電動機作為當代最重要的機電能量轉(zhuǎn)換器，其應(yīng)用已經(jīng)在人們的生活中和國民經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域中普及。據(jù)資料統(tǒng)計，在所有的動力能源中，其中百分之九十以上來源于電動機。在電氣時代，電動機的轉(zhuǎn)速控制大多采用模擬法，對電動機進行簡單控制的應(yīng)用比較普及。簡單控制是指對電動機進行啟動，制動，順序控制和正反轉(zhuǎn)控制。這類控制可通過繼電器，可編程控制器和開關(guān)元件來實現(xiàn)。還有一類控制稱為復(fù)雜控制，是指對電動機的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，功率，電壓，電流等物理量進行控制。本方案可以進行簡單控制也可以進行復(fù)雜控制電機，實現(xiàn)一體兩用。

1.工作原理與分析

UC3842芯片是一種高性能固定頻率電流型控制器，內(nèi)部包含誤差放大器、PWM比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準電源和欠壓鎖定等單元。本系統(tǒng)的總體設(shè)計框圖如圖1所示。市電先經(jīng)過整流和濾波電路變成直流電壓，再經(jīng)過功率開關(guān)管斬波、高頻變壓器降壓，得到高頻矩形波電壓，最后通過整流濾波后獲得所需要的直流輸出電壓。通過開關(guān)控制模式，模式1由數(shù)字晶體管控制輸出的恒定電壓，該設(shè)計模式1下分3檔，模式2由MCU通過改變PWM，來控制驅(qū)動電路的輸出。

圖1?系統(tǒng)設(shè)計框圖

2.硬件設(shè)計

該設(shè)計的開關(guān)電源部分如圖2所示。它主要由電源電路、主電路、控制電路、反饋電路構(gòu)成。本設(shè)計為AC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸入電壓為90~240VAC，輸出為5V和24V。

圖2?電路原理圖

模式1下的電路，外部給數(shù)字晶體管信號，以此來控制三路中一路的輸出，當某路有控制信號時，晶體管導(dǎo)通，該路連接TL431的電阻接地，使TL431的陰極上形成誤差電壓，使發(fā)光二極管工作電流發(fā)生變化，從而來調(diào)節(jié)UC3842的輸出，有效的改變了其輸出，實現(xiàn)恒壓輸出。模式2下的電路，通過MCU輸出PWM波對H橋進行控制，以此來進行電機控制。

3.實驗結(jié)果驗證

各部分參數(shù)經(jīng)過計算后，對整個開關(guān)電源部分進行仿真。仿真圖如圖3所示。并用示波器進行觀察開關(guān)管的波形，以及輸出波形。

圖3?仿真電路

漏源極電壓波形如圖4所示。從圖中可以看出來符合設(shè)計標準。

圖4?漏源極電壓

輸出電壓波形如圖5所示。電壓基本恒定在24V上下，紋波也在100mV左右。符合設(shè)計要求。

圖5?輸出電壓

在確保電源能夠正常工作后，進行雙模控制的測試。模式1下通過給3個數(shù)字晶體管信號，改變了UC3842的PWM波，實現(xiàn)了三個檔位的恒壓輸出。

通過改變模式，再模式2下，開關(guān)電源的輸出與H橋相連接，MCU對驅(qū)動電路輸出特定的PWM波，使電機能夠智能化實現(xiàn)變速。

結(jié)束語

為了驗證方案的可行性和實用性，依照設(shè)計制作了實物等，經(jīng)過測試也達到了預(yù)期的目標。本設(shè)計電路簡單，制作成本低，基于以上優(yōu)點，本設(shè)計適合用在低成本的電機控制領(lǐng)域。
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