遥控直流电机PWM调速器设计.docVIP

课程设计报告 设计要求 1.1 当操作人员进行控制时可以对电机直接进行调速 1.2 采用标准数字比例遥控设备进行远距离无线控制 1.3 可以控制直流电机的转速、方向及制动 2 技术指标 供电电源要两个： 　　　　　　　　一个是＋24V直流电源、 一个是＋6V直流电源 555行成固定频率一定的脉冲波形 最大输出功率300W 遥控直流电机PWM调速器 摘要 PWM（脉宽调制）技术广泛应用于直流电机的速度控制，本文介绍一种采用标准数字比例遥控设备进行远距离无线控制的遥控直流电机脉冲宽度调整器，可控制24/300W以下直流电机的转速、方向及制动。由于采用了比例舵机专用集成电路，整个电路具有结构简单、调试容易、可靠性和抗干扰能力较高等特点，必要时可通过加大输出功率MOSFET场效应管的电参数来扩展驱动功率，适用于远距离内小型机器人的运动控制及野外设备的远距离控制。 关键词 三端集成稳压电源　SN76604N比例遥控舵专用集成块　　 NE555集成块　双块比较器组成反相器　正反相比较器　 MOSFETFNRFNR场效应管　接收器　　电机　放大器 1 引言　电机的工作环境是众数周知的，有时候电机的工作要人工远距离控制以达到目的，近距离操作会离电机好近的，对人的身体及个方面都是不太好的，而且电机的噪声很大的，长时间近距离接触会使身体及身心受到不可估量的伤害。所以采用远距离控制以提高人的安全性及减少对人身的危害性. 2 总体设计方案 1.1设计思路 当遥控时，电路接收信号与电路内部产生的基本脉冲（具有一定的幅值和脉宽）进行比较。当外部信号大时产生一个比较信号，送到控制电路以实现电机的转速控制实现正、反转及制动等功能。 2.2电路的工作方框图如下： 　 图片(1)方框图 图片(2)原理图 　　　　　　　　　　7　　6　　5　　4　　　3　　2　　1 8　　9　　10　　11　　12　13　 14　 图片(3)集成块 SN76604是比例遥控舵专用集成电路。其内部包括有输出锁定、双向放大、脉冲展宽、比较器及死区电路、一次关断等功能电路。各引脚功能为：（1）脚为反相器输入端：（2）脚为反相器输出端：在接收机输出信号脉冲为负脉冲时S可通过集成电路提供的反相器倒相后再输入（3）脚。（4）脚为电源正、（5）、（6）脚为定时电容端：（7）、（8）脚为空脚：（9）脚接死区电容：（10）脚为B展宽输入：(11)脚为B输出：(12)脚为电源地：(13)脚为A输出： (14)脚为A脚输入。 来自发射机的控制信号脉冲（周期20ms ，脉冲宽度1~2ms可调）被接收机解码后输入（3）脚，电路将信号脉冲的宽度与其内部产生的宽1. 5ms、周期20 ms基准脉冲进行比较，当信号脉冲宽度大于基准脉冲时，产生并输出正差值脉冲（脉冲宽度＝信号脉冲宽－1.5ms）。 信号脉冲的宽度小于基准脉冲时，产生并输出负差值脉冲（脉冲宽度＝1.5ms－信号脉冲宽）；而当信号脉冲与基准脉冲宽度相等时则不输出脉冲。差值脉冲经双向放大器放大进行脉冲展宽后由（11）、（13）脚输出，其极性在集成电路基本应用中是（11）、（13）脚的相对值（本电路对此作了调整，使(11)、(13)脚的输出相对于电源地均为正脉冲，其中（11）脚对应的正差值脉冲输出，（13）脚的则对应负差值脉冲输出）。 1R11和1C6，1R12和1C7构成两个简单的积分器，分别将(11)、(13)脚输出的矩形转变成与之对应的直流电平并输入电压比较器3IC1B，3IC1C的同相输入端。2IC1(NE555)及外围元件2R1~2R5、2C1、2C2、2D1、2D2等构成一锯齿波发生器，产生15KHz左右的锯齿波，并通过2R5同时输入3IC1B、3IC1C的反相输入端输出的直流电平进行比较，当3IC1B或3IC1C同相端的直流电平值U+超过锯齿波U-最低电平值时，在其输出端便产生宽度正比于积分器输出电压的矩形脉冲(调制脉冲)，此脉冲通过继电器的常闭触点到达H桥驱动电路中场效应管的栅极G，以控制功率场效应管的导通状况。脉冲越大管子的导管时间就越长，电机上获得的直流电压平均值也就越大。由于电压比较器脉冲输出的控制脉冲宽度正比于积分器同相端输入，而积分器的输出的脉冲信号宽度，这样也就实现了电机的无线遥控。 H桥驱动电路是直流电机双向控制的一种常用形式，仅用一个电源和四个开关元件就能实现电机的可逆控制，同时还可加入所谓的短路制动功能。其工作过程如下：见图①，当5V1.x和5V4.x（均由3个同型号管子并联而成）同时导通时，电机正转；而当5V2.x和5V3.x同时导通时电机反转；若让5V3.x和5V4.x同时导通时则实现电机的制