在机电领域,PWM技术的直流电机控制系统被广泛视为最吃香的专业。它不仅能够精确控制直流电机的转速,还能实现高效能和低功耗,这使得它在工业自动化、航天工程以及各种需要精确位置控制的应用中占据了重要地位。
为了深入了解这个系统,我们首先要探讨其工作原理。PWM调速是通过改变电枢绕组两端电压来实现速度调节的方法。这种方法可以通过多种途径来实现,其中脉冲宽度调制(PWM)是一种常用的改变电枢电压的一种调速方法。其核心部件是脉宽变换器,由三角波发生器、加法器和比较器组成。当输入指令信号与三角波相加后,产生的一个新的信号会送入比较器。在比较器中,这个新信号与基准参考信号进行比较,当输出差值小于一定阈值时,将产生一个开关信号,并且这个开关信号用于控制大功率晶体管的导通时间,从而实现对直流电枢绕组两端电压的控制。
在实际应用中,TL494芯片因其固定频率、高抗干扰能力和结构简单等特点,被广泛用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。这款芯片集成了全部脉宽调制必要元件,并且内置线性锯齿波振荡器,可以外接两个外部元件(一个電阻和一個電容)来调整振荡频率。此外,它还具有内置误差放大器,可调整死区时间,以及内置5V参考基准电压源等功能。
基于TL494推挽式输出设计,如图所示,其13脚用来控制输出模式。在该系统中,选择将该端输入为低電平,这时TL494內触发器Q1和Q2不起作用,兩路輸出相同,其頻率與振荡頻率相同,同时最大占空比可达98%。
H桥功率驱动原理则是在于使用H桥作为驱动者的功率驱动电子路,以便实现直流伺服马达四象限运行,即正转、正转制动、反转及反转制动。而由于MOSFET具有输入阻抗大、开关速度快等特点,使得它们成为高速开关操作所需的一种最佳选择,因此常用MOSFET构成H橋電子路中的橋臂。此电子路中的4個功率MOSFET分别采用N沟道型和P沟道型,而P沟道功率MOSFET一般不用于下桥臂驱动马达,上下橋臂分别由2个P沟道及2个N沟道MOSFET構成。
实验表明,该基于TL494H桥直流马达控制系統可以简化电子路结构,加强驱动能力,同时降低了总体消耗,并且对于用户来说更具操作方便性,而且性能稳定可靠。这一技术无疑为机工们提供了一把利剑,让他们能够更加精确地操控那些复杂而敏感设备,从而提高整个生产效率,为工业革命带来了新的风潮。