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高轉矩伺服電機用控制器

作者: 時間:2008-04-10 來源:網(wǎng)絡 收藏

  有時用市場上現(xiàn)成的高比建造更方便。設計這種用于無線電控制應用,如為了得到中心位置希望為1.5ms寬。除去已有電路并用一個簡單的線性電壓控制替代是可能的;然而,選擇“不破壞它”而用一個外部替代。此結果是比預期的更錯綜復雜。

  這些的特性是它們要消耗大電流,除非處于“閑置”模式,即用輸入選通低態(tài)。在本文特定應用中,是激勵一個時序變速箱,1A的“非閑置”電流將不需要消耗12V電池。一個比較好的辦法是只在需要變速時喚醒伺服電機。

  

  

  可惜,簡單地選通關斷脈沖這種方法不是工作地很好,伺服電機的內(nèi)部電路在最后脈沖之間勢必會使軸端偏離中心位置,也許低占空比脈沖對保持伺服電機半喚醒是必須的。雖然情況如此,存在的噪聲危險會造成偶然的開關轉換。由于變速箱在每次變速之后需要操縱桿來返回中心位置,所以可靠的點火方法是關鍵,而最好的方案是在每次變速和返回之后完全禁止伺服電機,通過P溝道MOSFET理Q1去除其電源(見圖1)。這種方案的另一個好處是能保持靜態(tài)電流小于10mA。方向盤上變速開關激勵的一對微開關具有信號濾波,并借助R1、C1、R2、C2和NAND門N1去抖動,N1之后是單穩(wěn)N2。它們每次產(chǎn)生一個625ms寬的脈沖,此脈沖至少對600的伺服是足夠的。下一個單穩(wěn)(N3)產(chǎn)生一個較長的脈沖(大約1.25S寬)。伺服電機可惜,簡單地選通關斷脈沖這種方法不是工作地很好,伺服電機的內(nèi)部電路在最后脈沖之間勢必會使軸端偏離中心位置,也許低占空比脈沖對保持伺服電機半喚醒是必須的。雖然情況如此,存在的噪聲危險會造成偶然的開關轉換。由于變速箱在每次變速之后需要操縱桿來返回中心位置,所以可靠的點火方法是關鍵,而最好的方案是在每次變速和返回之后完全禁止伺服電機,通過P溝道MOSFET理Q1去除其電源(見圖1)。這種方案的另一個好處是能保持靜態(tài)電流小于10mA。方向盤上變速開關激勵的一對微開關具有信號濾波,并借助R1、C1、R2、C2和NAND門N1去抖動,N1之后是單穩(wěn)N2。它們每次產(chǎn)生一個625ms寬的脈沖,此脈沖至少對600的伺服是足夠的。下一個單穩(wěn)(N3)產(chǎn)生一個較長的脈沖(大約1.25S寬)。伺服電機在整個周期處于激勵,因此,有625ms時間使其返回到中心位置。注意,脈沖以及加到伺服電機的電源選通開和關。

  脈沖本身來自由雙運放N5等構成的—調制器。其中N5a是方波(頻率200Hz),能保證在首次上電時能啟動。其輸出由R17、R18、C14變換為良好的三角波。N5b做為比較器,其參考電平由R19、R20設置。電容器C15做為濾波器,用于防止伺服電機干擾電路所引起的噪聲。對于中心位置,由R19、R20確定1.5ms,但對于“向下”2.2ms和“向上”0.8ms,電阻器R21、R20可使參考電平向上或向下移動,得到所希望的脈寬調制。

  由于伺服電機需要+6V電源,(能提供至少2A峰值沖擊電流),所以需要相當大的穩(wěn)壓器,在此選用KA317T(N6),還包括低阻抗電容器C17。數(shù)字部分采用HCT器件,所以Vd軌由D5降到大約5.4V。F1Z1以及二極管D6、D7防止電池反向連接時的意外事故。

  此電路也可用于工業(yè)和按比例縮小的應用中。若采用更小的伺服電機和不關注,則可簡化電路,甚至簡化到只用產(chǎn)生器—調制器。簡單的“down”和“up”命令可直接從微開關引到R21、R22,去掉邏輯和單穩(wěn)電路。另外可能性是在0V/6V軌之間連接一個控制桿電位器,并通過限制電阻器(大于200K)連接電位器游標到C15。用R20可以微調脈寬。



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