电机驱动器与电机控制器

       如果您曾经制造过带轮子的机器人,或者任何电动部件,那么您会遇到需要从微控制器驱动它的问题。由于标准芯片只能输出少量电流,因此您无法可靠地直接驱动小型电机,更不用说较大的电机了。所以,你需要一种方法来驾驶它们,这就是电机驱动IC进来的地方。

       电机驱动IC使用更大的芯片或分立式FETS,与来自微控制器引脚的标准5V/3.3V相比,它们能够处理更大的电流和更高的电压。它们允许您从小信号控制更大的负载。重要的是要注意,在提到电机驱动器和控制器时,还必须考虑电机的类型。有刷直流电机是最容易控制的,因为不需要定时或协议,而步进和伺服电机都需要特定类型的信号才能正确操作。为了简单起见,我们将使用专为简单的有刷电机设计的示例,但是,该原理适用于所有类型。

       那些第一次涉足机器人技术的人提出的一个常见问题是"电机驱动IC和电机控制IC之间有什么区别?TLDR是电机驱动器简单地处理驱动电机的功率,而逻辑和数字控制必须由外部微控制器或微处理器完成,而电机控制IC内置了所有逻辑电路,并且可以由更高级别的接口(如PWM信号)控制, USB、模拟输入等

       这就是TLDR,但是更深入的观察呢?好吧,让我们从最常见的电机速度控制形式开始;H桥。

 

电机驱动IC

       如前所述,H桥是驱动有刷直流电机的最常用方法,其操作非常简单。它使用两对晶体管(通常是MOSFETS)来控制允许电流流过电机的方向。通过改变电流的方向(反转端子上的电压),旋转方向将改变。由于有刷电机与PWM控制配合良好,因此通过脉冲MOSFET来驱动它们,从而实现速度以及方向控制。MOSFET(或简称FET)只是充当开关,所以如果你想解决这个问题,只需将它们想象成简单的开/关开关。我包括了H桥设计中经常使用的四个二极管,因为它们对于防止电机在转动时产生的电压非常重要。不要太担心这一点,但如果你打算建立自己的,请记住它们。


       当然,您不必用分立元件构建下一个电机驱动器(尽管了解它可能是一个很好的项目,而且如果您有一些利基规格)。有随时可以放入PCB的电机驱动器芯片,还有现成的分线板和模块,您可以将其连接到您的项目中。
电机控制IC的想法是,您只需连接电机和电源,将控制器放入现有项目中,并在协议允许的情况下尽可能轻松地与其通信。与电机控制IC的数字通信甚至允许反馈数据,如电流测量和误差检测。

       支持USB的电机控制IC允许您直接从USB主机(如计算机)控制电机!软件/协议将取决于电路板本身,每个品牌都不同,但它非常酷。因此,控制电机驱动器所需的只是一个可以通过控制器板支持的方法与其通信的设备。

       由于电机控制IC中集成了额外的电路,因此它们是一种更昂贵的选择,但如果您只想要一个附加式电路板,那么它们是完美的。

 

匹配规格

       最后要注意的一件事是,对于电机驱动IC和控制器来说,哪个是重要的,是确保它们符合电机的电气规格。例如,一些电机,而且很小,并且只设计用于玩具和驱动轻负载。这些不会消耗太多电流,并且通常在较低的电压(小于12V)下。可以驱动较大负载的较大电机能够吸收更大的电流,特别是在失速或启动条件下,通常在等于或大于12V的电压下。您需要确保驱动器/控制器的电流(允许峰值浪涌)和电压额定值都大于电机的额定电压。

那么哪一个更合适呢?

       希望这能让您深入了解电机驱动器和电机控制IC之间的差异,并让您为下一个项目添加运动。至于哪一个最适合你的项目,只有你可以做出决定,但这里有几点需要考虑:

电机控制IC几乎不需要考虑,以确保其按预期工作。只要您可以与它通信,就可以使用它。
电机驱动器在实现时需要考虑更多,因为您需要创建软件(或硬件)功能来正确驱动FET,确保不会给出可能导致短路的错误控制信号等。
电机驱动器通常比控制器便宜,因为它们是更简单的设备。
电机控制IC提供反馈、错误检测和其他功能,这些功能通常在基本电机驱动器板上找不到。
普通的旧电机驱动器可以让您精确控制电机的驱动方式,并允许更大的开发范围。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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创建时间:2022-01-12 15:11