Устройство формирования сигнала управления реверсивным двигателем постоянного тока

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: общие

Опубликовано: 26.03.2017 14:23

Просмотров: 2005

А. Ходаковский
Известен способ управления путем включения якоря двигателя в диагональ ключевого моста, коммутируемого ШИМ- сигналами. В настоящее время для управления ключами применяются драйверы, например IRS21834S. Сформировать сигналы ШИМ аналоговым методом можно путем смещения пилообразного сигнала между порогами компараторов, а пилообразный сигнал путем интегрирования меандра. В случае, когда пилообразный сигнал под действием смещающего (управляющего) сигнала становится больше верхнего порога, или меньше нижнего порога, может возникнуть режим пропадания ШИМ. Динамическое смещение драйверов верхнего уровня пропадает, управление нарушается. Предлагаемое устройство позволяет устранить такой режим.

Схема устройства показана на рис. 1.
 
Пилообразное напряжение, суммированное с управляющим, поступает на входы компараторов DA1.1 и DA1.2. С выходов компараторов сигналы поступают на входы формирователей сигналов управления драйверами левого и правого вращения якоря двигателя (условно) DD1, DD2, DD3.1, DD3.2 и DD4, DD5, DD3.3, DD3.4 соответственно.
При отсутствии управляющего сигнала пилообразное напряжение не выходит за пределы порогов (эпюра 1) (рис. 2).
 
 На выходе компаратора DA1.2 устанавливается положительное напряжение. На выходе микросхемы DD3.1 устанавливается логический нуль, переводящий RS- триггер DD1.2, DD1.3 в состояние, соответствующее логическому нулю на выходе DD1.3 и логической единице на выходе DD1.2. Одновременно логический нуль на выходе микросхемы DD3.1 блокирует прохождение сигнала через DD1.4. На выходе микросхемы DD2.1 устанавливается логическая единица, что соответствует отсутствию тока в якоре.
При появлении отрицательного управляющего напряжения пилообразное напряжение сдвигается и становится на некоторое время меньше отрицательного порога (эпюра 2).
На выходе микросхемы DD3.1 появится инвертированный сигнал с выхода компаратора DA1.2, который будет удерживать RS-триггер в прежнем состоянии так как сигнал, полученный дифференцированием меандра на выходе микросхемы DD3.3 и сигнал на выходе микросхемы DD3.1 взаимно не перекрываются по логической единице на входах микросхемы DD1.4. Сигнал с компаратора DA1.2 проходит через микросхемы DD1.1, DD2.1 на выход. На выходе микросхемы DD2.1 появляются отрицательные импульсы, соответствующие минимальному току в якоре (эпюра 3). Начинает работать ШИМ. При дальнейшем смещении пилообразного сигнала ток в якоре растет до граничного значения (эпюры 4 и 5).
Когда пилообразное напряжение становится ниже нижнего порога, на выходе компаратора DA1.2 установится отрицательное напряжение. На выходе микросхемы DD3.1 появится сигнал логической единицы. Положительный импульс, сформированный на выходе микросхемы DD3.3 путем дифференцирования меандра формирует отрицательный импульс на выходе микросхемы DD1.4, переводящий RS-триггер в состояние, соответствующее логическому нулю на выходе микросхемы DD1.2 и логической единице на выходе микросхемы DD1.3. Логический нуль на выходе микросхемы DD1.2 блокирует прохождение сигнала через микросхему DD1.1, а логическая единица на выходе микросхемы DD1.3 открывает канал прохождения дифференцированного сигнала через микросхемы DD2.2 и DD2.1. На выходе микросхемы DD2.1 появляются узкие импульсы, поддерживающие динамическое смещение драйвера (эпюра 8). Ток якоря близок к максимальному. Аналогично схема работает при превышении пилообразным напряжением верхнего порога.
РА 4'2011
Литература
1.  Л. Фолкенберри «Применение операционных усилителей и линейных ИС», Москва, «Мир», 1985 г.
2. Е. А. Зельдин «Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре». Ленинград, Энергоатомиздат, 1986 г.
3.  В.Л. Шило «Популярные цифровые микросхемы», Справочник, Москва, «Радио и связь», 1988 г.