有刷电机驱动专题-直流有刷电机调速电路分析

本文详细分析了一个60V直流有刷电机的调速电路,涉及LM317稳压模块、NE555时基集成电路的工作原理,并探讨了通过调节脉冲宽度实现调速的方法。电路中关键元件包括保险丝、水泥电阻、LM317、NE555、串联电容、MOS管和肖特基二极管。

最近有一个项目要求驱动一个60V的直流有刷电机调速,之前做的都是低压电的驱动,48V的已经是较高的,现在需要做一个60V的驱动,不好搞。

网上买了一个别人的调压模块来研究:

可以看到接口非常简单,只有电源输入、电机输出还有一个用来调速的电位器接口。

为了便于分析,我们把电路板上的散热片拆掉先,上个全家福:

初步分析了一下电路,

从电机的正极开机,先是一个保险丝①,丝印标的是20A的,保险丝接在电源正极P+和电机输出的正极M+上,我们先往下分析把,这样的话我们可以看到正极接了一个水泥电阻到LM317②Vin脚上,想必这个LM317是给低压控制部分电路供电的。LM317的中间输出引脚接的是电阻串联的一个电源指示LED灯③,分析LM317,关键看输出的电压是多少V的,我们看到调节引脚上是接了两个电阻,一个是30K,一个是5.6K,根据LM317电压输出的计算公式UO=1.25V(1+30K/5.6K)= 6.69V(实际测量输出是9.3V)

这样LM317稳压模块的电路就分析完了,输出以下原理图。

在参考资料中,虽未直接提及12V直流有刷电机驱动电路的设计,但可从相关内容获取一些思路。 直流有刷电机驱动器内部有板载保护电路,能降低驱动器在异常工作条件下受损的可能,且保护状态由指示灯实时输出;全电气隔离输入增强了主控MCU电路安全性,还可显著提高系统电磁兼容性能 [^1]。 从调速电路分析来看,有刷电机驱动从电机正极开机,有一个20A的保险丝接在电源正极P+和电机输出的正极M+上,正极还接了一个水泥电阻到LM317的Vin脚上,LM317用于给低压控制部分电路供电,其调节引脚上接了30K和5.6K两个电阻,根据电压输出公式计算输出电压为6.69V(实际测量输出是9.3V) [^3]。 在电机驱动芯片方面,AT8236单通道直流有刷电机驱动芯片有其驱动电流ADC采样计算方法,电机运行电流在空载状态下约为0.1A,在PWM控制过程中电流规律基本符合折线规律,PWM周期为2000Hz,ADC电流采样频率仅设置为100Hz,后续可通过程序设置提高采样频率 [^4]。 对于更详细的12V直流有刷电机驱动电路设计,可参考专业的电子电路设计书籍、技术论坛以及电机驱动芯片厂商提供的应用手册。例如TI、ST等半导体厂商会有相关芯片及配套的设计文档和参考电路。 ### 代码示例 以下是一个简单的基于Arduino控制直流有刷电机的示例代码: ```cpp // 定义电机控制引脚 const int motorPin1 = 9; const int motorPin2 = 10; void setup() { // 设置电机控制引脚为输出模式 pinMode(motorPin1, OUTPUT); pinMode(motorPin2, OUTPUT); // 初始化电机停止 digitalWrite(motorPin1, LOW); digitalWrite(motorPin2, LOW); } void loop() { // 电机正转 digitalWrite(motorPin1, HIGH); digitalWrite(motorPin2, LOW); delay(2000); // 电机停止 digitalWrite(motorPin1, LOW); digitalWrite(motorPin2, LOW); delay(1000); // 电机反转 digitalWrite(motorPin1, LOW); digitalWrite(motorPin2, HIGH); delay(2000); // 电机停止 digitalWrite(motorPin1, LOW); digitalWrite(motorPin2, LOW); delay(1000); } ```
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