基于sg3525的电机调速系统设计与实现

基于sg3525的电机调速系统设计与实现内容摘要：

c) (d) 图 驱动电路状态 上图 2中，从图 （ a） 到图 （ d） 分别表示 H桥式驱动电路的开关工作状态的切换，电机分别处于正转、反转、停机和短路制动 4个状态。 从图中可以看出，该电机的驱动电路可以完成本例的两个基本要求： 通过三极管的放大，保证了电机的驱动电流； 通过桥式电路，对不同开关的选择，可以实现单片机的数字电平控制三极管的导通和截止，从而控制小电机的正反转。 第二章 元器件 选用与 介绍 SG3525芯片 的选用与介绍 SG3525 功能简介 SG3525 是电流控制型 PWM 控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。 在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。 由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。 引脚功能及特点简介 SG3525 芯片内部电路 原理图如图 图 SG3525芯片内部电路 原理 (引脚 1)：误差放大器反向输入端。 在闭环系统中，该引脚接反馈信号。 在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚 9）相连，可构成跟随器。 (引脚 2)：误差放大器同向输入端。 在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。 根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚 9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。 (引脚 3)：振荡器外接同步信号输入端。 该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。 (引脚 4)：振荡器输出端。 (引脚 5)：振荡器定时电容接入端。 （引脚 6）：振荡器定时电阻接入端。 (引脚 7)：振荡器放电端。 该端与引脚 5 之间外接一只放电电阻，构成放电回路。 (引脚 8)：启动电容接入端。 该端通常接一只 5 的启动电容。 (引脚 9)： PWM 比较器补偿信号输入端。 在该端与引脚 2 之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。 (引脚 10)：外部关断信号输入端。 该端接高电平时控制器输出被禁止。 该端可与保护电路相连，以实现故障保护。 A（引脚 11）：输出端 A。 引脚 11和引脚 14是两路互补输出端。 (引脚 12)：信号地。 (引脚 13)：输出级偏置电压接入端。 B（引脚 14）：输出端 B。 引脚 14和引脚 11是两路互补输出端。 （引脚 15）：偏置电源接入端。 (引脚 16)：基准电源输出端。 该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。 特点如下： （ 1）工作电压范围宽： 8— 35V。 （ 2） （ 1 %） V 微调基准电源。 （ 3）振荡器工作频率范围宽： 100Hz— 400KHz. （ 4）具有振荡器外部同步功能。 （ 5）死区时间可调。 （ 6）内置启动电路。 （ 7）具有输入欠电压锁定功能。 （ 8）具有 PWM 锁存功能，禁止多脉冲。 （ 9）逐个脉冲关断。 （ 10）双路输出（灌电流 /拉电流）： mA(峰值 )。 SG3525 的工作原理 SG3525 内置了 精密基准电源，微调至 %，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。 SG3525 还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。 在 CT 引脚和 Discharge 引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。 由于SG3525 内部集成了启动电路，因此只需要一个外接定时电容。 SG3525 的启动接入端（引脚 8）上通常接一个 5 的启动电容。 上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与启动电容接入端相连的 PWM 比较器反向输入端处于低电平， PWM 比较器输 出高电平。 此时， PWM 锁存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。 只有启动电容充电至其上的电压使引脚 8 处于高电平时， SG3525 才开始工作。 由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。 当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致 PWM 比较器输出为正的时间变长， PWM 锁存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。 反之亦 然。 外接关断信号对输出级和启动电路都起作用。 当 Shutdown（引脚 10）上的信号为高电平时， PWM 锁存器将立即动作，禁止 SG3525 的输出，同时，启动电容将开始放电。 如果该高电平持续，启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入启动过程。 注意， Shutdown 引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响 SG3525 的正常工作。 欠电压锁定功能同样作用于输出级和启动电路。 如果输入电压过低，在SG3525 的输出被关断同时，启动电容将开始放电。 此外， SG3525 还具有以下功能，即 无论因为什么原因造成 PWM 脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来， PWM 锁存器才被复位。 KA3525 KA3525 和 SG3525 基本功能一样 ,前者是韩国一公司产 ,后着的鼻祖是美国硅通用公司 ,两者性能基本相同。 所以 本次设计过程中， 实物中采用 KA3525 代替SG3525，实际调试过程中也没发现任何问题。 BTS7960/BTS7970芯片的选用与介绍 BTS7960 是 NovalithIC 家族三个独立的芯片的一部分 :一是 p 型通道的高电位场效应晶体管，二是一个 n型通道的低电位场效应晶体管， 结合一个驱动晶片 ,形成一个完全整合的高电流半桥。 所有三个芯片是安装在一个共同的引线框 ,利用芯片对芯片和芯片芯片技术。 电源开关应用垂直场效应管技术来确保最佳的阻态。 由于 p型通道的高电位开关，需要一个电荷泵消除电磁干扰。 通过驱动集成技术，逻辑电平输入、电流取样诊断、转换速率调整器，失效发生时间、防止欠电压、过电流、短路结构轻易地连接到一个微处理器上。 BTS7960 可结合其他的BTS7960 形成全桥和三相驱动结构。 图框如下：。