第3章继电器及电机的驱动技术课件.ppt

1、驱动电流较大时，应使用光耦进行隔离驱动电流较大时，应使用光耦进行隔离（1）用）用7406 、7407、ULN2019/ULN2803等等（2）光耦驱动）光耦驱动（3）光耦）光耦20192019/7406图图3.1继电器的续流二极管继电器的续流二极管直流继电器泄流直流继电器泄流驱动电流较大时，应使用光耦进行隔离驱动电流较大时，应使用光耦进行隔离（1）用）用7406 、7407、ULN2019/ULN2803等等（2）光耦驱动）光耦驱动（3）光耦）光耦2019直流继电器驱动直流继电器驱动供电电压：供电电压：+5V、6V、9V、12V、24V电流：几电流：几几十几十Ma适用于驱动少路适用于驱动少路V

2、CCVDD74061）二极管的作用）二极管的作用2）限流电阻）限流电阻R1的计的计算算VCCVDDVXX201974062019内部含有续流二极管内部含有续流二极管（1）三级管扩流后驱动）三级管扩流后驱动（2）用小继电器中继）用小继电器中继 （3）固态继电器驱动）固态继电器驱动、如双向可控硅、如双向可控硅 VCVCC7406+5VR1（1）三级管扩流后驱动）三级管扩流后驱动防电磁干扰防电磁干扰大继电器供电VCC2019(1/7)（2）用小继电器中继）用小继电器中继 （3）用固态继电器）用固态继电器 用于场合用于场合整形放大负载直流电源直流电源VC 用于用于直流大功率驱动直流大功率驱动场合，如直

3、流电机、直流电磁场合，如直流电机、直流电磁阀、步进电机、阀、步进电机、大功率继电器等大功率继电器等注意：不能超过额定电压和额定电流注意：不能超过额定电压和额定电流控制电压：控制电压：315V控制电流：控制电流：230mA通断时间：0.2mS负载电压负载电压：12400V最大负载电流最大负载电流：5A通态压降：=2倍倍的负载额定电流的负载额定电流 交流电机负载交流电机负载空载启动，电流等级应按空载启动，电流等级应按45倍倍的负载额定电流选取，否则按的负载额定电流选取，否则按67倍倍选取选取 其他感性负载其他感性负载按按45倍倍的负载额定电流选取的负载额定电流选取 过流保护过流保护快速熔断器和空气

4、开关快速熔断器和空气开关5）电网频率）电网频率 不宜用于低频或高次谐波分量大的场合不宜用于低频或高次谐波分量大的场合PWM波波（1）光电隔离器）光电隔离器+大功率场效应管（功率晶体管大功率场效应管（功率晶体管/IGBT）（2）固态继电器）固态继电器（3）专用接口芯片）专用接口芯片价格比较贵价格比较贵（4）专用接口板）专用接口板用于用于STD或或PC总线控制机系统总线控制机系统1）用功率晶体管驱动直流电机）用功率晶体管驱动直流电机注意结构，驱动电流较小时，注意结构，驱动电流较小时，Q2也可用单极管；也可用单极管；用于电感负载时，可不加续流二极管用于电感负载时，可不加续流二极管用达林顿晶体管功率模

5、块驱动用达林顿晶体管功率模块驱动直接驱动直接驱动用带光电隔离功率晶体管模块直接驱动电机用带光电隔离功率晶体管模块直接驱动电机当当VCCX55V时，要考虑光隔输出端耐压值，要考虑光隔输出端耐压值，Q1Q1加加12V12V电电压即可压即可VCCVCCXP107406MTLP521-1R1R2R3R4VCQ1Q2图图3.15 功率晶体管模块直接驱动功率晶体管模块直接驱动耐压值为55V2）用大功率场效应管驱动直流电机）用大功率场效应管驱动直流电机VCCVCP10IRFZ407406VCCXM大功率场效应管加大功率场效应管加OC门驱动直流电机门驱动直流电机提高驱动电压为提高开关速度加推挽电路3）用继电器

6、驱动直流电机）用继电器驱动直流电机+5VDC-SSRR1P1.0VCCXM（1）大功率、极高的耐压、极高的过载能力）大功率、极高的耐压、极高的过载能力（2）开关速度高）开关速度高（3）导通电阻极小）导通电阻极小（4）封装尺寸小、许多器件还集成了多种保护措施）封装尺寸小、许多器件还集成了多种保护措施（5）对驱动电路的要求比较高，需专门的驱动器）对驱动电路的要求比较高，需专门的驱动器绝缘栅双极型晶体管绝缘栅双极型晶体管U,V,W为输出UP,VP,WP为输入1、IGBT对驱动电路的要求对驱动电路的要求（1）驱动电路与）驱动电路与IGBT连线要尽量短连线要尽量短（2）驱动电压）驱动电压前后沿要足够陡前

7、后沿要足够陡（3）正驱动电源一般选取为）正驱动电源一般选取为12V20V，关断可加一负偏压，关断可加一负偏压（4）驱动电路与控制电路必须隔离）驱动电路与控制电路必须隔离2、IGBT智能功率模块智能功率模块（1）MIG400J101H（2路）路）用于控制用于控制直流电机直流电机控制控制（2）PM100RSE060（7路）路）多用于多用于交流电机交流电机控制，也可用于直流电机控制，也可用于直流电机 集成了驱动和保护电路，使用时只需用光隔驱动即可集成了驱动和保护电路，使用时只需用光隔驱动即可VIN输入低电平时，输入低电平时，IGBT 导通导通 高电平时，高电平时，IGBT截止截止MIG400J101

8、H（2路）路）图图2.23 带驱动的带驱动的2路路IGBT模块模块MIG400J101H的测试电路的测试电路图图2.24 7路路IGBT功率模块功率模块PM100RSE060的应用电路的应用电路（三相交流电（三相交流电机变频控制）机变频控制）135462UVWPNV1V3V5V2V6V43、IGBT模块使用注意事项模块使用注意事项（1）IGBT模块的选定模块的选定 模块额定电压按工作电压的模块额定电压按工作电压的3倍左右选择倍左右选择 电流按最大静态电流选择，适当留有余量电流按最大静态电流选择，适当留有余量（2）防止静电）防止静电 VGE的耐压值的耐压值 20V（1）H桥直流电机正反转控制电路

9、桥直流电机正反转控制电路（2）正负供电直流电机正反转控制电路）正负供电直流电机正反转控制电路（3）使用继电器换向电路）使用继电器换向电路用于电机停转时换向用于电机停转时换向功率驱动模块可以是功率驱动模块可以是达林顿晶体管、功率场效应管或达林顿晶体管、功率场效应管或IGBT VCCVCP1.1P10IRF64027VV1V2V1V3V43.27 用用6路路IGBT模块的模块的H桥电桥电机控制电路图机控制电路图图图3.28正负供电直流电机正反转控制电路正负供电直流电机正反转控制电路PWM脉冲正/反P1.0正转脉冲(V1、V4)反转脉冲(V2、V3)PWM脉冲正/反P1.0正转脉冲(V1、V4)反转

10、脉冲(V2、V3)正转(V4)反转(V3)为减小发热损耗，为减小发热损耗，PWM脉冲频率大于脉冲频率大于1KHZ时时使模块使模块3，4常通常通图图3.30 直流电机直流电机PWM控制逻辑电路控制逻辑电路图图3.31 直流电机直流电机PWM控制逻辑电路的变化控制逻辑电路的变化 交流电机的速度与电压频率成正比交流电机的速度与电压频率成正比 常用专用三相常用专用三相PWM脉冲发生器来控制逆变器输脉冲发生器来控制逆变器输出频率，如出频率，如HEF4752（1）能产生三对相位差）能产生三对相位差120的互的互补补SPWM主控脉冲主控脉冲（2）采用多载波比自动切换方式）采用多载波比自动切换方式（3）为防止上下桥直通，在每相）为防止上下桥直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔主控脉冲间插入死区间隔图图3.33 模拟正弦波输出的三相模拟正弦波输出的三相PWM波形波形图图3.34 HEF4752引脚图引脚图(PWM脉冲发生器）脉冲发生器）图图3.35 HEF44752应用框图应用框图图图3.40图图3.48