关于三极管驱动电阻和电机的区别-综合电源技术-世纪电源网社区

shiyan1532

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2012-12-20 15:49:41

100问答币

如上图一个三极管驱动电机的电路，

对于以上电路，有一些疑问。还请大家指教。我先写下我的计算过程。
（1）如果想让电机工作，必须叫三极管饱和。那么R6=（16.7-Vbe）/Ib (1) 假设Vbe为0.7V。
（2）Ib应该至少能让Ic等于15MA,假设三极管放大倍数此时为30.则Ib至少为 Ib>=Ic/30=15/30=0.5MA.(2)
将（2）带入（1），可以求得R6<=(16.7-0.7)/0.5=32K。
也就是为了电机正常工作，R6应该不大于32K。

接下来疑问来了，如果电机是纯电阻负载的话，如果R6选择的值大于32K，比如80K，那么三极管就会工作在放大状态（VCE不再等于0），但是对于这个感性的电机，当我选择R6大于32K的时候（比如80K），经过我的实际测试，三极管依然在饱和，貌似只是流过电机的电流减小了，电压没有变。这是为什么呢？R6都80K了，基级电流不足以维持三极管饱和了啊，按理应该三极管的Vce分得一部分电机的电压啊。求高人指教。

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		2 st.you st.you 离线 LV10 总工程师积分：16772 \| 主题：8 \| 帖子：3793 访问空间发消息积分:16772 LV10 总工程师 2012-12-20 16:15:13
		我觉得你最好在电机两端并一个电容再测试。回复 \| 举报 \|

			3 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-20 16:27:20
			您好，并联电容取多大呢？意义是什么呢？还望指教。这个是直流无刷电机。回复 \| 举报 \|

		4 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-20 17:18:51
		[size=14.399999618530273px]一、先计算电机直流电阻：Rm=16V/0.045a=355.6欧 [size=14.399999618530273px]二、计算电机空载感应电势：(16-E0)/355.6=0.015 得到E0=10.67伏 [size=14.399999618530273px]三、定义转速与空载转速的比为K（K小于等于1，大于等于0），则相应转速下的感应电势为：K.E0伏 [size=14.399999618530273px]四、计算任意转速下的电流为：Im=(VCC-Vce-K.E0)/Rm [size=14.399999618530273px]五、三极管饱和的条件为：B.(VCC-Vbe)/Rb>[size=14.399999618530273px]Im [size=14.399999618530273px]六、现在式中，VCC=16.7伏，Vbe=0.7伏，饱和时[size=14.399999618530273px]Vce=0.3伏，[size=14.399999618530273px]E0=10.67伏，，[size=14.399999618530273px]Rm=355.6欧，那么可以求得任意K（任意转速）值下的满足五式的[size=14.399999618530273px]Rb值。但是电流放大倍数B，并不是一个常数，所以我们一般取相应电流下（Ic电流）那个最小的值，同时考虑参数的变化，[size=14.399999618530273px]Rb值还要减小约40%。 [size=14.399999618530273px] [size=14.399999618530273px] 回复 \| 举报 \|

			5 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-20 17:42:06
			针对这个电路，取Ic=45mA，放大倍数B取特性曲线上Ic=[size=14.399999618530273px]45mA时的值 ,这个时候计算的基极电阻Rb才是合适的。回复 \| 举报 \|

				7 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 09:07:39
				谢谢zhuohua哥的详细解答，如果取Ic为45ma，那么是不是说电机在阻转时候，三极管也会出于饱和状态？回复 \| 举报 \|

					10 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-21 09:16:44
					是的，因为你要在任意电机负载下，三极管都能饱和。回复 \| 举报 \|

						12 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 09:19:19
						如果我想这样。电机正常运转的时候，三极管饱和，当电机阻转的时候，三级管进入放大状态，来达到降低电机两端电压的目的不知道能实现不回复 \| 举报 \|

						13 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 09:35:50
						电机在负载从0逐渐增加到满载再到阻转的时候，流过电流是如何变化的呢？速度呢？回复 \| 举报 \|

			8 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 09:12:10
			zhuohua哥，这个电路实现的是在电机阻转的时候，比较器输出高，短路电源的一个稳压管。麻烦你帮我分析下这里边 D3阴极电位该如何分析？以及驱动三极管的几个电阻如何选取？回复 \| 举报 \|

			9 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 09:15:28
			回复 \| 举报 \|

				14 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-21 09:45:01
				堵转电流是由Q1,R10检测,以及R7的反馈来实现的。回复 \| 举报 \|

					15 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 09:52:36
					电机阻转时候，R10和Q1基级—发射极电压的和会上升,R7左端电压会从接近0V上升到三极管管Q1的压降Vce（此时貌似不饱和），然后R7会给C2充电，有个延时，当充到比较器正端电压大于负端，就输出高。我现在不理解比较器负端电压是怎么随着 R10和Q1基级—发射极电压而变化的？回复 \| 举报 \|

						16 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-21 10:11:54
						这个是因为Q1的设计是这样的：由空载到堵转的过程中，我们看它的基极偏置就知道，它是由饱和（空载时）转向非饱和（堵转时）变化的，也就是说它限制了堵转的电流。电机在负载变大的过程中，电流也是变大的，这个时候Q1的压降和R10的压降也是增大的，所以R7以左端电压会升高，导致到比较器电压（同相端）升高，如果比反相端电压高，那么VCC的电压下降，这个时候，一方电机电流要下降（因为电压降低），另一个方面，由于Q1的驱动不足（由于VCC到基极电压降低），这更导致了Q1的集电极电压上升，电机上的电压更低。如此，一方面R7的左端电压更高，也就是同相端更高，同时反向端电压已转向更低（相较于16.7伏供电时）所以三极管短路稳压管后导致VCC下降的后果就是导致同相端电压升高，而反向端电压降低，保持这种状态不变。那么电机是有电流的，但它两端的电压已经很低，电流很小了。你可以测量一下，堵转时电机的电压是多少。回复 \| 举报 \|

							17 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 10:25:28
							堵转后比较器输出高以后，电机电压就4~5V了。回复 \| 举报 \|

								18 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 10:27:13
								正常状态下，运放负端电压该怎么定量计算呢？按照图中的参数电机还是15ma的空载电流。回复 \| 举报 \|

									20 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-21 10:34:35
									目前的情况你不必计算，只要测量。回复 \| 举报 \|

								19 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 10:28:30
								我对R5下端并联的这几个分支不知道怎么计算。从哪算起。回复 \| 举报 \|

							21 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 10:36:20
							我测D3两端电压，不管是阻转还是正常，一直是工作小于5.1的状态，它的作用是什么呢回复 \| 举报 \|

								22 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-21 10:38:40 倒数10
								是的，能过计算，它不可能有用的。回复 \| 举报 \|

									23 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 10:52:58 倒数9
									那这里的Q2基级电阻选取4.7K是。那计算这个电阻的时候，Ic是取15ma还是45ma？还是他们中间的某一个值？经过我的测量，Q2一直工作在饱和。Q1阻转就不饱和了。回复 \| 举报 \|

										24 zhaohua2764 zhaohua2764 离线 LV10 总工程师积分：11183 \| 主题：40 \| 帖子：3774 访问空间发消息积分:11183 LV10 总工程师 2012-12-21 11:07:05 倒数8
										是的，Q2一直是饱和的，可试试是否多余；D3是多余的；正常工作时，Q1是一种弱的饱和回复 \| 举报 \|

											25 shiyan1532 shiyan1532 离线 LV6 高级工程师积分：932 \| 主题：78 \| 帖子：564 访问空间发消息积分:932 LV6 高级工程师 2012-12-21 11:19:06 倒数7
											Q1弱饱和是为了一有电流增大，就会在它身上产生压降，对吧，那为了让正常工作时Q1工作在弱饱和，R1 H和R2怎么确定呢，为何加一个R2，一个R1不够么回复 \| 举报 \|

zhaohua2764

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2012-12-21 11:23:25
倒数5

弱饱和是这个用意。
当然，你也可取合适的R1的值。

shiyan1532

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2012-12-21 11:31:58
倒数4

zhaohua哥，我把上边的电路简化了下。如下，假设三极管是饱和的，那么图中R1右端电位如何计算呢？现在不知道这点电位，我不知怎么选择合适的R1。。。电路基础没学好，我都踌躇好多天了。你帮我看看。

zhaohua2764

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2012-12-21 11:44:42
倒数3

[size=14.399999618530273px]假设R5下端电压为U:
[size=14.399999618530273px]I1=(16-U)/R5
[size=14.399999618530273px]I2=(U-VD1)/(R3+R4)
[size=14.399999618530273px]

[size=14.399999618530273px]假设R1左端电压为U1:
[size=14.399999618530273px]I3=U1/R2
[size=14.399999618530273px]I4=(U1-VBE)/R10
[size=14.399999618530273px]

[size=14.399999618530273px]I3+I4=I5
[size=14.399999618530273px]I5+I2=I1
[size=14.399999618530273px]

[size=14.399999618530273px](U-U1)/R1=I5
[size=14.399999618530273px]

[size=14.399999618530273px]七个方程，七个未知数联立解方程式。
[size=14.399999618530273px]

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2012-12-21 11:50:23
倒数2

这个好像解出来有点难度啊。。哈哈。

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