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电机驱动IC控制无刷电机电机驱动IC控制无刷电机无刷电机（Brushless DC Motor，简称BLDC）因其高效率、高转矩、寿命长等优点，在工业自动化、家电、汽车等领域得到广泛应用。
而电机驱动IC作为控制无刷电机的核心部件，起着至关重要的作用。
本文将重点探讨电机驱动IC如何控制无刷电机，以及其在应用中的一些特点。
一、电机驱动IC的原理与功能电机驱动IC是一种专门用于控制无刷电机运行的集成电路芯片。
其主要通过对电流、电压和PWM信号等进行控制，实现对无刷电机的转速和转向的控制。
电机驱动IC一般包括三个关键部分：功率驱动模块、控制逻辑模块和保护模块。
1. 功率驱动模块：负责将来自电源的直流电转换为无刷电机所需的三相交流电。
通常采用半桥驱动电路或全桥驱动电路，通过对功率管的开关控制，控制电机的正反转和速度。
2. 控制逻辑模块：负责接受外部控制信号，并根据信号控制功率驱动模块的工作状态。
常用的控制算法有霍尔传感器控制和无霍尔传感器控制两种。
3. 保护模块：负责对电机驱动IC和无刷电机进行保护，包括过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护等功能。
保护模块的存在可以有效提高电机和驱动IC的使用寿命。
二、电机驱动IC的工作模式电机驱动IC在实际应用中可以采用不同的工作模式，常见的有直流刷永磁电机模式、霍尔传感器控制模式和无霍尔传感器控制模式。
1. 直流刷永磁电机模式：在这种模式下，电机驱动IC对无刷电机的转速和转向进行控制，主要通过PWM信号对功率驱动模块进行控制。
同时，利用霍尔传感器或无霍尔传感器来检测电机的转子位置，以实现准确的控制。
2. 霍尔传感器控制模式：在这种模式下，电机驱动IC通过读取霍尔传感器输出的信号，确定转子当前位置，从而对电机进行精准的控制。
该模式在转速和转向的控制上具有较高的灵活性和精度。
3. 无霍尔传感器控制模式：在这种模式下，电机驱动IC不依赖于外部传感器，通过内部算法推算转子位置，实现对电机的控制。
自动0701 李欢20074998LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。
同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。
LMD18200广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。
内部机构和引脚说明：引脚名称功能描述1、11 桥臂1，2的自举输入电容连接端在脚1与脚2、脚10与脚11之间应接入10uF的自举电容2、10 H桥输出端3 方向输入端转向时，输出驱动电流方向见表1。
该脚控制输出1与输出2（脚2、10）之间电流的方向，从而控制马达旋转的方向。
4 刹车输入端刹车时，输出驱动电流方向见表1。
通过该端将马达绕组短路而使其刹车。
刹车时，将该脚置逻辑高电平，并将PWM信号输入端（脚5）置逻辑高电平，3脚的逻辑状态决定于短路马达所用的器件。
3脚为逻辑高电平时，H桥中2个高端晶体管导通；3脚呈逻辑低电平时，H桥中2个低端晶体管导通。
脚4置逻辑高电平、脚5置逻辑低电平时，H桥中所有晶体管关断，此时，每个输出端只有很小的偏流（1.5mA）。
5 PWM信号输入端PWM信号与驱动电流方向的关系见表1。
该端与3脚（方向输入）如何使用，决定于PWM信号类型。
6、7 电源正端与负端8 电流取样输出端提供电流取样信号，典型值为377 µA/A。
9 温度报警输出温度报警输出，提供温度报警信号。
芯片结温达145℃时，该端变为低电平；结温达170℃时，芯片关断。
注释：光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的，即判断方位。
LMD18200工作原理：内部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。
通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。
可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。
毕业设计基于maxii系列cpld的微波炉控制器芯片设计浙江科技学院嵌入式系统（EDA技术）课题名称院、系专业班级：姓名：学号：指导教师：课程设计报告书基于MAX II系列CPLD的微波炉控制器芯片设计自动化与电气工程学院建筑电气智能化：：完成日期： 2021年12月17日目录第一章绪论 ........................................................................... ....... 1 第二章设计目的 ...........................................................................2 第三章设计要求 (3)3.1 微波炉的功能要求 ............................................................. 3 3.2设计步骤 ............................................................................3 第四章设计思想 (4)4.1微波炉定时器的工作过程 ................................................... 4 4.2根据系统的基本要求 .......................................................... 4 第五章设计内容 (5)5.1状态控制电路模块 ........................................................ 8 5.2数据装载电路模块 ........................................................ 9 5.3计时器模块 ................................................................ 10 5.4状态控制源程序 ......................................................... 13 5.5控制器仿真及分析 (24)设计总结 ........................................................................... ........... 27 感言 ........................................................................... ................ 28 参考文献 ........................................................................... .. (30)I第一章绪论随着人们生活水平的提高和信息化的发展，家用电器层出不穷，各种功能也越来越完善，其中微波炉是现代家庭的必备产品已经成为人们日用生活中的必不可少的厨房电器，大大降低了家庭妇女的工作量和工作强度，它的质量和性能的高低,将会极大的影响人们的生活水平和质量。
描述AT8837为摄像机、消费类产品、玩具和其它低电压或者电池供电的运动控制类应用提供了一个集成的电机驱动器解决方案。
AT8837能够驱动一个直流电机或其他诸如螺线管的器件。
输出驱动模块由N MOS功率管构成的H桥组成，以驱动电机绕组。
AT8837 能够提供高达15V 1A的驱动输出。
AT8837 具有一个PWM (IN/IN) 输入接口。
内部关断功能包含过流保护，短路保护，欠压锁定保护和过温保护，并提供一个错误输出管脚。
AT8837提供一种带有裸露焊盘的DFN-8（2mm*2mm）封装，且是无铅产品，引脚框采用100％无锡电镀。
应用⏹锂电池供电玩具⏹摄像机、相机调焦驱动⏹消费类产品⏹办公自动化设备⏹游戏机⏹机器人型号选择产品型号封装包装AT8837DFN-8编带，5000颗/盘特点●单通道H桥电机驱动器●低RDS(ON)电阻●1A驱动输出●宽电压供电，2.7-15V●脉宽调制（PWM）输入，IN1/IN2 ●支持SLEEP关断休眠●过温关断电路●短路保护●欠压锁定保护封装形式DFN-8典型应用原理图功能结构框图电特性 at Ta = 25°C, VM= 5 V，VCC=3.3V时序要求TA = 25°C, VM = 5 V, VCC = 3.3 V, RL = 20 Ω序号参数说明最小值最大值单位1t1输出使能延迟360ns2t2输出关闭延迟360ns3t3输入到输出上升延迟360ns4t4输入到输出下降延迟360ns5t5上升时间3060ns6t6下降时间3060nsSLEEP 后，芯片使能时间50us模块功能描述AT8837 为单路刷式直流电机或者螺线管提供一种集成的驱动方案。
芯片内部集成单通道 H 桥和电荷泵电路。
AT8837 提供 15V 1A 峰值输出。
简单的 PWM（IN1/IN2）接口允许简单的接口控制电路。
AT8837 还包含一个低功耗睡眠模式，允许不需要驱动芯片的时候节省功耗。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。
本设计选用第三种方案，用PMM8713三相或四相步进电机的脉冲分配器、SI-7300A两相或四相功率驱动器，组成四相步进电机功率驱动电路，以提高集成度和可靠性，步进电机控制框图见图1步进电机控制系统框图硬件简介PMM8713原理框图及功能PMM8713是日本三洋电机公司生产的步进电机脉冲分配器，适用于控制三相或四相步进电机。
控制三相或四相步进电机时都可以选择3种励磁方式，每相最小吸入与拉出电流丿0mA，它不仅满足后级功率放大器的输入要求，而且在其所有输入端上均内嵌施密特触发电路，抗干扰能力强，其原理框图如图2所示PMM8713的原理框图在PMM8713的内部电路中，时钟选通部分用于设定步进电机的正反转脉冲输入发。
PMM8713有两种脉冲输入法：双脉冲输入法和单脉冲输入法。
采用双脉冲输入法时，CP、CU两端分别输入步进电机正反转的控制脉冲。
当采用单脉冲输入时，步进电机的正反转方向由U/D的高、低电位决定。
激励方式控制电路用来选择采用何种励磁方式。
激励方式判断电路用于输出检测；而可逆环形计数器则用于产生步进电机在选定的励磁方式下的各相通断时序信号。
SI-7300A的结构及功率驱动原理SI-7300A是日本三青公司生产的高性能步进电机集成功率放大器，该器件为单极性四相驱动，采用SIP18封装步进电机功率驱动级电路可分为电压和电流两种驱动方式。
电流驱动方式最常用的是PWM恒流斩波驱动电路，也是最常用的高性能驱动方式，其中一相的等效电路图如图所示LM331电压/频率变换电路LM331芯片LM331是美国国家半导体公司生产的双列直插式8脚芯片，只需接入几个外部元件就可以方便地构成电压/频率(V/F)变换电路，电路如图所示图四相步进电机功率驱动电路LM331的输出频率和输入电压存在如下关系：f0=Vi/(IRt1RL)，其中t1外接的定时元件Rt和Ct决定，t1=1.1RtCt，IR由内部精密电流源提供，IR1.9V/RS。
xx大学毕业设计（论文）题目：单片机实现的步进电机控制系统设计作者：系（部）：专业班级：指导教师：职称：20 年月日步进电机控制系统的组成如图4.1所示：图4.1 控制系统图3、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路[8]步进电机控制程序设计的主要问题有三个：第一、控制脉冲产生；第二、步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系；第三、步数的确定。
作为单片机控制步进电机的程序的构成也是主要由这几个问题，因此可以从这三个问题入手：（1）控制脉冲的产生在单片机控制步进电机时，一般来讲，控制是用软件产生的。
方法是先输出一个高电平，然后延时，再输出低电平，再进行延时。
延时时间的长短由步进电机的工作频率决定。
（2）步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系产生时序脉冲的方法是:1 单片机的IO 端口，分别控制三相步进电机的A, B, C 三相绕组;2 控制模式写出控制模型;2 制模型的顺序向步进电机输入控制脉冲。
（3）步数的确定步进电机运行的步数可由步距角和需要转过的角度来计算:NZ r b ⋅︒=360θ 式中：b θ－步距角;r Z －转子齿数; N －拍数(一般三拍时N =m 或六拍时N =2m );m －控制绕组相数，m =3毕业设计(论文)任务书学生姓名_1111指导教师_黄云龙、廖东进、朱秋琴职称副教授、助教、助教系别_信息与电子工程系_专业电气年级 03级___班级课题名称单片机实现的步进电机控制系统设计任务与要求：一、设计（论文）要求：本课题的主要任务是通过单片机控制系统,实现对步进电机工作状态的控制。
具体设计方案如下：本设计采用凌阳16 位单片机SPCE061A对步进电机进行控制，通过IO 口输出的具有时序的方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片L298N驱动步进电机；同时，用4X4的键盘来对电机的状态进行控制，并用数码管显示电机的转速，采用74LS164作为4位单个数码管的显示驱动，从单片机输入信号；利用凌阳单片机的语音功能播报电机的转速。
3.7v无刷电机驱动电路
无刷电机是一种常见的电机类型，通常使用直流电源进行驱动。
在驱动无刷电机时，需要一个特定的电路来控制电机的转速和方向。
一般来说，3.7V电压是一种常见的电源供应电压，因此我们可以设
计一个简单的无刷电机驱动电路来满足这一需求。
首先，我们需要一个电机驱动器或者电机控制器，这个控制器
可以是专门为无刷电机设计的驱动器芯片，比如常见的L298N、
L293D等芯片，也可以是专门的无刷电机控制模块。
这个控制器可
以接收来自微控制器或者其他信号源的控制信号，以控制电机的转
速和方向。
其次，我们需要一个电源管理电路，用来将3.7V的电源电压转
换为控制电机所需的电压。
这可以通过使用稳压芯片或者DC-DC升
压/降压模块来实现。
这样可以确保电机能够获得稳定的工作电压。
另外，为了确保电机的安全和稳定运行，我们还需要考虑加入
过压保护、过流保护和过热保护电路，以防止电机受到损坏。
最后，如果需要控制电机的转速和方向，我们还需要一个控制
信号的源，比如微控制器、单片机或者其他信号发生器，用来生成控制信号，以控制电机的转速和方向。
总的来说，设计一个3.7V无刷电机驱动电路需要考虑电机驱动器、电源管理、保护电路和控制信号源等多个方面，以确保电机能够稳定、安全地工作。
希望这个回答能够满足你的需求。
目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究意义 (1)1.2 雕刻机的应用及发展 (1)1.2.1 雕刻机的应用 (1)1.2.2 国内外发展与现状 (2)1.3 课题研究的主要内容 (3)1.3.1 实验平台简介 (3)2方案选择 (4)2.1三轴驱动方案选择 (4)2.1.1直流驱动 (4)2.1.2 交流伺服驱动 (5)2.1.3 步进驱动 (5)2.2 控制器的选择 (6)2.3限位开关 (7)3硬件电路设计 (9)3.1主电路设计 (9)3.1.1步进电机及步进驱动器 (9)3.1.2 主轴及变频驱动 (9)3.2控制电路设计 (11)3.2.1控制要求 (11)3.2.2 步进电机驱动器 (12)3.2.3 PLC选型 (14)3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16)4软件设计 (18)4.1 PTO/POS配置 (19)4.1.1 PTO配置 (19)4.1.2 PTO/PWM组件 (29)4.2主程序 (30)5总结 (33)致谢 (33)基于PLC的雕刻机控制系统设计摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。
本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。
三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。
调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。
关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects.This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications.Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft1 绪论1.1 课题的研究意义自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，现如今人们对雕刻有了全新的认识，电脑雕刻加工的兴起与发展是时代发展的需要，电脑雕刻代替机械雕刻已是大势所趋。
技术讲座・TECHN I CAL L ECTURE
电机控制集成电路的选用
第十三讲 微型电机驱动控制芯片M A X 1749的应用
吴红星,邹继明
(哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘 要:主要介绍小型直流电动机驱动控制芯片M A X 1749的应用,阐述了该芯片的内部结构、工作特点以及其独特的控制功能,给出了该芯片典型应用电路图并加以说明。
关键词:驱动控制;直流电机;过热保护
中图分类号:TM 301.2 文献标识码:C 文章编号:1001-6848(2001)03-0043-02
收稿日期:2001-04-18
1 概 述
小型震动电机被用于许多领域,如手机、传呼机、小型按摩器等。
其电量的来源都是由内部电池提供,电压较低,电流较小。
在上述用途中,共同的要求是此电机的驱动控制器体积小、控制功能全、耗能小、使用方便。
M A X 1749是一种专用的、性能优良的小型震动电机控制及驱动芯片,它可提供恒定的驱动功率,电源电压可以在2.5～6.5V 浮动,可以提供1.5V 到电源电压的输出电压,最大120mA 的输出电流。
2 M A X 1749引脚及功能说明
M A X 1749体积小,具有5个引脚,引脚定义如
下:
第一引脚ON O FF :控制输出端。
当为高电平时,输出端有电压;当为低电平时,输出端关断。
第二引脚GND :芯片地引脚。
电路板要求有较大的焊点,给芯片散热,降低芯片的工作温度。
第三引脚I N :电源输入端。
输入电压2.5
～615V 可调,可与地之间接1ΛF 电容。
第四引脚OU T :芯片输出端。
输出电压在115V 到输入电源电压可调,最大输出电流可达120mA ,可与地之间接1ΛF 电容。
第五引脚SET :输出电压反馈输入端。
可外接115V 输出电压,也可外接电阻调节控制输出电压。
M A X 1749性能优异,具有输出电压可调、低功耗、过热保护、过流保护、电源短路保护、较低
M O SFET 关开通
截止电流等特点。
其内部集成了M O SFET 功率管、
温度传感器、比较放大器、迅速切断电源电路及逻辑开关等,结构见图1。
115V 参考电压与内部运算放大器的负端相连,它和运放另一个输入端(电压反馈信号)进行比较,差值说明了输出电压和调节电压的差异,并提供有关信号给M O SFET 驱动电路,适当地调整输出电流。
当反馈电压低于参考电压时,驱动电路根据情况改变驱动信号,而增大输出电流和电压;相反,当反馈电压高于参考电压时,驱动电路根据情况改变驱动信号,减小输出电流和电压,使输出电流、电压达到稳定。
图1 M A X 1749内部结构示意图
M A X 1749内部有过热保护功能,它限定了总热损耗功率,当节温超过170℃时,温度传感器给出
开关信号给逻辑开关电路,关闭M O SFET 功率管,使芯片冷却。
当芯片的温度冷却到20℃时,温度传感器又将给出信号,使电路正常工作。
当电源反向
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34—电机控制集成电路的选用 第十三讲 微型电机驱动控制芯片M A X 1749
的应用 吴红星 邹继明
时,由于内部寄生二极管,其反向电流限定为1mA ,这样对电池的过热、过流起到保护作用。
工作环境为:
(1)输入电压范围:-7～+7V (2)电压反馈范围:-0.3～+7V (3)输出电压范围:-7～+7V (4)芯片工作温度范围:-40～+85℃
(5)存储温度范围:-65～+150℃(6)杂散损耗(温度70℃):571mW
3 M A X 1749典型应用
M A X 1749是一种低功耗小型电机驱动控制芯
片,其可以驱动手机、传呼机及小型按摩器中直流电机。
其典型应用如图2所示。
电池电压2.5～6.5V。
图2 M A X 1749典型应用电路图
如果事先想把输出电压调整为115V ,可以把输出端直接连接到SET 端,这样输出电压就固定为115V 。
如果想要得到其它的输出电压(215V 到输入电压之间),可以利用两个电阻串联,并取反馈电压值到SET 端,见图2。
芯片输出电压为:
V OU T =V SET (1+R 1 R 2)(1)为了使得该电路杂散较小(不允许输入高频电
源),从外部引入的反馈信号电流应小于10ΛA ,这样
R 2的电阻值可选择为100k 8。
这样根据不同的输出电压可以得到R 1:
R 1=R 2(V OU T
V SET
-1)(2)
M A X 1749内部有过流保护器,其可以监测和
控制输出电流,限制输出电流在280mA 以下。
当
ON O FF 端为T TL 高电平时,直流电机给电运行,当为低电平时,芯片关闭电源,消耗电流大约为10nA 。
当输入电压V I N 大于515V 时,通过电阻得到的外部反馈电流应稍大,为30nA 。
在应用中,ON O FF 由低电平变为高电平时,输出电流为较大值,直到输出电压达到预先设定的电压值,此时电流减小保持电机以一定的转速运行。
当ON O FF 由高电平变为低电平时,电路关闭输出电源,由于电机的旋转惯性产生感应电势,电压减到零有一个过程,如图3所示。
在图2电路中,为增强电路的稳定性及暂态响应,加入了1ΛF 的输入电容和1ΛF 输出电容。
当输入电源变化较大、输出暂态响应要求较高时,可以考虑输入电容值取
10ΛF ,输出电容值取10ΛF 。
图3 ON O FF 波形对输出电流、
电压波形的影响(待续)
作者简介:吴红星1975—),男,助研,主要从事电机驱动及电动车驱动控制系统的研究。
●声 明●
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入因特网提供信息服务。
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《微电机》编辑部
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44—微电机 2001年 第
34卷 第3期(总第120期)。
