四、电机控制系统

电机驱动电路设计方案

PLAN:找到以下电路中的自举电容，并分析选取原则

DO:

自举电容：驱动芯片VB端与电机正负极间——C71、C72

理论

数据

开关管：IR7843
nC
Q:pre_Vth Gate-to-Source Charge ? post-Vth Gate-to-Source Charge?


驱动芯片：IR2104
uA

CHECK:

自举电容的选择与工作频率、驱动的MOSFET参数、工作电压等因素有关。从功率器件的工作频率、开关速度、门极特性进行选择，估算后经调试而定。
既不能太大影响窄脉冲的驱动性能，也不能太小而影响宽脉冲的驱动要求。
一般情况下10uF余量已经很大，基本对于智能车中各类型号的4N驱动器件是适用的。

ACTION:

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<相关经验>
问题：我用IR2140s驱动mos管，H桥后面挂接的是一个感性负载，工作的频率比较低，30~70HZ，电源都正常，测量的纹波非常小，但是有的时候莫名其妙的会烧坏上边的MOS管，表现的效果就是Q2的漏极和源极直接导通，栅极和源极电阻120欧姆。
讨论：
—MOS管的寄生电容比较大，导致IR2104驱动的时候驱动信号上升和下降速度都比较慢，由于IR2104的死区时间固定，软件没控制好，所以时不时地就烧掉MOS管，其实，驱动信号在MOS管导通的时候因为结电容变化而导致驱动信号上升和下降都会有阶梯存在，至于上下桥导通，那是MOS管可能不合适，或者降低一点驱动电压试试
—烧MOS管常见的有：死区没控制好，上下臂同时导通导致烧MOS，驱动端电压过高烧MOS栅极，地弹导致烧MOS等
— 我也是用H桥驱动电机，但是我的不是烧管子，是场管发热，我的电机自感泄放回路也没处理好
—我用IR2104做直流有刷电机调速，PWM频率为23KHZ。占空比大时（电机速度快）MOS管不会少，占空比小（5%-10%）调试时MOS管经常烧，MOS管DS击穿电阻为零，GS有几十欧姆阻值。我的主要是电机自感泄放回路没处理好，现在好多了。

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PLAN:添加电机驱动中控制信号的隔离电路（74HC244、74HC245），根据芯片手册给出时序图，并说明原理。

DO:

                                                          基于74HC244的驱动隔离电路

线路驱动芯片通常为告诉信号驱动芯片，一方面其可以提高单片机信号的驱动能力，另一方面也具备一定的电气隔离能力，可用于隔离来自功率侧可能的过压、过流等电气损害以及高频电磁干扰，保护单片机安全，有时还可用于进行3.3V与5V等逻辑电平的转换，以适配连接不同电平间的控制器和受控器件。
单片机产生的PWM信号作为输入送至该芯片，为了避免输入引脚出现不确定状态，将其做下拉处理。

                                                                    74HC244时序图

CHECK:

理解：输入的数据可以保持比较长的时间
不理解: 如何放大的电流？

ACTION:

（1）74HC244是具有三态输出的八路缓冲器和线路驱动器，他与74HC245的唯一区别是 74HC244是单向的，数据只能从A端流向Y端，而74HC245则是双向的。他们的驱动能力相同。
（2）74HC244 是CMOS电路，74ls244 是双极晶体管型电路，二者的特性差别很大，LS器件是淘汰型，尽量不要选用。
（3）时序图：就是按照一定的时间顺序给出信号 就能得到你想要的数据，或者把你要写的数据写进芯片

<时序图读法>
1、从上到下，从左到右，高电平在上，低电平在下，高阻态在中间。双线表示可能高也可能低，视数据而定。交叉线表示状态的高低变化点，可以是高变低，也可以是低变高，也可以不变。
2、竖线是生命线，代表时序图的对象在一段时期内的存在，时序图中每个对象和底部中心都有一条垂直段的虚线，这就是对象的生命线，对象的消息存在于两条生命线之间。
3、时序要满足建立时间和保持时间的约束才能保证锁存到正确的地址。数据或地址线的时序图画0/1两条线，表示是一个固定的电平，可能是“0”，也可能是“1”，视具体的地址或数据而定；交叉的线表示电平变化，状态不确定，数值无意义。

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