Circuito de acionamento básico
O circuito de acionamento é usado em aplicações que usam certos tipos de controladores e exigem controle de velocidade. A finalidade do circuito de acionamento é fornecer ao controlador um meio de alterar a corrente do enrolamento no motor BDC. O circuito de acionamento discutido nesta seção permite que o controlador module a largura de alimentação da tensão de alimentação do motor BDC. Em termos de consumo de energia, tal método de controle de velocidade é muito mais eficiente do que um método de controle analógico convencional na alteração da velocidade de um motor BDC. O controle analógico tradicional requer um varistor adicional em série com os enrolamentos do motor, o que reduz a eficiência. Há muitas maneiras de acionar um motor BDC. Algumas aplicações requerem apenas que o motor opere em uma direção. As Figuras 6 e 7 mostram o circuito para acionar o motor BDC em uma direção. O primeiro usa drivers de baixo custo e o segundo usa drivers de alta qualidade. A vantagem de usar um driver low-end é que você não precisa usar um driver FET. O objetivo do driver FET é:
1. Converta o sinal TTL do MOSFET de acionamento para o nível da tensão de alimentação.
2. Forneça corrente suficiente para acionar o MOSFET (1)
3. Fornecer mudanças de nível em aplicações de meia ponte.
Nota 1: Para a maioria das aplicações de picador PIC, o segundo ponto geralmente não é aplicável porque o pino de E / S do microcontrolador PIC pode fornecer 20mA de corrente.
Observe que em cada circuito, um diodo é conectado ao motor para evitar que a tensão do FluxoElectromagnético (BEMF) danifique o MOSFET. BEMF é gerado durante a rotação do motor. Quando o MOSFET é desligado, os enrolamentos do motor ainda estão energizados e uma corrente reversa é gerada. D1 deve ter uma classificação adequada para poder consumir essa corrente.
As resistências R1 e R2 nas Figuras 6 e 7 são importantes para o funcionamento de cada circuito. R1 é usado para proteger o microcontrolador de picos de corrente. R2 é usado para garantir que Q1 seja desativado quando o pino de entrada for tri-indicado.
O controle bidirecional de um motor BDC requer um circuito chamado de ponte H. A ponte H é nomeada por sua aparência esquemática, que permite que a corrente no enrolamento do motor se mova em ambas as direções. Para entender isso, a ponte H deve ser dividida em duas partes, ou duas meias-pontes. Como mostrado na Fig. 8, Q1 e Q2 constituem uma meia ponte, e Q3 e Q4 constituem outra meia ponte. Cada meia ponte pode controlar a condução e o desligamento de uma extremidade do motor BDC para potencializar sua tensão de alimentação ou potencial de aterramento. Por exemplo, quando Q1 está ligado e Q2 está desligado, a extremidade esquerda do motor estará no potencial da tensão de alimentação. Ligando o Q4, manter o Q3 desligado irá aterrar a extremidade oposta do motor. O IFWD rotulado com uma seta mostra o fluxo de corrente nesta configuração.
Observe que há um diodo (D1-D4) em cada MOSFET. Esses diodos protegem o MOSFET contra picos de corrente causados pelo BEMF quando o MOSFET é desligado. Esses diodos são necessários apenas se o diodo dentro do MOSFET não for suficiente para consumir a corrente BEMF. Capacitores (C1-C4) são opcionais. Esses capacitores normalmente não são mais do que 10 pF e são usados para reduzir a radiação de RF gerada pelo arqueamento do comutador.
A Tabela 1 mostra os diferentes modos de acionamento para o circuito de ponte-H. Nos modos para frente e para trás, uma extremidade da ponte está no potencial de terra e a outra extremidade está em VSUPPLY. Na Figura 8, as setas IFWD e IRVS representam os caminhos do circuito para os modos de operação para frente e para trás, respectivamente. No modo Coastal, os terminais dos enrolamentos do motor permanecem suspensos e o motor desacelera até parar. O modo de freio é usado para parar rapidamente o motor BDC. No modo de frenagem, os terminais do motor são aterrados. Quando o motor gira, ele age como um gerador. Curto-circuito nos condutores do motor é equivalente a ter uma carga infinita no motor, o que pode fazer com que o motor pare rapidamente. Seta IBRK descreve isso
Ao projetar um circuito de ponte H, uma consideração muito importante deve ser considerada. Quando a entrada para o circuito é imprevisível (como durante a inicialização do microcontrolador), todos os MOSFETs devem ser polarizados para o estado desligado. Isso garantirá que os MOSFETs em cada uma das meias pontes da ponte H nunca acenderão ao mesmo tempo. Ligar o MOSFET na mesma meia ponte ao mesmo tempo causará um curto-circuito na fonte de alimentação, o que eventualmente danificará o MOSFET e tornará o circuito inoperante. Um resistor pull-down na entrada de cada driver MOSFET fará isso.
