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[求助] 单相直流无刷电机分立驱动问题请教!

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发表于 2010-11-19 00:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

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现在手上有一个小项目,小冰箱用单相直流无刷风扇电机,36V直流,2W,转速为2000rpm,单相无需调速,由于受成本限制,不能采用驱动芯片形式,只能采取分立元件驱动,网上找了好多天,但资料很少;
目前方案:霍尔IC+H桥驱动(分立元件搭建)
问题:1)如何设计H桥才能保证桥臂不直通;
        2)如何用霍尔元件信号驱动H桥工作;
    肯请论坛的高手指点下啊,本人小菜鸟一只!

H桥想采用网上找到的一些经典电路如:(如何用霍尔信号驱动该H桥,才能保证既能够工作又没用桥臂直通现象)

经典H桥

经典H桥
(转自互联网)

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发表于 2010-11-19 19:48 | 显示全部楼层
ROHM公司,东芝有现在的片子,自己找一下。
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 楼主| 发表于 2010-11-20 00:43 | 显示全部楼层
能用ROHM现成的集成驱动IC当然好,省去好多事情,但我查了下,有几个问题;
1.目前ROHM驱动最高的芯片电压为30V(实际为2.4~28V),但我的电机至少35V以上,否则就要改电机参数;
2.最大的问题在于成本,手上的样机就是用集成元件搭的驱动,如果用集成的IC成本应该就高了,那就没得搞了!
MOSFET驱动这部分电路通过这几天的学习理解了一些。
问题是1.如何把霍尔IC的信号(周期方波)变换成四路(两两相同)之间具有一定延时的驱动控制信号;
      2.供电模块设计,要处理霍尔IC供电电压,以及上,下桥臂MOSFET的驱动电压之间转换问题;
        一定要用MOS管搭桥电路么,用双极性管可以么?
打酱油的、买咸菜的,额滴神呐!给点提示,救救我这个小菜鸟吧!
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发表于 2010-11-23 09:30 | 显示全部楼层
1,hall sensor 只要一个就可以,用集成的3端hall IC比较省事。
2,hall sensor 输出信号直接当作一个输出信号,然后用一个反相器将该信号反向,这个信号和hall sensor 输出信号就是一对对称输出的信号了。
3,将2步中所说的对称信号分别加一个RC延时电路,同时反并联二极管在R上,RC参数根据需要调整,电路的关键是,输入(也就是对称输入)信号为高的时候,延时电路起作用,而输入信号变低后,反并联的二极管对C迅速放电。
4,在3步所说的2路RC后面,各放一个滞环比较器,其后接H桥各管的门极驱动就可以了。

以上供你参考!

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 楼主| 发表于 2010-11-25 23:29 | 显示全部楼层
谢谢你提供了一个清晰的思路,有几个不明白的地方,请指教!
1)RC电路时为了制造不同的延迟时间,防止桥臂直通,电阻R上并联二极管起什么作用呢?
2)滞环比较器是什么概念,我现在是在2路RC后边加了个多路施密特触发器,对RC不规则的波形整形成方波,不知道是否可以这样做?
谢谢!
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发表于 2010-11-26 12:16 | 显示全部楼层
第一点,R上反并联二极管是为了在输入拉低的情况下,给C迅速放电。也就是实现先关断后导通的关键。
第二点,施密特就是滞缓的特定应用方式,可以使用的。

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 楼主| 发表于 2010-11-29 20:16 | 显示全部楼层
大体上明白你说的意思了,还有个问题请教!
我现在用的是集成施密特触发器,6路的!现在只用了两路,资源严重浪费!想在这个电路基础上加入刹车模块和过流保护模块。
我想当切断电源时让下桥臂同时导通是否能起到刹车作用,如果能该如何实现呢,过流保护该如何设计?
请高手指点迷津!谢谢
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发表于 2010-11-30 09:17 | 显示全部楼层
能起到刹车作用,问题是你的刹车信号来自哪里,是个什么样的信号? 还要注意器件的承受能力及发热等问题。
过流保护的问题——取决于你希望付出的成本,最简单而且低成本的方案就是下桥臂与公共地之间串电阻,然后取样电阻上的电压放大比较,用这个信号锁定门极驱动。
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 楼主| 发表于 2010-11-30 22:50 | 显示全部楼层
我这个电机很小,电机用在小家电上边,功率只有2W左右,请问有加过流和温度保护电路的必要么?
还有电机的电压为36V,用晶体管搭全桥驱动,晶体管的VCE0选择耐压为80V,请问是否过低?
明天我把电路图抄回来请帮我看看!
谢谢!@__@
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发表于 2010-12-1 09:00 | 显示全部楼层
楼主,真的是太巧了,我也是做小家电的,昨天也接了个项目做直流无刷,电机类型应该该和你一样的,不过我是要用PIC16F716写程序,要调速度的。
你的那个H桥,我们用的是PIC的4427芯片,不知道你看过这个芯片的DATASHEET没有,里面的H桥的一边,上面是一个P沟道的MOS管,下面是一个N沟道的MOS管,那个MOS管的G极是连在一起的,这样一次只会有一个管子导通,这样你也只需要控制2个I/O口了,这多简单啊。桥臂直通现象不可能发生。
还有一个问题,你怎么没加保护二极管啊,我们经理专门强调要加的。还是你的MOS管本来就有寄生的,小MOS管应该不会有的啊。
我也新手,贴下图,给我看看。`````````````````````````````````````
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 楼主| 发表于 2010-12-1 21:20 | 显示全部楼层
第一次上传图片,看看能不能看清楚,请大家给评审下,原理图是否有问题,欢迎来找茬 哈!
谢谢badulangzi 的指点!
H桥驱动电路是在网上剽窃来的,参数还没选!
其中施密特选的是集成的6路输入输出,很浪费,请问有没有4路集成施密特?PNP和NPN都选80V耐压的!

不知道我这么做和zzyzyzh123 的方案成本能差多少钱?这种小家电成本是根本!

H-SIGNAL.JPG H-BRIDGE DRIVE.JPG
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发表于 2010-12-2 08:27 | 显示全部楼层
低压电机多为12V 24V 48V,居多,你这个电机似乎不是很好的选择。你选24V以下一样可以达到要求,且多数成本可以省掉,除非你的供电是这样子。
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 楼主| 发表于 2010-12-2 22:44 | 显示全部楼层
供电系统为230VAC,经整流滤波到36V,因为受到客户结构限制,电机要能做到36V,如果做到24V可以省掉哪些成本?能否举例说明,另外这个电路图有什么错误没有,请看看!
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发表于 2010-12-3 13:42 | 显示全部楼层
两个小建议:
1,NPN的管子,建议E极直接接地。
2,施密特用运放来实现,方便参数调整,而且一个双运放对整个电路都够了,LM358才几毛钱。

关于保护的问题:取决于实际应用。

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 楼主| 发表于 2010-12-3 22:56 | 显示全部楼层
谢谢,现在正在采购物料,等调试的时候在请教 @__@
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发表于 2010-12-5 12:29 | 显示全部楼层
楼主 ,前天就 看了你的原理图,工作太忙了,今天去把我那个板的原理图抄了出来,就是纯粹硬件的方法实现的,在你的图的基础上改了。
我用的电机是在12V,带负载电流1A左右,不带就几百毫安。
用的几个管子都是三极管是B722和D882,2个IO口是由霍尔传感器直接产生的互补的波形,4个电阻都是470欧,看样子不是碳膜的,没剪开看。传感器的型号是AH277A-G1,4个脚,VCC,GND和2个互补的触发波形。我觉得硬件的很巧妙,完全解决了桥臂导通的情况,导通延时,关断迅速。
之前我告诉你的该方法是我用单片机实现的硬件,用的我们公司的常用芯片PIC的4427(4424没有,囧),写程序做延时很容易,觉得硬件实现的很巧妙,连延时都不用自己实现了。
这个原理图和我们电磁炉风扇用的直流无刷电机的原理图是一样的(我同事说的,我自己没拆过,我的这个图是抄的 TTI 提供给我们公司的硬件实现的无刷电机,应该是批量过的成熟电路)
H-BRIDGE_DRIVE.JPG
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发表于 2010-12-5 12:33 | 显示全部楼层
图太大了,有一部分没有显示出来,楼主点开看就能看到了。
还有右上的那个PNP的管子画反了,你自己颠倒一下,我刚刚也没仔细看。
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发表于 2010-12-13 09:23 | 显示全部楼层
说一说我遇到的问题把,我用的是PWM脉冲驱动的,所以我上面原理图的问题就显示的尤其突出了。右边始终不驱动,左边用PWM,驱动时因为三极管不能马上导通,会出现短暂的桥臂直通现象,如果不是PWM可以忽视,因为大几MS到几十MS一次的几十US的桥臂直通不会让管子发热太大,也不会坏。但是PWM就不行了。最后是采用楼主最上面的原理图,只是去掉了所有的驱动电路,必要时也只加一个三极管驱动。4个管子都送信号驱动,一定时间内3个管子送电平,另外一个送PWM。样板发出去了,还没回来,准备是2个PWM的管子用MOS管,2个电平的管子用三极管,这是经理觉得的。不过我觉得都可以用三极管。因为之前的原理图,驱动点的波形很正,只是原理图的设计问题导致桥直通。周3板子回来,再写程序做实验。
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 楼主| 发表于 2010-12-14 22:12 | 显示全部楼层
我这个方案是不带调速的,至于你说的不是很理解!
12V低压电机控制芯片很多,单相电机三洋的芯片可以,而且应该不用考虑直通问题,芯片内部已经做好了!
如果直通的话我觉得调一下延时电容和电阻是不是会好一点,可能两路驱动信号延时区间做的小了!
另外驱动电路我做了点修改,上边(第二个)驱动电路起不到延时作用!
等物料回来了调试就会发现问题,现在理论的没啥用!
欢迎大家来分享!
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发表于 2010-12-15 14:33 | 显示全部楼层
等你调试成功了上下图啊。
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