电机的种类繁多,涵盖了舵机、无刷电机、有刷电机、步进电机、伺服电机等。本期我们将聚焦于其中的无刷电机,深入探讨其控制电路。

在⑤的基础上,A 接入正极,C 接入负极,B 悬空,转子将从⑤位置旋转至图⑥位置。

为了实现这 6 种电流方向,通常需要使用三个半桥来进行控制,例如以下的电路结构

了解了这个电路的工作原理后,我们就可以选择合适的芯片进行设计。本次我们选用了 MPS 的 MP6539 作为驱动芯片,该芯片的内部逻辑框图如下(此处应插入芯片内部逻辑框图)。这个芯片内部集成了逻辑驱动,只需连接到外部由 MOSFET 组成的半桥,就可以驱动无刷电机。

在了解了芯片的内部结构后,我们就可以开始进行电路设计了。采用定时器输出 6 组 PWM 信号,对 MP6539 电机驱动芯片进行逻辑控制。然后,MP6539 会控制输出栅极驱动信号 GHX 和 GLX,来驱动上管和下管。


由于该芯片内置了 20 倍增益的放大器,我们可以将 R2 检流电阻检流后的电压输送给芯片内部的放大器接口 LSS,经过放大 20 倍后,从管脚 CSO 输出给单片机的 ADC 进行电流回采。这一设计非常方便,无需额外增加运算放大器。

至此,基本的驱动部分就完成了。在大多数需要位置控制的场景,如机器人关节控制中,还需要额外增加一颗磁编码器进行闭环角度控制。关于磁编码器的相关内容,我之前也有介绍过,有一个开源项目采用了 MA732 作为磁编码器,用于无刷电机的闭环控制。感兴趣的朋友可以参考之前关于磁编码器的文章。

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