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标题: 激励式和起停式驱动方式 [打印本页]

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-5 11:00
标题: 激励式和起停式驱动方式
如某位元老（可能很多人都认识）所说，驱动方式分为激励式和起停式。这里引用下他的一段话（红色部分）

激励式就是PWM脉冲高电平给电机电能，低电平撤销电能悬空电机电路；起停式高电平不变，低电平将电机两端接地。两种方案都有优缺点，市售电调选择的是第一种方案，大部分自制驱动选择的是第二种方案。前者在脉冲低电平显然没有能量消耗，而后者将电机两端接地构成一个回路。大家可以去做一个实验，将电机的两端引线短接，在快速转动电机，发现电机能够迅速停下来，这就是所谓的刹车功能。驱动模块电阻越低、电机内阻越低，这种方式刹车效果越好！所以回过头来说驱动方式，大家应该看出来了，后者在低电平实际进行的是刹车操作。
我这里想说一下激励式和起停式:
关于激励式和起停式的，对于我们使用的Ｋｒａｄ／ｍｉｎ级别的电机，使用的ＰＷＭ是ＫＨｚ级别的，一个ＰＷＭ周期，在几百微秒的时间里首先转子线圈还不足转过一个换向器，可以视为线圈一直接在回路中。先说起停式，元老说的低电平将电机两端接地起到的刹车功能应该是在线圈由于自感继续存在的电流的变为零，然后在电机自转过程中产生的电动势下出现反向电流才能阻碍转子旋转。而在这个过程中自感维持的电流是推动转子的，后面的反向的电流才有阻碍作用。都知道电动机比不上发动机，转子自转产生的感应电动势非常有限。小弟认为，在ｐｗｍ占空比一定大时（例如大于１０％），自感电流是不会消失的，再退一步说即使产生了反向电流，自感电流推动作用仍有可能大于反向电流的阻碍作用；在占空比较大时推动作用则会更大。再说激励式，低电平时电流锐减，线圈中能量就以电磁脉冲散失了，而且产生了高压，所以很多电机为了缓冲下加上了个１０４电容。综上我人为起停式更适合咱们的直流有刷小电机。
还有个例子，使用起停式驱动，用的PWM频率低的话（比如我用100Hz），占空比30%，电机转的很慢，而且电机的铁壳猛烈发烫。不改变占空比，仅仅提高频率到1KHz，电机就转的很流畅也不发烫。这说明如果频率低，线圈中电流在前0.3个周期内达到最大，低电平的0.7个周期内有足够的时间变为零，线圈产生的磁场变化很大，就会在铁的机壳上产生涡流，导致发烫。升高频率就可以缩短线圈充放电时间，让电流保持在一个值附近波动，不会像低频时那样，从0到峰值再变回0；电流变化幅度小了，机壳上涡流也就小了，能量损耗也会小得多。既然起停式的电流很多情况下是不会变成0的，也就不应该存在低电平时的刹车。

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-5 11:54
附原帖地址，大家帮忙顶下

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-5 11:54
http://www.znczz.com/viewthread.php?tid=20371&highlight=

作者: 芜匪 时间: 2011-10-5 13:38
顶起！！

作者: wangzm 时间: 2011-10-5 14:12
这个真要顶

作者: jxndlym 时间: 2011-10-5 14:14

好东东

作者: Lermonto 时间: 2011-10-5 16:50
原帖之前看过，很牛逼的帖子！

作者: sonwendi 时间: 2011-10-5 18:49
原帖说7960是起停式，但起停式不是低电平短接么？我们使用两片7960作为全桥驱动时，高电平是正转满速，低电平是反转满速。而且我们使用的H桥电路一般是对门的两个MOS管导通，不明白7960怎么会短接制动？

作者: turf456 时间: 2011-10-5 19:53

原帖说7960是起停式，但起停式不是低电平短接么？我们使用两片7960作为全桥驱动时，高电平是正转满速，低电 ...
sonwendi 发表于 2011-10-5 18:49

一个普通IO实现方向控制，一个PWM口实现调速。也可以高电平短接啊~~~

作者: 7998 时间: 2011-10-5 20:41
呵呵，受教了，不过我是菜鸟，不太懂

作者: 暴走兄弟 时间: 2011-10-5 23:19
回复 9# turf456

高电平短接？？？？？

作者: turf456 时间: 2011-10-5 23:22

回复 turf456

高电平短接？？？？？
暴走兄弟发表于 2011-10-5 23:19

电机两端都接VCC。也相当于短路啊

作者: 暴走兄弟 时间: 2011-10-5 23:23
回复 13# turf456

呃、
个人觉得这种方式。。。

作者: 海驹 时间: 2011-10-5 23:29
赞一个

作者: 暴走兄弟 时间: 2011-10-5 23:49
回复 13# turf456

╮(╯▽╰)╭ 真的没完全明白
好无语

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-6 01:26
本帖最后由 quzhanguang 于 2011-10-6 01:28 编辑

回复 8# sonwendi
l两个上臂mos或下臂mos同时导通，就把电机两端同时接VCC 或接地了，这就是原帖说的短接

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-6 01:39
回复 9# turf456

跪求凤姐对小弟帖子提到的，短接能否起到制动的作用发表下看法

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-6 01:59

原帖说7960是起停式，但起停式不是低电平短接么？我们使用两片7960作为全桥驱动时，高电平是正转满速，低电 ...
sonwendi 发表于 2011-10-5 18:49

版主说的高低电平是控制正反转的IO口，我的意思是说在ＰＷＭ方波一个周期内的高低电平

作者: aytc100 时间: 2011-10-6 02:26
激励式和起停式在电机频率足够高的情况下是可以等效的。你分析的都是在电机频率不够高的情况下的效果。在电机频率不高的情况下的确启停式比激励式省电，对A车电机来说，10k的频率大概相差1w耗散功率。

作者: ☆_。寒泉..+ 时间: 2011-10-6 12:43

版主说的高低电平是控制正反转的IO口，我的意思是说在ＰＷＭ方波一个周期内的高低电平
quzhanguang 发表于 2011-10-6 01:59

我做过测试，用开关，“开”状态是电机接电源，”关“状态是电机正负极接一起，就是电机短路，然后"开",此时电机转的很快，然后把开关关掉：电机马上就停了，然后我有测试了把电池卸下来，就是不把电机短路，然后电机不是很快就停下来了，结果就是：把电机短路就是所谓的刹车，而且转速越快，刹车越明显，然后，上面所说的都是在轮胎悬空的情况下，我又实际在地面上测试了一下，由于车有惯性的原因，刹车就不是很明显，大约刹车路程是正常停下来路程的75%，效果也不怎么样，刹车，还是选择反转吧

作者: ☆_。寒泉..+ 时间: 2011-10-6 12:43

回复 turf456

跪求凤姐对小弟帖子提到的，短接能否起到制动的作用发表下看法
quzhanguang 发表于 2011-10-6 01:39

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-6 12:59

激励式和起停式在电机频率足够高的情况下是可以等效的。你分析的都是在电机频率不够高的情况下的效果。在电 ...
aytc100 发表于 2011-10-6 02:26

可有实例？

作者: sonwendi 时间: 2011-10-6 13:00
回复 9# turf456

7960可以用普通IO调节方向？我记得298才有内部集成的这个功能，而且298一片是全桥，7960一片是半桥。我不明白的是如何实现低电平电机两端短接？

作者: ☆_。寒泉..+ 时间: 2011-10-6 13:07
等等，我再测试一遍，好像效果还不错，

作者: ☆_。寒泉..+ 时间: 2011-10-6 13:08
回复 24# sonwendi

IO口那么多。多用几个也无所谓啊

作者: turf456 时间: 2011-10-6 13:24

回复 turf456

7960可以用普通IO调节方向？我记得298才有内部集成的这个功能，而且298一片是全桥 ...
sonwendi 发表于 2011-10-6 13:00

当然是两片7960组成全桥啦~~一片接入pwm，另一片接io口控制方向，假设控制方向的片子拉低，电机正转，pwm口高驱动，低短接。
如果控制方向的片子拉高，电机反转，pwm口低驱动，高短接

作者: sonwendi 时间: 2011-10-6 13:56
回复 27# turf456

这样电机就不是双极性驱动了吧？而且，低电平短接，还是有制动时候的电流流过单片机的IO口，这样可不可靠？

作者: turf456 时间: 2011-10-6 14:05

回复 turf456

这样电机就不是双极性驱动了吧？而且，低电平短接，还是有制动时候的电流流过单片 ...
sonwendi 发表于 2011-10-6 13:56

电机电流始终在H桥里，怎么会跑到单片机IO口里呢。

作者: ☆_。寒泉..+ 时间: 2011-10-6 14:29
测试有结果啦！我用c车，然后是改装遥控的，所以比较沉，重量大，惯性大，当然也大不多少。说正题，测试结果：我把车开到最大速度，然后把车电源断掉，滑行大约10左右，而短接滑行也就不到3m，也差不多了，所以是滑行的30%，效果好是很明显的

作者: sonwendi 时间: 2011-10-6 16:46
回复 29# turf456

嗯，想明白了

作者: shijie1989 时间: 2011-10-6 18:44
不错

作者: suumme 时间: 2011-10-6 19:46

我一直用起停式

作者: 柯南一梦 时间: 2011-10-6 20:50
好牛啊。。

作者: jpbirdy 时间: 2011-10-6 22:38
回复 8# sonwendi

PWM给0的时候相当于两片BTS的输出都是0V。PWM给1的时候相当于一片BTS输出VCC，一片输出0V

作者: jpbirdy 时间: 2011-10-6 22:42
回复 31# sonwendi

我一直用的两个PWM口控制方向，两片同时使能。正转时一侧的占空比是0，反转时另一侧的占空比给0
如果用IO口控制方向，正转时IO口给0，PWM给x%，反转时IO口给1，PWM改为1-x%，原理一样

作者: magic_j 时间: 2011-10-6 23:26
学习了！

作者: sonwendi 时间: 2011-10-7 01:55
回复 35# jpbirdy

嗯，和我使用的不一样，我用一个pwm波控制占空比50%停止，%0反转最大，100%正传最大

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-7 02:03

回复 jpbirdy

嗯，和我使用的不一样，我用一个pwm波控制占空比50%停止，%0反转最大，100%正传最 ...
sonwendi 发表于 2011-10-7 01:55

用的啥驱动芯片啊

，好奇葩啊

作者: quzhanguang 时间: 2011-10-7 02:51

激励式和起停式在电机频率足够高的情况下是可以等效的。你分析的都是在电机频率不够高的情况下的效果。在电 ...
aytc100 发表于 2011-10-6 02:26

这个对题！
数据还有待测试

作者: 5801209027 时间: 2011-10-7 10:31
学习啦

作者: physics_boy 时间: 2011-10-7 17:21
本帖最后由 physics_boy 于 2011-10-7 17:24 编辑

终于努力的爬完所有楼层了……其实发我那个帖子的时候，起停式和激励式的分析我还真么做过，只是停留在视觉和实验阶段。

起停式，PWM从100% 降到50%，电机降速很快（空载）。而激励式进行同样操作，电机降速明显慢一些。

但是后来我发现，激励式电机会抖动，解决方法就是在电机两端并电容，消除多余的干扰，这个电容还不能小了，实验值大约1uF，推测应该提供能量的，我直接并在电机的输出端了，用贴片，减小引脚损耗（用长引脚的那种，引脚巨烫……

另外，后来我也查了一下MOS管和驱动电路的手册，我发现实际功率MOS管还存在体二极管（Body-Diode），这个一般是和正常MOS电流流向相反放置的。在悬空阶段，其实自感电动势可以依赖体二极管导通，但是为什么还出现那个改变PWM占空比降速慢的原因，有待进一步讨论研究……

在新窗口打开图片看吧，被截了……

作者: turf456 时间: 2011-10-7 21:04

终于努力的爬完所有楼层了……其实发我那个帖子的时候，起停式和激励式的分析我还真么做过，只是停留在视觉 ...
physics_boy 发表于 2011-10-7 17:21

寄生二极管的导通压降比一般的二极管高一些。可能这也不是主要原因吧。

作者: lemon~cmc 时间: 2011-10-7 21:32
学习中.

作者: sonwendi 时间: 2011-10-7 23:14
回复 39# quzhanguang

7960啊，你们都是用的IO控制方向？

作者: what-fk-ever 时间: 2011-10-9 13:27
有道理！

作者: machengsuaI 时间: 2011-10-9 16:22
学习了！

作者: jiangjie1229 时间: 2011-10-9 20:11
本帖最后由 jiangjie1229 于 2011-10-9 20:19 编辑

楼主使用的是半桥吗？如果全桥的话，反接比这种能耗制动效果更好

作者: zjumelody 时间: 2011-10-10 11:11
同个驱动全桥100%-50%跟50%-0%应该相差不大，起停试跟直接反转比应该是反转来的快。

作者: power4719 时间: 2011-10-10 17:49
楼主很强大

作者: 恋May 时间: 2011-10-10 18:01
学习了。

作者: 南极雪翔 时间: 2011-10-10 23:42
刚开始学7960……

作者: RusonLuo 时间: 2011-10-11 19:34
受教了

作者: jwt1123 时间: 2011-11-2 09:47
同楼上

作者: fuzi2008 时间: 2011-11-2 11:02
高人！

作者: enderych 时间: 2011-11-13 23:54
强大···
受教了~

作者: wbhb 时间: 2011-11-14 22:17
大家如果玩过“极品飞车”应该会有感性的认识，车的每次升级，改装好刹车，轮胎，氮气。。。相当于我们的智能车改善了过弯时的速度突减，过完后速度突增。在解决刹车的前提是能把速度很快的提上来，这就跟驱动芯片能提供的电流有关了。学长这样说过：自制的MOS管驱动，要比集成的驱动在漏电流上多些。学长在说这些的时候我似懂非懂。不过我觉得有道理。电调自己来设计，未必要7970

作者: guyuehan1314 时间: 2011-11-29 11:10
顶起

作者: fanyu19900706 时间: 2011-12-11 17:21
好东西

作者: 仙帝将王 时间: 2012-7-23 16:35
不知道高手的车是使用起停式的还是用激励式的，求赐教

作者: byf90528 时间: 2012-7-23 17:48
发表一下自己的观点！像7950这种芯片属于同侧交替导通的类型切换的时候行骗内有死区保护！使用两片构成全桥的时候两个输入控制端只要是逻辑相同产生的效果就是要么高边的mos管导通要么底边的mos管导通只有两个逻辑电瓶不同时才能产生驱动效果。当逻辑电平相同时就相当于将电机两端短接电磁阻尼产生刹车的效果不过这种刹车效果不如电机反转效率高（不过电机反转比较废电机）像电机这种感性负载最重要的就是要形成电流的释放通路 7960这种芯片的工作模式恰好满足了这点。也就是说不过什么控制方式也好只要逻辑值不同电机就处于功率输出状态逻辑值相同就处于电磁阻尼状态（所谓的刹车）。当你的驱动频率变高的话mos管的开关损耗就会加大管子就会发热厉害频率太低的话就像上面说的电机会发热而且电机会嚎叫，一般频率取在15k左右比较合适。如果说的有不对的地方还望大虾指正！

作者: ＂沉沉睡去. 时间: 2013-10-9 10:44

sonwendi 发表于 2011-10-5 18:49
原帖说7960是起停式，但起停式不是低电平短接么？我们使用两片7960作为全桥驱动时，高电平是正转满速，低电 ...

求头像出处

作者: DDXFEISIKAER 时间: 2013-10-18 10:29

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