直流电机控制器的作用与电路图分析

什么是直流电机控制器？

直流电机控制器是一种电子控制系统，用于控制直流电机的转速、转向和扭矩等参数，从而实现直流电机的自由控制。直流电机控制器的工作原理是通过改变电机的输入电压或电流来调节电机的运行状态，从而实现电机的速度、方向、转动角度等参数的调节。

直流电机控制器的基本功能和成分主要包括：速度控制、方向控制、电流限制、欠压保护、电机运行状态检测等。控制电路通常由一个电子控制器、一个电源和一个电机组成，电子控制器通常采用微控制器、单片机、逻辑门电路等控制元件，根据输入信号，通过PWM（脉宽调制）控制电压大小、频率、占空比等参数的变化，从而调节电机的运行状态。

直流电机控制器可以分为无刷电机和有刷电机控制器，其中，有刷电机控制器通过改变电机和电源之间的电流和电压来控制电机的转速、方向和启停。而无刷电机控制器则可以实现更加精细的控制。

直流电机控制器广泛应用于各种机器和设备中，在机床、印刷、风机、压缩机、输送机等领域都有着重要的应用。同时，随着技术的不断进步，直流电机控制器在电动汽车、太阳能和风能转换等领域也得到了广泛应用。

未来，随着新材料和新技术的不断涌现，直流电机控制器更有可能实现更加精细的控制，进一步提高工作效率和质量。

接下来给大家分享一些直流电机控制器电路图，以及简单分析它们的工作原理。

直流电机控制器电路图分享

1、采用NE555的直流电机控制器电路图

这里显示了使用 NE555 的简单直流电机控制器电路。这里已经发布了许多直流电机速度控制路，但这是第一个使用 NE555 定时器 IC 的电路。除了控制电机速度之外，还可以使用该电路改变其旋转方向。

该电路的核心是基于定时器NE555的PWM电路。 NE555 作为一个非稳态多谐振荡器接线，其占空比可以通过改变 POT R1 来调整。 IC1 的输出耦合至晶体管 Q1 的基极，晶体管 Q1 根据其基极提供的 PWM 信号驱动电机。占空比越高，电机的平均电压就会越高，从而导致电机速度越高，反之亦然。直流电机方向的改变是通过使用 DPDT 开关 S1 来实现的，该开关在应用中仅切换应用于电机的极性。

2、使用LM3578的直流电机速度控制器电路图

直流电机速度控制电路采用IC LM3578开关稳压器设计，该IC可用于DC到DC电压转换，例如降压、升压和逆变应用。

LM3578A 是开关稳压器，可轻松适应各种直流到直流电压转换设置，包括降压、升压和反相配置。值得注意的是其独特的比较器输入级，具有用于反相和非反相输入的单独引脚，以及每个输入的内部 1.0V 参考电压。这一特性简化了电路设计和 PCB 布局，非常符合您对电子产品设计的兴趣。输出支持高达 750 mA 的电流，拥有集电极和发射极输出引脚，增强了设计灵活性。外部电流限制端子可适应接地或 Vin 端子，具体取决于应用。此外，LM3578A 还集成了一个板载振荡器，有助于轻松调整开关频率（从 <1 Hz 到 100 KHz）与单个外部电容器。该 IC 采用 PDIP/SOIC 封装，工作电压范围为 2V 至 40V，可为您的电子电路项目提供多功能性。

直流电机与直流电源和输出驱动器 IRF 540 MOSFET 连接，二极管 D1 提供反电动势保护，MOSFET 栅极端子由 LM 3578 引脚 5 的输出信号驱动，引脚 8、7 和引脚 6 短接LM3578 的 1、3 脚与地电源连接在一起，C1、C2、R2 元件连接在引脚 1、3 和地之间，LM3578 的引脚 2 与 R1 和可变电阻 VR1 连接，通过改变 VR1 可以改变直流电机的转速。

3、使用晶体管TIP31的直流电机控制器电路图

这是一个直流电机控制器电路，使用基于 H 桥概念的晶体管 TIP31 构建。开关S1和S2为常开、推合、按钮开关。 LED 的作用是指示电机旋转方向，可以使用任何常见的 LED 类型。 TIP31晶体管能够处理最大3A电流，您可以更换晶体管以用于电流消耗更高的直流电机。请记住，在负载下运行会消耗更多电流。

实际上，该电路是为了驱动小型直流电机而构建的，可用于小型应用，例如自动关闭和打开系统、移动机器人执行器、小型风扇等。直流电机周围的四个二极管是反电动势二极管。二极管类型取决于直流电机电流消耗。对于负载下电流为 1A 的 12V 电机，请使用 1N4001 二极管。对于3A直流电机，则使用IN5401。

4、PWM直流电机控制器电路图

直流电机（电动机）的速度控制可以使用开环或闭环来实现。闭环控制器，也称为伺服控制器或反馈控制，可提供最佳性能，因为环路将保持实际速度遵循参考值。在简单的应用中，如果负载恒定，例如在风扇控制（PC风扇速度控制）中，开环控制器就足够了。该直流电机控制电路使用 PWM（脉冲宽度调制），比使用线性驱动器提供更好的效率。这是该 PWM 直流电机控制器的原理图。

该电路使用非常流行的555 IC，但这里电路的配置方式不寻常。 PWM 输出取自放电引脚，该引脚是一个集电极开路点，应使用 Vcc 连接电阻将其拉高，而原始输出引脚（引脚 3）用于对定时电容器放电。 555 IC的推荐电源电压在9-12伏之间，如果电机使用9-12伏，则可以将+V电机连接到该555电源电压。

该PWM控制器的频率约为144Hz，您可以通过改变C1电容来改变频率，使用较小的电容以获得更高的频率。如果允许 MOSFET 的外壳温度升至 100°C，则电机电流可能高达 37A，并且必须提供足够的散热器以将温度维持在该点以下。最好提供与电机并联的保护二极管，以短路直流电机产生的反电动势，否则可能会导致电压尖峰烧毁 MOSFET。这个简单的 pwm 控制为您提供了用于运动控制应用的变速驱动器。

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