1、TD340TD340 芯片在直流調速系統(tǒng)中的應用摘要 340340 驅動器芯片是 ST 微電子公司推出的一種用于直流電機的控 制器件，可用于驅動 N 溝道管。文中介紹了 340340 芯片的工作原理，給出了 340340 芯片在直流電機調速系 統(tǒng)中的應用電路。關鍵詞 340340;直流電機調速；直流電機調速系統(tǒng)在現(xiàn)代化工業(yè)生產中 已經得到廣泛應用。直流電動機具有良好的起、制動性能和調速性能，易于在大范圍內平 滑調速，且調速后的效率很高，因此，采用硬件邏輯電路實現(xiàn)的 PWM 控 制系統(tǒng)已在實踐中廣泛應用，但是，這種方法的硬件電路比較復雜，一般 也無計算機接口。而本文介紹的以 TD340 驅動器芯

2、片為核心的直流電機 PWM 調 速控制系統(tǒng)則可以大大簡化硬件電路。該系統(tǒng)不僅可以模擬控制，而且具有計算機接口，同時具有良好的保 護功能。范文先生網收集整理 1系統(tǒng)工作原理直流電機脈寬調速通過改變控制電壓的脈沖寬度來改 變加在直流電機上的平均電樞電壓的大小，從而改變直流電機的轉速。圖 1 所示為可逆的 PWM 變換器主電路的 H型結構形式圖中，4 個 MOSFET 管的基極驅動電壓分為兩組，其中 Q2L 和Q1H 為一組，當 Q2L 接收 PWM 信號導通時，Q1 H 常幵；而 Q2H 和 Q1L 截止。這時，電機兩端得到電壓而旋轉，而且占空比越大，轉速越高。由于直流電機是一個感性負載，當 MO

3、S 關斷時，電機中的電流不能 立即降到零，所以必須給這個電流提供一條釋放通路，否則將產生高壓破 壞器件。處理這種情況的通常方法是在 MOSFET 管旁邊并聯(lián)一個二極管， 使電流流過二極管，最后通過歐姆耗散的方式在二極管中消失。對于大電流，耗散是重要的排放方法。這里必須使用高速二極管。電機反轉時道理相同。2TD 3 4 0的引腳功能和控制特性 TD 3 4 0 采用雙列貼片式封裝 的引腳分布如圖 2 所示，各引腳的功能如下 L1、L2 低邊門極驅動；H 1、H2 ;高邊門極驅動；STEY待機模式；WD看門狗信號輸入；C WD 設置看門狗電容端；VOUT用于微處理器的 5V 電壓；CF 設置 PW

4、M 頻率的外部電容接入端；IN1 ;模擬或數字信號輸入端；IN2 電 機旋轉方向控制端；VEATT、GND 電源正端和地端。TD 3 4 0 芯片是 N 溝道功率 MOS 管驅動器，適合于直流電機控制 圖 3 所示是用 TD 3 4 0 進行模擬輸入的控制電路。圖 4 給出了 TD 3 4 0的輸入電壓與輸出 PWM 間的特性曲線接地電容用于設定 PWM 頻率。該器件內集成有可驅動 N溝道高邊功率 MOS 管的電荷泵和內部 P WM 發(fā)生器，可進行速度和方向控制而且功耗很低，同時具有過壓2 0 V、欠壓 V6.2V保護功能，以及反向電源有源保護功能。TD 3 4 0內含可調的頻率幵關 025k

5、Hz 及待機模式，且集成 有看門狗和復位電路。除此之外，TD 3 4 0 芯片還具有 H 橋直流電機部分和微控制器之間 的必要接口。直流電機的速度和方向可由外界輸入給 TD 3 4 0 的信號來控制。 其中速度由 PWM 來控制，當然也可以接受外部的 PWM 信號。當 TD3 4 0 的 CF 端通過電容接地時，05V 的模擬輸入即可產 生 PWM輸出。實際上，當 CF 端直接接地時，輸入 TD 3 4 0 的數字信號就可直接 產生PWM 信號。3 在幵環(huán)直流調速系統(tǒng)中的應用 本文所設計的直流電機調速系統(tǒng)框圖如圖 5 所示。該系統(tǒng)由信號輸入電路、TD340 和 H 橋電路組成。其中信號輸入電路

6、由可調電阻和單刀雙擲幵關組成，TD 3 4 0 用于 構成PWM 發(fā)生器，功率放大電路是由 4個 MOSFET 管組成的 H 橋電 路。圖 6為本系統(tǒng)中直流電機 PWM 調速系統(tǒng)的電路原理圖，圖中的 MO SFET管采用 STP3 0NE03L。STP3 0NE03L 的優(yōu)點是幵關速度快，通路電阻低和電壓門信 號低，適合于大電流和低電壓運行。當加上一個足夠的門信號電壓時，功率 MOSFET 的通路電阻小于 常規(guī)二極管 而在沒有門信號電壓的情況下，它具有常規(guī)二極管的反向特 性。幵關 K 用于控制直流電機 M 的正反轉。幵關向上時，電機正轉；幵關向下時，電機反轉。可調電阻 R1 用于調節(jié) TD 3 4 0 的模擬電壓輸入值，進而輸出可調 PWM信號，同時給 MOSFET 的門極施加幵關驅動信號并通過調節(jié)占 空比的大小來調節(jié)直流電機 M 的轉速。電阻 R1R4 用于控制 MOS 門的升降時間，也有利于避免門電壓 的振蕩，門電壓的振蕩通常是與門電容處的連接線的平行電感所引起的。R1R4 的值通常為 1010 0Q。電容 C6 用于存儲能量并對通過電橋的電壓進行濾波。在電壓上升和下降期間，為了保證系統(tǒng)的可靠性，可在兩個低端 MO S 管的門極各接一個下拉電阻以確保電橋保持關斷，但高端 MOS 管不能 接下拉