電動(dòng)機(jī)作為當(dāng)代最重要的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換器，其應(yīng)用已經(jīng)在人們的生活中和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域中普及。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在所有的動(dòng)力能源中，其中百分之九十以上來(lái)源于電動(dòng)機(jī)。在電氣時(shí)代，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制大多采用模擬法，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單控制的應(yīng)用比較普及。簡(jiǎn)單控制是指對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，制動(dòng)，順序控制和正反轉(zhuǎn)控制。這類(lèi)控制可通過(guò)繼電器，可編程控制器和開(kāi)關(guān)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。還有一類(lèi)控制稱(chēng)為復(fù)雜控制，是指對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，功率，電壓，電流等物理量進(jìn)行控制。本方案可以進(jìn)行簡(jiǎn)單控制也可以進(jìn)行復(fù)雜控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)一體兩用。
1.工作原理與分析
UC3842芯片是一種高性能固定頻率電流型控制器，內(nèi)部包含誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。市電先經(jīng)過(guò)整流和濾波電路變成直流電壓，再經(jīng)過(guò)功率開(kāi)關(guān)管斬波、高頻變壓器降壓，得到高頻矩形波電壓，最后通過(guò)整流濾波后獲得所需要的直流輸出電壓。通過(guò)開(kāi)關(guān)控制模式，模式1由數(shù)字晶體管控制輸出的恒定電壓，該設(shè)計(jì)模式1下分3檔，模式2由MCU通過(guò)改變PWM，來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路的輸出。
圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖
2.硬件設(shè)計(jì)
該設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源部分如圖2所示。它主要由電源電路、主電路、控制電路、反饋電路構(gòu)成。本設(shè)計(jì)為AC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸入電壓為90~240VAC，輸出為5V和24V。
圖2 電路原理圖
模式1下的電路，外部給數(shù)字晶體管信號(hào)，以此來(lái)控制三路中一路的輸出，當(dāng)某路有控制信號(hào)時(shí)，晶體管導(dǎo)通，該路連接TL431的電阻接地，使TL431的陰極上形成誤差電壓，使發(fā)光二極管工作電流發(fā)生變化，從而來(lái)調(diào)節(jié)UC3842的輸出，有效的改變了其輸出，實(shí)現(xiàn)恒壓輸出。模式2下的電路，通過(guò)MCU輸出PWM波對(duì)H橋進(jìn)行控制，以此來(lái)進(jìn)行電機(jī)控制。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證
各部分參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算后，對(duì)整個(gè)開(kāi)關(guān)電源部分進(jìn)行仿真。仿真圖如圖3所示。并用示波器進(jìn)行觀察開(kāi)關(guān)管的波形，以及輸出波形。
圖3 仿真電路
漏源極電壓波形如圖4所示。從圖中可以看出來(lái)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
圖4 漏源極電壓
輸出電壓波形如圖5所示。電壓基本恒定在24V上下，紋波也在100mV左右。符合設(shè)計(jì)要求。
圖5 輸出電壓
在確保電源能夠正常工作后，進(jìn)行雙模控制的測(cè)試。模式1下通過(guò)給3個(gè)數(shù)字晶體管信號(hào)，改變了UC3842的PWM波，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)檔位的恒壓輸出。
通過(guò)改變模式，再模式2下，開(kāi)關(guān)電源的輸出與H橋相連接，MCU對(duì)驅(qū)動(dòng)電路輸出特定的PWM波，使電機(jī)能夠智能化實(shí)現(xiàn)變速。
結(jié)束語(yǔ)
本文總結(jié)了基于UC3842設(shè)計(jì)了一種雙模控制電機(jī)的方法。為了驗(yàn)證方案的可行性和實(shí)用性，依照設(shè)計(jì)制作了實(shí)物等，經(jīng)過(guò)測(cè)試也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。本設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，制作成本低，基于以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)適合用在低成本的電機(jī)控制領(lǐng)域。
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