基于IPM模块的舵机控制电路设计

最新更新时间:2012-03-08来源: 互联网关键字:IPM模块  舵机控制 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

绝缘栅双级型晶体管IGBT是一种由双级型晶体管与MOSFET组和的器件,它既有MOSFET的栅极电压控制快速开关特性,又具有双级型晶体管大电流处理能力和低饱和压降的特点。IPM模块与IGBT模块相比,具有如下特点:内置驱动电路、过流保护、短路保护、控制电源欠压保护、过热保护及外部输出的警报。本文将日本三菱公司的IPM模块PM25RLA120和美国TI公司的电机控制芯片UC1637用于电动舵机控制。

1 设计原理
    舵机控制原理框图如图1所示。


    舵机是一种位置伺服的驱动器,其工作原理是:控制信号与舵机位置反馈信号比较,获得直流偏置电压,偏置电压进入信号调制芯片产生一个比较电平,经过PWM控制芯片UC1637后,输出一定占空比的PWM信号,用来驱动IPM电路中IGBT的通断,从而实现电动舵机位置的控制。

2 舵机控制系统电路
2.1 以UC1637为核心的控制电路
    UC1637是TI公司针对直流电机控制设计的芯片,该芯片用来代替通常的驱动电路,内含三角波发生器、误差放大器、脉宽调制器、欠压保护、过流保护电路,提高了电机控制电路的集成度和系统的可靠性。舵机控制电路接收控制计算机发送的操舵信号,与舵机反馈信号比较,校正放大处理后,与一定频率幅值的三角波信号比较后的信号输入UC1637,在芯片内产生一个模拟误差电压信号,输出二路不同极性的PWM控制信号,达到控制舵机打出不同舵角的目的。UC1637控制电路如图2所示,MC2为三角波输出信号,M12为UC1637输入控制信号,A02,B02为输出控制信号,两路控制信号经过光电隔离后控制IPM模块不同的回路的通断控制舵机工作。

2.2 IPM模块驱动电路
    IPM模块驱动电路是IPM模块内部电路和控制电路间的接口。良好的外部驱动电路对以IPM模块构成的系统运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。器件本身含有驱动电路。所以只要提供满足驱动功率要求的PWM信号、驱动电路电源和防止干扰的电气隔离装置即可。IPM模块PM25RLA120的外围驱动电路如图3所示。


    M25RLA120需要4路不共地的+15 V电源,M57140是三菱公司为其IPM系列产品专门配置的电压转换模块,为IPM模块提供4路不共地的+15 V电源。UC1637输出的PWM控制信号A02,B02经高速光耦HCPL-0466送到IPM模块的输入端,6路输入信号的电路结构均相同,这里控制的舵机为有要直流电机,因此图中只画出其中的4路输入信号,高速光耦起到电气隔离IPM与外部电路的作用。

3 结语
    实际运行和调试结果表明,基于IPM模块的舵机控制电路具有集成度高、响应速度快、驱动能力强等优点,极大地提高舵机控制电路的可靠性并缩小控制系统的体积,降低产品成本,有着良好的应用前景。

关键字:IPM模块  舵机控制 编辑:神话 引用地址:基于IPM模块的舵机控制电路设计

上一篇:高端/低端检流电路原理
下一篇:DCS中保安电源系统控制方案

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 20:36

聊聊IPM智能功率模块故障测试的那些事
随着了工业制造水平的提高,IPM的生产技术得到了极大的发展,器件的可靠性问题将是未来研究的面临的新挑战。针对国内外近年来在智能功率模块失效分析方面的主要研究内容,综述了智能功率模块应用失效的测试方法以及失效定位技术,总结了连续性失效,绝缘性失效,HVIC故障,IGBT故障,NTC故障的测试方法,并分析了这些器件故障可能的失效原因。最终总结了通过测试方法进行快速IPM失效的故障定位方法。 IPM(Intelligent Power Module),即智能功率模块,将功率开关器件和驱动电路集成在一起,内部包括了过压保护,过流保护,过温保护,短路保护,欠压保护等检测电路。当发生负载事故或使用不当时,可将检测信号送到CPU,保证自身不
[电源管理]
聊聊<font color='red'>IPM</font>智能功率<font color='red'>模块</font>故障测试的那些事
教你如何 51单片机控制mg995舵机
这是我的小车雏形,还没完成,之前就一直卡在舵机控制部分,今天终于搞定了。接下来我就将我注意的所有部分说出来,和大家分享一下我的经验: 1 单片机,舵机,电源共地; 2 用两个稳压芯片进行供电,将电源分开来; 3 舵机信号端没有直接连接单片机IO口,我串了一个10K的电阻,也就是这一步之后我就可以控制我的舵机了。 之前听很多人说是信号端直接连IO口也可以控制的,但是我就是一直都不可以了,今天我就串了一个10K的电阻之后意外发现可以控制舵机了 所以我就发这个帖子出来,和大家分享,同时感谢那些帮我思考的人,感谢你们~~ 需要比较清楚的电路的人可以留言,如果我看需要的人很多的话我就传上来吧~~~ 基于大众的要求,要求资料,那我就把我
[单片机]
教你如何 51单片机<font color='red'>控制</font>mg995<font color='red'>舵机</font>
IGBT-IPM智能模块的电路设计及在SVG装置中的应用
摘要:介绍了IGBT-IPM智能模块的基本情况和功能特点,并对该智能功率模块的相关电路设计方法和需要注意的问题进行了深入地分析,最后结合SVG装置,详细说明了该模块的应用,并给出了系统硬件结构图。 关键词:IGBT-IPM智能模块;SVG;DSP 1 引言 电力系统中大功率电力电子装置的开关元件主要是晶闸管和GTO。但是,随着近年来双极功率晶体管及功率MOSFET的问世以及生产技术的成熟,这些开关元件凭借自身优越的性能逐渐替代了晶闸管和GTO,并朝着节能、轻便、小型化的方向迅速发展。IGBT-IPMIntelligent Power Module)智能模块正是其中的代表之一,它将IGBT单元、驱动电路、保护电路等结合在一个
[应用]
STM32之使用PWM控制多路舵机
前言 最近在玩一个6自由度的机械臂,我手上这台机械臂的核心控制器件就是那六个能够180度旋转的舵机了。想想之前在学校还没有系统性的把舵机给玩明白,所以就索性拿手上的STM32来自己写驱动代码,将6个舵机给驱动起来。 舵机控制原理 舵机的控制原理还是比较简单的,而且控制的角度和精度能够比较好的按照开发者的意愿来进行,因此经常被应用与一些控制类器械中,如机械手、云台、2自由度摄像头等产品中。 舵机的外接线一般分为3根线,电源线、地线和信号线,而控制舵机转动,就是通过信号线给舵机发送一系列的周期信号(一般的舵机的能接收的信号周期为20ms),然后通过控制周期信号的高电平的持续时间来达到控制舵机转动的目的。我手上的
[单片机]
STM32之使用PWM<font color='red'>控制</font>多路<font color='red'>舵机</font>
S3C2440开发板裸机程序系列09—PWM控制舵机
1. Timer1的PWM控制舵机 S3C2440的Timer0、Timer1、Timer2和Timer3具有PWM功能,以前的blog已经叙述过,详见: S3C2440开发板裸机程序系列05—定时器PWM TQ2440开发板的Timer0的TOUT0输出连接了Beep,所以,这次利用Timer1的TOUT1输出来连接舵机的控制信号。 舵机的内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。通过调整控制信号的高电平宽度,即可实现舵机不同转角的控制。 舵机控制原理详见:舵机的原理和控制 程序思路很简单: 设置GPB1为TOUT1的输出格
[单片机]
S3C2440开发板裸机程序系列09—PWM<font color='red'>控制</font><font color='red'>舵机</font>
智能功率模块IPM的结温评估
引言 IPM模块是电机驱动变频器的最重要的功率器件, 近些年随着IPM模块的小型化使模块Rth(j-c)变大,从而对温升带来了越来越多的挑战;虽然芯片技术的进步会降低器件损耗,能一定程度缓解小型化的温升问题,但不断成熟的控制技术和成本控制也需要更有效的利用结温评估结果进行灵活保护。在实际应用中,工程师最直接也是最常见的一个问题就是:我检测到了IPM的NTC的温度,那么里面IGBT&MOSFET真实的结温是多少?本文详细叙述了实际使用时对IPM模块的各种结温的计算和测试方法,从直接红外测试法,内埋热敏测试,壳温的测试方法,都进行详细说明,以指导技术人员通过测量模块自带的Tntc的温度估算或测试IPM变频模块的结温,然后利用开发样
[电源管理]
智能功率<font color='red'>模块</font><font color='red'>IPM</font>的结温评估
M37906微处理器和IPM模块在变频调速中的应用
    摘要: 介绍了日本三菱公司最新推出的单片微处理器M37906和智能功率模块PS2124在变频调速中的应用,并结合不对称规则采样脉宽调制(PWM)法,给出了变频器设计的基本方法。     关键词: M37906 脉宽调制 智能功率模块 规则采样 随着电力电子技术和微电子技术的飞速发展,变频调速技术也在日新月异地进步。智能微控制器的不断完善和智能功率模块(IPM)的更新换代更加促进了变频调速技术的进步。近十多年来,以半导体功率器件为基础的PWM变频及脉宽调速技术在各个领域得到了广泛的应用。如何在普通环境中应用最新的电子技术成果,通过优化PWM算法提高控制性能,一直是技术人员的不懈追求。 本文介绍三菱
[工业控制]
STC单片机关于舵机pwm控制源程序(单个与多个速度控制都有)
单片机源程序如下: /***************************************************************************** ** 文件: main.c ** 作者: Zheng23 ** 日期: ** 功能:产生8路PWM输出控制8路舵机,方法:将20毫秒分成8个2500微秒, 即8个单元,先计算出第一个单元的舵机PWM控制线的脉冲宽度,因 为控制舵机的脉冲宽度最大为2500微秒,剩余的(20000 - 2500) 毫秒就是剩下的7个单元时间,第一个单元的舵机PWM控制线全部为 低电平了,这时就可以安心的处理剩下的7个单元的事情了,同理 第二个单元也是
[单片机]
小广播
最新模拟电子文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved