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2022.05.25 馬達

使用PWM輸出方式驅動有刷直流馬達:
H橋電路PWM驅動

有刷直流馬達

重點:

・支援PWM驅動的H橋有刷直流馬達驅動IC有幾種類型。
 -可以直接將PWM訊號輸入至IN1/IN2的類型。
 -配有由Vref引腳、三角波產生器及比較器組成的PWM訊號生成電路的類型。

接下來將介紹有刷直流馬達使用H橋電路PWM驅動的具體驅動方法。

使用PWM輸出方式驅動有刷直流馬達:H橋電路PWM驅動

本文介紹有刷直流馬達使用H橋電路進行PWM驅動時的二個典型範例。

①將PWM訊號輸入至兩個輸入引腳之一並直接驅動
在“透過H橋電路驅動有刷直流馬達:輸出狀態的切換”中介紹了透過H橋電路驅動馬達時,可以利用兩個邏輯輸入在4種狀態(停止,正轉,反轉,制動)之間進行切換。第一種PWM驅動方法是將PWM訊號輸入至這兩個輸入引腳之一。

這是某款有刷直流馬達驅動IC的電路方塊圖。使用IN1和IN2邏輯切換H橋。

兩個真值表的左側是標準的切換邏輯。其中,將正轉(H/L)和反轉(L/H)的H輸入用作PWM輸入。參見右側的真值表。
這就是停止(OPEN)、正轉PWM驅動、反轉PWM驅動和制動。在這種控制中,需要將邏輯訊號和PWM訊號從微控制器等發送到IN1/IN2。當然,驅動IC需要支援這種驅動方法。

在這種方法中,PWM輸入訊號的占空比與電源電壓VM的乘積為等效平均外加電壓。

②具備Vref PWM控制功能的馬達驅動器
有些馬達驅動IC是配備了PWM功能的IC。在該範例中,驅動IC是在內部配有三角波產生器和比較器,並可以進行輸出PWM驅動和PWM占空比調節的類型。

透過電路方塊圖和波形圖可以瞭解其工作機制。比較器會輸出三角波產生器的三角波與外部的基準電壓Vref比較後的結果。
比較器的輸出占空比由Vref決定,當Vref為三角波的最小幅值0V時,占空比為0%;當Vref為三角波的最大幅值Vph時,占空比為100%。
該比較器的輸出(PWM訊號)與IN1/IN2邏輯相組合,經由H橋輸出至OUT1/OUT2。

從原理上看,就像所介紹的,①和②都可以透過H橋進行PWM驅動,但是由於內建了防止同時導通的電路,以及②中使用了類比電路來生成PWM訊號,因此可能需要進行一些理論之外的調整(例如線性度和誤差)。

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