什么是PWM動(dòng)的電機恒流工作?

 

當以恒定的電流驅動(dòng)電機時(shí)，電機會(huì )怎樣工作呢？當以恒定電流驅動(dòng)時(shí)，電機能以恒定轉矩旋轉。電機的轉矩是轉矩常數乘以電機電流后獲得的值。換句話(huà)說(shuō)，電機轉矩與電流成正比，所以如果電流恒定，轉矩也就恒定。

 

首先來(lái)看圖1，這是通過(guò)PWM驅動(dòng)以恒定電流工作的電路示例。是一個(gè)帶有4個(gè)開(kāi)關(guān)（在示例中以使用了MOSFET的H橋作為輸出段）的電機驅動(dòng)器電路。更多關(guān)于H橋的信息，在Tech Web Motor的基礎知識中有詳細介紹，請參閱這里。

 

另外，PWM驅動(dòng)原則上是通過(guò)脈沖的ON/OFF來(lái)發(fā)送所需功率的一種方法。脈沖的大?。妷海┖椭芷谑呛愣ǖ?，通過(guò)調整ON時(shí)的脈沖寬度（時(shí)間）來(lái)控制要發(fā)送的功率。更多詳細信息，同樣請參閱這里的Tech Web Motor的基礎知識。

 

 

下面來(lái)解釋所示電路的實(shí)際工作原理。

 

圖1是以正轉為前提的。在這種情況下，在這對MOSFET Q1和Q2中，Q1導通，Q2關(guān)斷，OUT1連接到電源電壓Ea，電流流過(guò)電機的正極。同時(shí)，在這對Q3和Q4中，Q3關(guān)斷，Q4導通，OUT2經(jīng)由驅動(dòng)器RNF引腳的Rs連接到GND。這樣，電流從電源流向電機，電機處于通電狀態(tài)。

 

由于這里的目的是恒流工作，因此需要將電流控制為恒定電流，該工作由Rs和比較器完成。Rs是電流檢測電阻。比較器負責將Rs×電機電流所產(chǎn)生的電壓與施加到基準電壓引腳Vref的基準電壓進(jìn)行比較。將基準電壓設置為所需的恒定電流值×Rs。

 

當電機電流因通電而逐漸增大直到Rs的檢測電壓超過(guò)Vref時(shí)，比較器將Q1關(guān)斷（Q2可保持關(guān)斷，也可導通），停止給電機通電。

 

當停止通電時(shí)，電機的電流會(huì )試圖繼續流動(dòng)，但會(huì )逐漸減小。然后，一定時(shí)間后，當Q1再次導通、電機通電時(shí)，電機的電流又開(kāi)始增大，當Rs的檢測電壓超過(guò)Vref時(shí)，Q1再次關(guān)斷，停止通電。就這樣重復執行這樣的動(dòng)作。圖1中的驅動(dòng)器會(huì )對OSC（振蕩器）的頻率進(jìn)行計數，并已設置了任意的關(guān)斷時(shí)間（toff）。工作波形如圖2所示。

 

 

通過(guò)這種重復動(dòng)作，流過(guò)以Vref除以Rs得到的電流值為頂點(diǎn)的三角波電流。如果將Q1的關(guān)斷時(shí)間（toff）設置的足夠小，則能夠以幾乎恒定的電流工作，即恒流工作。

 

以上是對PWM驅動(dòng)的電機恒流工作的說(shuō)明，但實(shí)際的PWM驅動(dòng)還需要更微細的控制。例如，在停止通電、再生電流流動(dòng)期間，Rs中沒(méi)有電流流過(guò)，因此當重新通電時(shí)Rs中的電流變化會(huì )變大。

 

由于不可避免地存在寄生電感，因此這種電流的導通和關(guān)斷可能會(huì )導致RNF引腳產(chǎn)生波形所示的較大電壓噪聲（如圖2所示），或者流過(guò)對MOSFET的寄生電容進(jìn)行充電的電流并導致超過(guò)Vref電壓。為了防止這些電壓噪聲引起的誤關(guān)斷動(dòng)作，需要在PWM驅動(dòng)上采取忽略短時(shí)間的峰值電流并設定不反應的時(shí)間（tblnk），或者用濾波器來(lái)濾除PWM驅動(dòng)噪聲等措施。

 

 

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