Mạch ổ đĩa cơ bản
Mạch ổ đĩa được sử dụng trong các ứng dụng sử dụng một số loại bộ điều khiển nhất định và yêu cầu điều khiển tốc độ. Mục đích của mạch truyền động là cung cấp cho bộ điều khiển phương tiện thay đổi dòng điện cuộn dây trong động cơ BDC. Mạch điều khiển được thảo luận trong phần này cho phép bộ điều khiển độ rộng xung điều chỉnh điện áp cung cấp của động cơ BDC. Về tiêu thụ điện năng, phương pháp điều khiển tốc độ như vậy hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp điều khiển analog thông thường trong việc thay đổi tốc độ của động cơ BDC. Điều khiển tương tự truyền thống đòi hỏi một varistor bổ sung nối tiếp với cuộn dây động cơ, làm giảm hiệu quả. Có nhiều cách để lái một động cơ BDC. Một số ứng dụng chỉ yêu cầu động cơ hoạt động theo một hướng. Hình 6 và 7 cho thấy mạch để điều khiển động cơ BDC theo một hướng. Cái trước sử dụng trình điều khiển cấp thấp và cái sau sử dụng trình điều khiển cao cấp. Ưu điểm của việc sử dụng trình điều khiển cấp thấp là bạn không phải sử dụng trình điều khiển FET. Mục đích của trình điều khiển FET là:
1. Chuyển đổi tín hiệu TTL của MOSFET lái xe sang mức điện áp cung cấp.
2. Cung cấp đủ dòng để điều khiển MOSFET (1)
3. Cung cấp dịch chuyển cấp độ trong các ứng dụng nửa cầu.
Lưu ý 1: Đối với hầu hết các ứng dụng chip chip PIC, điểm thứ hai thường không áp dụng được vì chân I / O của vi điều khiển PIC có thể cung cấp 20mA dòng điện.
Lưu ý rằng trong mỗi mạch, một diode được kết nối qua động cơ để ngăn điện áp BackElect từ thông (BEMF) làm hỏng MOSFET. BEMF được tạo ra trong quá trình quay của động cơ. Khi tắt MOSFET, các cuộn dây của động cơ vẫn được cấp điện và tạo ra dòng điện ngược. D1 phải có một đánh giá phù hợp để có thể tiêu thụ dòng điện này.
Các điện trở R1 và R2 trong Hình 6 và 7 rất quan trọng đối với hoạt động của từng mạch. R1 được sử dụng để bảo vệ vi điều khiển khỏi các đột biến hiện tại. R2 được sử dụng để đảm bảo Q1 bị tắt khi chân đầu vào được xác định.
Điều khiển hai chiều của động cơ BDC yêu cầu một mạch gọi là cầu H. Cầu H được đặt tên cho sự xuất hiện sơ đồ của nó, cho phép dòng điện trong cuộn dây động cơ di chuyển theo cả hai hướng. Để hiểu điều này, cầu H phải được chia thành hai phần, hoặc hai nửa cầu. Như được hiển thị trong Hình 8, Q1 và Q2 tạo thành một nửa cầu và Q3 và Q4 tạo thành một nửa cầu khác. Mỗi nửa cầu có thể điều khiển việc dẫn và tắt một đầu của động cơ BDC để tạo ra điện áp cung cấp tiềm năng hoặc tiềm năng mặt đất. Ví dụ, khi Q1 được bật và Q2 bị tắt, đầu bên trái của động cơ sẽ ở tiềm năng của điện áp cung cấp. Bật Q4, tắt Q3 sẽ nối đất phía đối diện của động cơ. IFWD được gắn nhãn bằng một mũi tên cho thấy dòng điện trong cấu hình này.
Lưu ý rằng có một diode (D1 - D4) trên mỗi MOSFET. Các điốt này bảo vệ MOSFET khỏi các đột biến hiện tại do BEMF gây ra khi tắt MOSFET. Các điốt này chỉ cần thiết nếu diode bên trong MOSFET không đủ để tiêu thụ dòng BEMF. Tụ điện (C1 - C4) là tùy chọn. Các tụ điện này thường không quá 10 pF và được sử dụng để giảm bức xạ RF được tạo ra bởi vòm cổ góp.
Bảng 1 cho thấy các chế độ ổ đĩa khác nhau cho mạch cầu H. Trong chế độ tiến và lùi, một đầu của cây cầu có tiềm năng mặt đất và đầu kia là ở VSUPPLY. Trong Hình 8, mũi tên IFWD và IRVS mô tả các đường dẫn mạch cho các chế độ hoạt động tiến và lùi tương ứng. Ở chế độ ven biển, các đầu nối của cuộn dây động cơ vẫn lơ lửng và động cơ kéo dài cho đến khi dừng lại. Chế độ Phanh được sử dụng để nhanh chóng dừng động cơ BDC. Ở chế độ phanh, các đầu nối động cơ được nối đất. Khi động cơ quay, nó hoạt động như một máy phát điện. Đoản mạch các đạo trình của động cơ tương đương với tải vô hạn lên động cơ, điều này có thể khiến động cơ dừng lại nhanh chóng. Mũi tên IBRK mô tả điều này
Khi thiết kế mạch cầu H, phải xem xét rất quan trọng. Khi đầu vào mạch không thể đoán trước được (chẳng hạn như trong quá trình khởi động vi điều khiển), tất cả các MOSFET phải được đặt lệch về trạng thái tắt. Điều này sẽ đảm bảo rằng các MOSFET trên mỗi nửa cầu của cầu H sẽ không bao giờ bật cùng một lúc. Bật MOSFET trên cùng một nửa cầu cùng một lúc sẽ gây ra đoản mạch trong nguồn cung cấp, cuối cùng sẽ làm hỏng MOSFET và khiến mạch không hoạt động. Một điện trở kéo xuống trên đầu vào của mỗi trình điều khiển MOSFET sẽ làm điều này.
