基于PIC16F690的直流无刷电机驱动器设计

具有输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象等特点， 满足高速开关动作需求， 因此采用IR 公司的场效应管IRF9540和IRF540构成H 桥电路的桥臂。H 桥电路中的4个功率MOSFET 分别采用n沟道型和p沟道型， 设计的电路原理， 如图4所示。

　　数字电平上下跳变时， 集成电路耗电发生突变，引起电源产生毛刺。数字电路越复杂， 数据速率越高， 累计的电流跳变越强烈， 高频分量越丰富， 而普通印刷电路板不能完全吸收逻辑电平跳变产生的电压毛刺， 这种噪声会严重干扰电路。为了实现模拟电路和数字电路的隔离， 提高信噪比， 有效的抑制噪声对模拟电路的干扰， 在PWM 信号从控制系统引出之后， 需要经过光电隔离， 才能送入驱动电路。在不影响驱动器整体性能的前提下， 使用TLP521- 1光电耦合器， 主要考虑的是价格因素。

　　运放2902在电路中用作比较器， 把输入逻辑信号同基准电压比较， 转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。运放的输入电压范围不能接近负电源电压， 否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管D 13。输入端的电阻R 50用于限流，R66用于在输入悬空时把输入端降为低电平。

　　当运放2902 输出端为低电平时， 三极管Q25截止， 场效应管Q23导通。三极管Q16导通， 场效应管Q19截止， 输出为高电平。当运放输出端为高电平时，三极管Q25导通， 场效应管Q23截止。三极管Q16截止， 场效应管Q19导通， 输出为低电平。

　　图4 基于MOSFET的驱动电路设计

　　3 系统软件设计

　　软件设计采用汇编语言编写， 在M plab集成开发环境中进行编译、仿真， 用软件来实现硬件的功能，不但可以降低成本， 提高系统的可靠性， 还能简化硬件结构， 但其缺点是响应时间比用硬件实现长， 而且还要占用CPU 时间。设计过程中， 在满足可行性和实时性的前提下尽可能地将硬件功能用软件来实现， 系统主程序流程图， 如图5所示。

　　图5 控制系统主程序流程图

　　4 结语

　　干扰现象是电路调试和设计时必须考虑和重点解决的问题， 不同电路其干扰源千差万别， 干扰传播途径也多种多样， 干扰现象也各不相同， 但它们仍有共性。在控制系统设计中， 将控制电路和驱动电路分两块板布局， 其中驱动板的PCB 设计， 如图6 所示，经实验证明， 抗干扰措施取得了较理想的效果。

　　图6 驱动电路PCB板设计图