流半桥驱动,其内部包含了一片NMOS、一片PMOS和一片半桥门集驱动。BTS7960的芯片内部为一个半桥。INH引脚为高电平,使能BTS7960。IN引脚用于确定哪个MOSFET导通。IN=1且INH=1时,高边MOSFET导通,OUT引脚输出高电平;IN=0且INH=1时,低边MOSFET导通,OUT引脚输出低电平。SR引脚外接电阻的大小,可以调节MOS管导通和关断的时间,具有防电磁干扰的功能。IS引脚是电流检测输出引脚。其输入信号为标准的TTL电平,直接与单片机相连就可以,降低系统的不稳定因素。用两片BTS7960即可构成全桥(H型)驱动电路,控制电机的正反转。
H型桥式驱动电路
直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路,这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行,分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图所示。
全桥式驱动电路的
4只开关管都工作在斩波状态,S1、S2为一组,S3、S4为另一
组,两组的状态互补,一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时,S3、S4关断,电机两端加正向电压,可以实现电机的正转或反转制动;当S3、S4导通时,S1、S1关断,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。在小车动作的过程中,我们要不
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断地使电机在四个象限之间切换,即在正转和反转之间切换,也就是在S1、S2导通且S3、S4关断,到S1、S2关断且S3、S4导通,这两种状态之间转换。
全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态,S1、S2为一组,S3、S4为另一组,两组的状态互补,一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时,S3、S4关断,电机两端加正向电压,可以实现电机的正转或反转制动;当S3、S4导通时,S1、S2关断,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。在小车动作的过程中,我们要不断地使电机在四个象限之间切换,即在正转和反转之间切换,也就是在S1、S2导通且S3、S4关断,到S1、S2关断且S3、S4导通,这两种状态之间转换。在这种情况下,理论上要求两组控制信号完全互补,但是,由于实际的开关器件都存在
BTS7960全桥驱动示意图
电源输入 最大驱动电流 驱动类型 控制电源 过压,过流,过温,短路保护 内阻 频率输入 5-25V 43A MOSFET 5V 是 7+9毫欧 0-25KHz BTS7960全桥驱动参数表
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MC9S12XS128 实现 PWM 斩波控制电压 脉冲宽度调制(PWM)
PWM一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的, 因为在给定的任何时刻, 满幅值的直流供电要么完全有(ON), 要么完全无OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用 PWM 进行编码。PWM控制是对脉冲的宽度进行调制的技术, 即通过对一系列脉冲的宽度进行调解,来有效的获得所需要的波形。基于PWM控制的调速电路是把直流电压“斩”成一系列脉冲,改变脉冲的占空比来获得所需的输出电压 改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制,只是因为输入电压和所需要的输出电压都是直流电压,因此脉冲既是等幅的,也是等宽的,仅仅是对脉冲的占空比进行控制。在PWM驱动控制的调速系统中,通过改变电机电枢电压接通时间与通电周期的比值(即占空比)来控制电机的转速。用脉宽调制的方法, 把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列, 从而改变平均输出电压的大小,以调节电机转速。
PWM 占空比计算和极性寄存器 PWMPOL 有关,当 PPOLx=0时,占空比=(周期寄存器值减去占空比寄存器值)除以周期寄存器值;当 PPOLx=1 时,占空比=占空比寄存器值除以周期寄存器值。向IN1和IN2输送PWM波来控制电机的正反转 。
5、所选题目的电路图
5.1智能车电机驱动模块电路图
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5.2电机逻辑电路图
5.3 BTS7960全桥型电机驱动驱动电路图