基于L298的直流电动机PWM调速器

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第 4卷第 4期20 0 4年 7月

潍坊学院学报J u a fW efn iest o r l i gUnv ri n o a y

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基于 L 9的直流电动机 P 28 WM调速器宋健

(潍坊学院机电工程系，山东潍坊 2 16 ) 60 1摘要：绍了基于 L 9介 2 8的直流 P M调速系统的工作原理，出了系统的软、件组成。 W给硬 运行试验表明，系统工作稳定可靠，满足直流电动机的调速要求。 关键词： 2 8;片机； W L9单 P M调速中图分类号： 2 9文献标识码： 文章编号：6 1 4 8 (0 4)4 0 8— 2 TP 2 A 17— 2 82 0 0— 0 7 0l引言

中断了供电电源 U向电动机提供电能，在开关 s但S接通期间电枢电感所储存的能量此时通过续流

长期以来，由于直流电动机具有良好的线性调速特性，单的控制功能，高的效率，异的简较优

二极管 V D使电动机电流继续流通。 电动机两端得到的电压波形如图 2所示， 电压平均值 U v a可用下式表示：Uv a=l

动态特性，广泛应用在调速控制中。特别是随着计算机进入控制领域以及高开关频率、全控型第二代电力半导体器件(T G O、 O F T I B G R、 T M S E、 T等) G 的发展，宽调制(WM的直流调速系统在调速脉 P )控制中得到越来越普遍的使用。2直流 P M调速系统的工作原理 W P WM调速装置是利用大功率品体管的开关

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式中 t-开关每次接通的时间； o- . T开关通短的时间周期；一

仅一一占空比，= I仅厂。’由上式可见，改变开关接通时间 t和开关周 a n期 T的比例亦即改变脉冲的占空比，电动机两端的电压平均值也随之改变，因而电动机转速得到l k

特性来调制固定电压的直流电源，按一个固定的频率来接通和断开，并根据需要改变一个周期内“通”“开”接和断时间的长短，通过改变直流伺服电动机电枢上电压的“占空比”改变平均电压的来大小，从而控制电动机的转速。因此，这种装置又称为“关驱动装置”开。

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图2 P WM控制

波形图

了控制。,图 1 P M控制示意图 W

改变占空比有两种调制方法。一种是开关周期恒定，通过改变导通脉冲宽度来改变占空比的方式， 即脉冲宽度调制 P l Wit us e d M d l in缩写为 h ou t, ao P W:另一种方式为导通脉冲宽度恒定，通过改变

P WM控制的示意图如图 1所示，可控开关 S 以一定时间间隔重复地接通和断开， S接通时，当 供电电源 U通过开关 S施加到电动机两端， s电源向电机提供能量，电动机储能；当开关 S短开时，

开关频率( 1 I f/3 _来改变占空比，亦即脉冲频率调制Pu e r u ny l Fe ec Moua o, s q dl i缩写为 P￣。由 tn FD

收稿日期：0 3 0 - 1 2 0 - 4 0

作者简介：宋健 ( 9 8 )男，东潍坊人，师。 16一，山讲·

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20 0 4年 7月

于 P M控制是依靠脉冲频率来改变占空比的， F当遇到某个特殊的频率下的机械谐振时，常导致系统震动和出现音频啸叫声，这一严重的缺点导致P M F控制在伺服系统中不适用。目前，直流电动机的控制中，以应用 P WM控制方式为主。3专用功率集成电路 L 9 2 8简介

根据 L 9 2 8的输入输出关系，使能控制端 E A n

接 A 8 C 2的 PD口， PD T9 5,当，口为高电平时，通过 P WM信号输入端 I3和 I4可以控制电动机的 n n正反转(输入端 l为 P n l WM信号，入端 I2为低输 n电平，电动机正转；入端 I2 P输 n为 WM信号，入输端 Il n为低电平，电动机反转)当它为低电平时，;

L 9是双 H桥高电压大电流功率集成电路， 28 直接采用， '辑电平控制，可用来驱动继电 I L逻 T I 器、线圈、直流电动机、步进电动机等电感性负载。 它的驱动电压可达 4 V 6,直流电流总和可达 4。 A

驱动桥路上的 4个晶体管全部截止，正在运行使的电动机电枢电流反向，电动机自由停止。电动

机的转速由单片机调节 P WM信号的占空比来实现。

其内部具有 2个完全相同的 P WM功率放大回路，内部结构如图 3所示。其

5 P WM调速的软件实现

单片机 P WM脉冲信号的产生从程序设计上

来讲，以采用软件延时和计时器延时两种方法。可 软件延时虽然理论上实现起来较容易，占用系但统资源过多，使用并不方便。该P WM调速器采用定时器 0中断方式产生

由 L9 2 8构成的 P WM功率放大器的工作形式为单极可逆模式。1个 H桥的下侧桥晶体管发 2射极连在一起，其输出脚(和 1) 1 5用来连接电流检测电阻。 9脚接逻辑控制部分的电源，第常用+ V, 5 第 4脚为电机驱动电源，系统中为 4 V第 5 7本 0,,, l,2脚输入标准， ' O1 I L逻辑电平，用来控制 H桥 T I

P WM脉冲，WM控制子程序也就是定时器 0的 P中断服务程序。同时，它还要产生采样周期，即安照采样周期启动 A D转换，/其程序流程图如图 4所示。

的开和关， 61脚则为使能控制端。当 V= 0 第， 1 s4 V时，高输出电压可达 3 V,最 5连续电流可达 2。 A 4 P WM调速器的硬件组成

在整个 P WM调速器中， P C U既是运算处理中心，又是控制中心，是最关键的器件。本系统中选用与 MC一 1 S 5系列完全兼容的 A 8 C 2片 T95单机，它是一种低功耗、高性能、 M S八位微处理 C O

器。片内具有 8 K字节的在线可重复编程快擦快写程序存储器，2 x 18 8位内部 R AM, T 9 5 A 8 C 2可

构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，

提高系统可靠性，降低系统成本。V V_ I

图4

程序流程图

6结束语基于 L9 2 8的直流电动机 P WM调速器，由

A 8 C 2单片机的 IO口输出 P T9 5/ WM信号，直接用 1 L电平控制驱动芯片 L 9,电动机进行 T 28对调速。具有电路简单，控制方便，的特点。运行实图 3 P WM调速器硬件组成图·

验表明，系统工作稳定可靠，满足了调速的功能要求，有较大的理论及实用价值。(具下转第 4 9页 )

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