從本文開(kāi)始，將介紹有刷直流電機的PWM驅動(dòng)。近年來(lái)，直流電機的PWM驅動(dòng)方式因其可以減少驅動(dòng)器電源的功耗而應用越來(lái)越廣泛。

 

使用PWM輸出方式驅動(dòng)有刷直流電機：PWM驅動(dòng)的原理

 

除了用于電機驅動(dòng)外，PWM（Pulse Width Modulation＝脈沖寬度調制）還廣泛應用于DC/DC轉換器和AC/DC轉換器等電源的功率轉換，并在很多領(lǐng)域得到廣泛使用。原則上，PWM是通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉脈沖來(lái)發(fā)送所需功率的一種方法。脈沖的大小和周期是恒定的，通過(guò)調整打開(kāi)時(shí)的脈沖寬度（時(shí)間）來(lái)控制要發(fā)送的功率。輸出電壓是對應于導通和脈沖周期的時(shí)間比=占空比的平均大小。

 

下面是有刷直流電機的PWM驅動(dòng)原理示意圖。

電機用電機符號和電阻R+電感L +感應電壓Ec表示。當施加電壓時(shí)，電機電壓Ea被施加到電機的兩端，流過(guò)電機電流Ia。而當OFF時(shí)，電機引腳的兩端將短路。在這種狀態(tài)下將發(fā)生電流再生。由于線(xiàn)圈的電感起到保持電流的作用，因此當在相對于電感L和電阻R的時(shí)間常數足夠短的周期內反復施加電壓并且電機兩端反復短路時(shí)，將流過(guò)恒定電流。

 

將該過(guò)程用H橋表示如下：

 

 

施加電壓時(shí)，SW1和SW4接通，SW2和SW3關(guān)斷，電機電流Ia的流向如灰色虛線(xiàn)所示。當關(guān)斷=電機兩端短路時(shí)，SW2和SW4接通，SW1和SW3斷開(kāi)。

 

在這種情況下的電壓波形和電流波形如下：

 

 

電壓波形表明，在反復周期恒定的導通期間施加了電機電壓Ea，但在關(guān)斷（由于電機兩端短路引起的再生）期間沒(méi)有施加電機電壓Ea。通過(guò)反復執行“導通時(shí)增加、關(guān)斷時(shí)減小的周期”，電流進(jìn)入穩定狀態(tài)。此時(shí)的平均電流Iave是通過(guò)將施加電壓Ea乘以占空比m并除以電阻R而獲得的值。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設Ea = 12V，m為0.5（占空比50％），則為電機施加了6V電壓。因為僅在施加電壓時(shí)才從電源供給電流，所以電源的功耗將減少。

 

前面通過(guò)電機兩端短路的方法探討了關(guān)斷狀態(tài)（電流再生）相關(guān)的內容。實(shí)際上，還有其他電流再生方法，每種方法都有不同的需要考慮的事項。下一篇文章將介紹有刷直流電機的PWM驅動(dòng)中其他電流再生方法。

 

關(guān)鍵要點(diǎn)：

 

●有刷直流電機的PWM驅動(dòng)會(huì )反復施加電壓和電流再生動(dòng)作。

 

●有刷直流電機的PWM驅動(dòng)有多種使用H橋進(jìn)行電流再生的方法。