1、PWM電機調速班級：09應電（5）班姓名：學號：0906020122指導老師時間：2011年10月20日目錄一、 實驗名稱2二、 實驗設計的目的和要求2三、 預習要求 2四、 電路原理圖 4五、電路工作原理 4六、 PCB圖5七、 實驗結果 6八、 實驗中出現的問題以及解決方法 13九、 實驗心得 13十、 參考文獻 14十一、 元件清單 14一、實驗名稱：PWM電機調速二、實驗設計的目的和要求1）學習用LM339內部四個電壓比較器產生鋸齒波、直流電壓、PWM脈寬；2）掌握脈寬調制PWM控制模式；3）掌握電子系統的一般設計方法；4）培養綜合應用所學知識來指導實踐的能力；5）掌握常用元器件的識別

2、和測試，熟悉常用儀表，了解電路調試的基本方法進一步掌握制版、電路調試等技能。三、預習要求3.1關于 LM339器件的特點和一些參數圖3-1LM339管腳分配圖1）電壓失調小，一般是2mV； 2）共模范圍非常大，為0v到電源電壓減1.5v； 3）他對比較信號源的內阻限制很寬； 4）LM339 vcc電壓范圍寬，單電源為 2-36V，雙電源電壓為1V-18V；5）輸出端電位可靈活方便地選用； 6）差動輸入電壓范圍很大，甚至能等于vcc。3.2分析PWM電機調速電路的系統組成原理，畫出每一級電路輸出的波形1）由1、6、7管腳構成的電壓比較器，通過RC積分電路調節可調變阻器R5(203)，產生鋸齒波圖

3、3-2 鋸齒波2)由8、9、14管腳構成的比較器，通過8管腳接入前一個比較器1管腳產生的鋸齒波信號與調節R7(103)取樣得到的9管腳電壓做比較通過比較器14管腳輸出的是PWM脈寬圖3-3 脈沖波（pwm）3）PWM電機調速電路中有兩個三極管，是具有耦合放大作用的4）另外電路中的輸入4、5管腳和10、11管腳的兩個電壓比較器在整個電路中具有欠壓保護和過流保護四、電路原理圖圖4-1 PWM電機調速原理圖五、電路工作原理直流電機的PWM調速原理是通過調節驅動電壓脈沖寬度的方式，并與電路中一些相應的儲能元件配合，改變了輸送到電樞電壓的幅值，從而達到改變直流電機轉速的目的。它的調制方式是調幅。 PWM

4、的占空比決定輸出到直流電機的平均電壓，PWM的意思是脈寬調節；也就是調節方波高電平和低電平的時間比，一個20%占空比波形，會有20%的高電平時間和80%的低電平時間，而一個60%占空比的波形則具有60%的高電平時間和40%的低電平時間，占空比越大，高電平時間越長，則輸出的脈沖幅度越高，即電壓越高；如果占空比為0%，那么高電平時間為0，則沒有電壓輸出.如果占空比為100%；那么輸出全部電壓，所以通過調節占空比，可以實現調節輸出電壓的目的，而且輸出電壓可以無級連續調節。.1) 鋸齒波脈沖形成參見圖3-2和圖4-1，該控制器的鋸齒波脈沖由內的比較器A，定時元件R1R5，以及C1等組成的施密特振蕩器產

5、生。2) PWM脈沖形成 參見圖3-3和圖4-1，PWM脈沖形成電路以LM339內的比較器U2C為核心構成。由鋸齒波形成電路輸出的鋸齒波脈沖加到比較器的反相輸入端8腳，與同相輸入端9腳輸入的直流電壓比較后，就可在它的輸出端14腳輸出矩形的調寬脈沖電壓。 3) 信號放大參見圖,4-1，矩形脈沖信號放大電路由驅動電路和功率放大電路兩部分構成。驅動電路采用了9012和9013三極管組成的推挽放大電路；功率放大電路采用了大功率場效應管以獲得足夠大的電流和功率。當矩形脈沖為高電平時，9012（Q2）截止、9013(Q1)導通，經9013(Q1)射隨放大后從E極輸出，再經電阻R18驅動效應管TRF530導

6、通，此時電源提供的電壓通過電機、效應管TRF530的G/S極、R17到地構成回路，回路中的電流驅動電機旋轉。當矩形脈沖為低電平時，9013(Q1)截止、9012（Q2）導通，將效應管TRF530柵極存儲的電壓迅速對地釋放，以免效應管TRF530因存儲效應不能及時關斷而產生過大的功耗。效應管TRF530截止后，流過電機繞組的導通電流消失，使繞組產生反相的電動勢。為了防止這個電動勢導致效應管TRF530過壓損壞，在效應管TRF530的G極與供電之間設置了泄放二極管D4。R14是驅動電路的上拉電阻。4) 保護電路為了防止場效應管IRF640過流損壞，該電路設置了過流保護電路。該保護電路由內的比較器U

7、1D和取樣電路構成。比較器U1D的同相輸入端11管腳通過R11和R12采樣得到正電壓。，而它的反相輸入端通過腳接R13反饋電阻取得取樣電阻R17的取樣電壓，當電機運轉正常，流過效應管IRF640的S極電流正常時，R17產生的上正下負的壓降較小， 5V電壓，于是13腳輸出高電平控制電壓，不影響PWM調制器的工作，控制器正常工作。一旦電機運轉不正常等原因導致效應管IRF640過流，使R17兩端的壓降增大，通過R13使腳電位變為低電平后，13腳輸出低電平電壓，使電位變為低電平，于是14腳輸出低電平電壓，致使9013截止、9012導通，于是效應管IRF640截止，電機停轉，實現了過流保護。 六、PCB

8、圖圖6-1 PWM電機調速PCB圖七、實驗結果1) 電源端分別接15V和24V和5V2)當可調電阻R7（103）電阻和R5（203）電阻都不動的時候，電機兩端的輸出電壓Uo=9V；LM339芯片6、9、14管腳輸出波形分別如下所示圖7-1管腳6波形圖7-29管腳電壓值圖7-3 管腳14波形3)當可調電阻R5(203)不動；R7(103)調大的時候，電機兩端的輸出電壓Uo=10V；LM339芯片管腳6、9、14輸出波形分別如下圖所示 圖7-4 管腳6波形圖7-5 管腳9波形圖7-6 管腳14的波形4) 當可調電阻R5(203)不動；R7(103)調小的時候，電機兩端的輸出電壓Uo=9V；LM33

9、9芯片管腳6、9、14輸出波形分別如下圖所示圖7-7 管腳6波形圖7-8 管腳9波形圖7-9 管腳14波形5) 當可調電阻R7(103)不動；R5(203)調大的時候，電機兩端的輸出電壓Uo=9V；LM339芯片管腳6、9、14輸出波形分別如下圖所示圖7-10 管腳6波形圖7-11 管腳9波形圖7-12 管腳14波形6) 當可調電阻R7(103)不動；R5(203)調大的時候，電機兩端的輸出電壓Uo=9V；LM339芯片管腳6、9、14輸出波形分別如下圖所示圖7-13 管腳6波形圖1-14 管腳9波形圖7-15 管腳14波形八、實驗中出現的問題以及解決方法在制作PCB電路板時，由于三極管封裝有

10、誤，導致Q2（9013）損壞，后經改造電路連接，把三極管接正，電路得以正常在調試電路板的時候，當我把可調電阻103和203調到最下或最大的時候，14管腳波形和輸出Uo波形出現一條直線，當時我以為是電路是不是電路出錯，就開始調可調電阻103或203，結果波行發生了變化，于是就想也許是由于我把可調電阻調的太小或太大了，所以才會出現這樣的波形，現象出現后老師得知就是因為我把電阻調到了最大或最小，所以才出現波形式一條直線的現象九、實驗心得通過這次試驗我學會了LM339，IRF530，三極管，可調電阻等元器件的應用，當電路發下時，通過分析電路圖、畫板、做板、焊板、調試更加熟悉的學會電路的設計和制作，在畫PCB時候由于對三極管管腳的連接不熟悉，導致電路出現問題，所以以后我會更加認真畫圖，在焊接電路板時要仔細放置元件，做調試時候會注意接線安全。在調試過程中也得到一些同學和老師的幫助，學會互相幫助,為此感謝!十、參考文獻王川主編/實用電源技術-重慶大學出版社 2000.8 十一、元件清單（單位都是一個）插槽 DIP40芯片A1D LM339D 電容C1 33nF C2 4.7uF C3 100nF 二極管D1 1N4148 D4 DIODE 電機J111 CON2 三極管Q