IR2110 drev kontrol design og DSP implementering af DC motor
Med udviklingen af strømelektroniksteknologi og nye permanente magnetmaterialer er DC-motorer kendetegnet ved deres gode linearitet og fremragende kontrolydelse i de fleste variabel hastighedsbevægelseskontrol og lukkede servostyringssystemer (såsom robotter, præcisionsværktøj, bilelektronik, Hvidevarer). Udbredt inden for elektriske apparater og industrielle processer.
På nuværende tidspunkt er DC-motorstyringsdigitalisering blevet den almindelige trend, og højpræstation motorstyringsalgoritmer er for det meste realiseret af hovedstyringschippen. Med fremkomsten af højhastigheds-multifunktions digital signalprocessor (DSP) fremstilles mere komplekse motorer. Kontrolstrategier implementeres. I dette papir er TMS320F28335 hovedstyringsknappen, IRF530 er den drivende chip, og IR2110 er styringsknappen. H-broen kørekontrol design anvendes til DC motor. Denne kontrol har opnået gode resultater og har stor brugsværdi.
1, DC motordrev princip
2, hardware kredsløb design
Den overordnede ide om hardware-kredsløbsdesign er: brug PWM-bølge til at styre kontakten K1, K4 og K2, K3 i Figur 1 for at styre frem og tilbage af motoren og ændre PWM-bølgeens driftscyklus for at gøre motoren få forskellig spænding. Derved styres motorens hastighed.
2.1, valget af switching komponenter
Omskifterelementet kan vælges fra en bipolær transistor eller en felt-effekt-transistor. Da strømforsyningen FET er en spændingsstyret komponent, har den karakteristika ved stor indgangsimpedans, hurtig omskiftningshastighed, ingen sekundær nedbrydning og lignende, og kan opfylde kravene til højhastighedskoblingsfunktion. I dette design bruger alle fire switches IR's N-kanalforstærkelsestype MOSFET-rør IRF530, som har en dræningsstrøm på 14A og kan modstå en enkelt pulsstrøm på 49A. Maksimal spænding er 100V, og dens modstand er ikke mere end 0,16Ω. Mød drevets krav.
2.2, valg af MOSFET gate drive enhed
IR tilbyder en række brodriver IC'er, typisk IR2110. Chippen er et monolitisk integreret drivermodul til dual-channel, gate-drevne højspændingssystemer med høj hastighed. Den meget integrerede niveauforskydningsteknologi i chipen forenkler kraftigt styringskravene til strømforsyningen til logikkredsløb. Forbedre drevets pålidelighed. Især er det øverste rør drevet af en ekstern bootstrap kondensator, hvilket i høj grad reducerer antallet af drivkilder sammenlignet med andre IC-drivere. Dette design bruger IR's IR2110 som driverchip.
2.3, valg af switchfrekvens
Frekvensen af PWM-bølgen vil påvirke, om motoren kan udsende det maksimale drejningsmoment og glatheden af drejningsmomentet. Det maksimale drejningsmoment betragtes hovedsagelig her. For at opnå det maksimale udgangsmoment er det nødvendigt at kende retningen af rotorpolen, det vil sige at bestemme rotorens position, som kan ignoreres for den lille DC-motor i dette design. For at undgå forholdsvis stor støj fra motoren bør PWM-bølgefrekvensen så meget som muligt ligge uden for akustikbølgeområdet. På den anden side, på grund af den induktive karakter af motorviklingen, jo højere frekvens, jo større induktiv reaktans, og jo højere frekvensen vil forårsage motorens drejningsmoment. Bliv mindre [9]. Efter analyse og sammenligning er den endelige motorfrekvens bestemt i dette papir 250Hz. Selv om der er en vis lavfrekvent støj, er effektmomentets effekt meget god.
2.4, valg af controller
På nuværende tidspunkt er der mange måder at generere PWM-bølger på, som kan genereres af en særlig PWM-bølgeegenerationschip eller af en mikrocontroller (såsom en enkeltchipmikrocomputer, ARM, DSP, FPGA osv.). I dette papir bruger mikrocontrolleren TIs TMS320F28335 type DSP, som er kernedelen af hele kontrolsystemet. Dens ydeevne bestemmer i nogen grad stabiliteten af hele hardware-systemet. TMS320F28335 er en 32-bit flydende DSP med en arbejdsfrekvens på 150 MHz og 12 PWM udgange. 6 af dem er PWM-kanaler med høj præcision, som er ideelle til motorstyring.
2.5, det overordnede design af drevstyringskredsløbet
Ifølge udvælgelsen af de ovennævnte nøglekomponenter er kredsløbsdiagrammet for drevstyringsmaskinen vist i fig. 3 er designet.
PWM-bølgen genereres af PWM fra DSP'en og sendes derefter til optokoplet TLP521 via en 180 ohm modstand R5. Da PWM-frekvensen af dette design ikke er høj, har den fælles optokopler TLP521 opfyldt kravene.
3, kredsløbstestning
De samlede testresultater viser, at DC-motoren kører problemfrit, og kontrollen er nøjagtig, og opfylder designkravene.
I dette papir anvendes hele procesudformningen af H-bridge-drevstyring til DC-motor. Power MOSFET chip IRF530 bruges som omskifter komponent. IR2110 bruges som gate drev kontrol af MOSFET. PWM signal genereres af DSP og sendes til IR2110 via optocoupler og logik kontrol. Den flydende kontrol af overarmens kørselsspænding udføres med succes, og startstop og fremadvendt kontrol kan udføres bekvemt, og motoren kører jævnt og godt, og designformålet opnås. Drevstyringskredsløbet fremlagt i dette papir er også velegnet til andre lignende applikationer og har en stor praktisk referenceværdi.
