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2021.04.21 电机

有刷直流电机的驱动电路 总结

有刷直流电机

到目前为止,已经介绍了有刷直流电机的多种驱动方法。本文作为有刷直流电机驱动电路这一系列文章的总结,分“有刷直流电机的驱动电路及其特点”和“有刷直流电机的特点及其应用示例”两个表格进行了简单汇总。

直流有刷电机的驱动电路及其特点

电路名称 可能的
旋转动作
转速
控制
优点 缺点
H桥 正转、反转、
停止(Hi-Z)、
制动
不可    
H桥+High侧电压
线性控制
正转、反转、
停止(Hi-Z)、
制动
 
  • 功耗大
  • ・功率晶体管使用MOS时电路规模大
BTL放大器 线性电压驱动 正转、反转
制动
  • ・双线性输入,支持各种动作
  • 功耗大
  • ・电路规模大
  • ・输出高阻抗需要单独的电路
H桥电路PWM驱动 正转、反转、
停止(Hi-Z)、
制动
  • 功耗小
  • ・支持直流电压输入
  • ・需要PWM用电路结构
  • ・噪声源
BTL放大器输入形式
PWM驱动
正转、反转
制动
  • 功耗小
  • ・双线性输入,支持各种动作
  • ・线性度较差
  • ・输出高阻抗需要单独的电路
  • ・需要PWM用电路结构
  • ・噪声源
单开关 导通/关断 单向旋转、
停止(Hi-Z)
不可
  • ・电路简单
  • ・需要Di
  • ・无法急停
PWM驱动 单向旋转、
停止(Hi-Z)
  • 功耗小
  • ・需要二极管,且需要考虑二极管发热
  • ・无法急停
  • ・需要PWM用电路结构
  • ・噪声源
半桥 导通/关断 单向旋转、
停止(Hi-Z)、
制动
不可
  • ・无需二极管
  • ・可急停
  • ・需要考虑控制输入结构(单输入或双输入)
  • ・需要防止同时导通
PWM驱动 单向旋转
停止(Hi-Z)、
制动
  • 功耗小
  • ・无需二极管
  • ・可急停
  • ・需要考虑控制输入结构(单输入或双输入)
  • ・需要PWM用电路结构
  • ・噪声源

有刷直流电机的特点及其应用示例

有刷直流电机的特点
优点 缺点
  • ・小型化容易,轻量
  • ・效率佳
  • 价格低
  • 仅施加电压即可旋转
  • 可低电压驱动(1节电池、1.5V即可工作)
  • ・转速与施加电压成线性比例
  • ・转速与负载成正比降低
  • ・启动转矩大
  • ・转矩与电流成正比
  • 结构简单,布线仅两根
  • 旋转方向因电源的极性而变
  • 有电刷,因而寿命短
  • 易产生噪声
  • 易产生电气噪声
  • ・均速性较差
  • ・需要直流电源
  • ・过负载时有大电流
  • ・可能会产生火花
  • ・存在电刷接触导致的摩擦力矩损耗。
有刷直流电机的应用示例
ODD(Optical Disc Drive)
电脑/游戏机用DVD/蓝光驱动
蓝光刻录机/播放器
托盘:进仓/出仓
喷墨打印机
多功能打印机
进纸
支架:打印头移动
扫描仪
PPC(Plain Paper Copier:普通纸复印机) 进纸
数码相机 变焦、IRIS[光圈]、镜头盖
手机、平板电脑 振动器
玩具 普通动作
模型和无线电控制:驱动、方向控制
游戏机控制器:振动動
普通家电 吹风机:吹风
剃须刀:刀片旋转、往复运动
牙刷:振动
冰箱:制冰盒旋转
其他
工具 驱动器、电钻、电锯等:旋转
汽车电子 电动车窗:开关
车镜:开关、角度调节
门锁:上锁和解锁
空调风门:改变风向
角杆(Corner Pole):上下动作
前灯:灯光方向调整
汽车导航:显示屏收放
其他

这里仅列出一些具有代表性的应用示例,除此之外利用了有刷直流电机特性的应用还有很多。

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