电机控制技术(资源库课程) 双极晶体管脉宽调制直流电动机调速系统 2集成电路双极晶体管脉宽调制控制的直流调速系统.doc

PAGE PAGE 1 集成电路控制的BJT-PWM直流调速系统 ⒈系统的组成 图1为由SG1731PWM集成电路控制的、由BJT(H型)电路供电的直流调速系统。 图中，SM为永磁式直流伺服电动机，供电电路为四个BJT构成的H型电路，4个二极管为续流二极管，H型电路由±22V直流电源供电。SG1731为PWM专用集成电路，它由±15V和±22V两组直流电源供电。TG为测速发电机，电位器RP调节转速反馈电压，转速反馈信号送往集成电路④脚，给定信号送往④脚，集成电路的③脚接地；电源线路和保护、报警、显示等环节的线路未画在图上。 ⒉SG1731集成电路控制的BJT-PWM直流调速系统的工作原理　 对于由集成电路控制的系统，首先应该搞清专用集成电路的功能、技术指标、各管脚的用途和对应的输入输出信号，以及使用时的注意事项，然后由主电路、驱动电路、控制信号、工作过程、辅助电路的顺序去搞清楚系统的原理。下面对集成电路做简单说明。 ⒉1SG1731PWM专用集成电路 ⑴SG1731PWM专用集成电路的基本结构 SG1731PWM专用集成电路的管脚排列如图2所示。其内部功能如图3所示。 该芯片内有一个三角波发生器、偏差信号放大器、比较器和桥式功放电路。此电路的原理是将一个直流信号电压与三角波电压叠加后，形成脉宽调制方波，再经过桥式功率放大电路输出。它具有外触发保护、死区调节和±100电流的输出能力；其振荡频率为可调，适用于单极性PWM控制，也可用于双极性PWM控制，是直流电动机控制专用集成电路。 ⑵SG1731PWM集成电路各管脚的名称、输入输出信号和功能 根据产品说明书，SG1731PWM集成电路各管脚的名称、输入输出信号和功能列于表1中。表中的电压的符号仍保持原芯片说明书上的符号V，但在文字叙述中，电压的符号仍一律沿用U表示，这一点要特别注意。 ⑶电源及电压信号 此集成电路需要两组电源：一组为（接16和9脚）用于芯片的控制电路；另一组电源（接14和1脚），用于桥式功放电路。此功放电路输出的电流可达（功率放大器输出为12和13脚）。 由图1可知：电源电压分别经过电阻、、和、、分压产生、和、。适当选择这些电阻可以得到所需的电压值。另外，电源都经过的电容接地，这是为了滤除电源中的干扰信号。 ⑷三角波振荡器 由图3可见，由触发器、比较器、、正反向恒流源（电流均为）和外接电容器构成三角波振荡器。为了便于理解将三角波振荡器改画成图4所示的原理图。 由图可知，当开关左右拨动时，电容充电的电流在正负值之间跳变，充放电斜率放生变化，就会得出等幅的三角波。 ⑸偏差放大器 为一个集成运算放大器通过外接合适的电阻电容可构成需要的调节器。在这里的调节器具有反向作用。 ⑹PWM的形成 、组成施密特触发器，它的输出为两个不同的高低电平，可以控制PWM功率放大器的输出。 ⑺关断控制功能 在管脚15接入低电平可以使系统停止工作。 ⑻注意事项 ①与的差值不能小于7.0V,也不能超过30V. ②与的差值不能小于5.0V,也不能超过44V. ③芯片10脚必须接最低电位处。 ④电动机可用电源，也可另接电源。 2.主电路　　在图1所示的系统中，主电路为由4个BJT(V1～V4)构成的H型供电电路，4个二极管为续流二极管，其中SM为永磁式直流伺服电动机，电路由±22V直流电源供电。? 3.控制信号的综合和系统的工作过程 由图2可见，在比较器、a上进行比较的是和、。其中、的值是事先设定好的。 ①当时，三角波以及电动机电压的波形如图5a.②当时，三角波以及电动机电压的波形如图5b.③当时，三角波以及电动机电压的波形如图5c.