UC3637直流电动机双PWMi控制器

UC3637是直流电动机脉宽调制(PWM)控制器。该集成电路适用于开环或带测速发电机反馈的闭环直流电动机速度控制，内部产生一个模拟误差电压信号，输出两路PWM脉冲信号。这两路信号与误差电压信号的幅值成正比，且与极性相关。因此可构成双向的调速系统。该控制器还可以用于其他电动机PWM控制，例如无刷直流电动机PWM速度控制、位置控制和步进电动机电流细分控制。

1.特点

·单电源或双电源工作，±2.5~±20V

·双路PWM信号输出，驱动电流能力为100mA

·限流保护

·欠电压封锁

·有温度补偿，2.5V阈值的关机控制

2.结构与功能如图2-28原理框图所示，UC3637主要由下列几部分组成。

(1)三角波发生器：CP,CN,S1,SR1

(2)PWM比较器：CA,CB

(3)输出控制门：NA,NB

(4)限流电路：CL,SRA,SRB

(5)误差放大器：EA

(6)关机比较器：CS

(7)欠电压封锁电路：UVL现分述如下：

(1)三角波的产生：如图2-29所示，在正电源+Vs和负电源-Vs之间串接R₁、R₂、R₁三个电阻，两个分压点分别接+VTH(1脚)和-VTH(3脚),作为阙值电压。2脚和18脚分别接电容CT和电阻RT,电容和电阻另一端都接地。+VTH还通过内部的缓冲电路与RT作用产生给电容充电的恒流I,。当CT以恒流线性充

电，2脚电压达到+VTH时，比较器CP触发SR1,使Q为高电平，关闭开关S1。负电流2I,接2脚，两恒流之差是I,,CT以I.线性放电，到-VTH时，比较器CN触发SR1的复位端R,引起电容的重新充电过程。产生的三角波电压信号峰-峰值为士VTH,其频率决定于士VTH、CT、RT。

(2)双PWM信号的产生：

参照图2-29比较器连接图，比较器CA和CB的一AN(10脚)、+BIN(8脚)连至2脚，得到三角波输入。外接控制信号V。经电阻R₃、R₄分别接士Vs,并从+An(11脚)输入-VR,从-B₁N(9脚)输入+VR。这两比较器的输出为双PWM信号，它们互为反相，并且在它们的前后沿都存在死区时间(deadtime),见图2-30。

CA和CB的信号必须经与非门NA和NB才能从AouT(4脚)和BouT(7脚)输出。为此，首先要满足欠电压封锁和关机保护未动作的条件，另外SRA和SRB的Q应为高电平，后者受限流电路控制。

(3)限流控制：在图2-32中，利用Rs作为电动机电流的检测电阻，检测信号从12和13脚输入。比较器CL设有200mV的阈值，当电动机电流增大而使R,上的电压达到这个阈值时，CL输出变为高电平，令SRA和SRB复位至低电平，进而AouT和BouT变为低电平，对应于图2-31的时序图中的t₁时刻。锁存器SRA和SRB分别在三角波的最大值和最小值(对应图中的t₂和ta时刻)时再返回高电平。这种每周期一次的限流方法十分快速和有效。

(4)欠电压封锁和关机控制：UC3637内部的欠电压封锁电路，在电源电压+Vs低于+4.15V时作用，使输出AouT、Bour锁为低电平。

关机控制比较器CS的反相输入端内接(Vs-2.5V)电压，同相输入端接14脚。在14脚外接适当电路可以用来控制电动机的起停，或延时起动，或其他保护控制。

(5)误差放大器：独立的误差放大器是一个高速运算放大器，典型带宽为1MHz,有低输出阻抗，可在闭环速度控制中作为速度调节器使用。

3.应用示例

(1)直流电动机开环速度控制控制图见图2-32。参照比较器外电路连接图(图2-29),外电路参数可由下列设定条件进行计算：

电源电压为士Vs;控制电压V。的最大值为Vcmax+在此电压输入时，输出应达到100%占空比；控制的输入阻抗为RN;a=VR/VTH计算公式是

对于图2-32所示的开环控制系统，要求：士Vs=±15VVcmax=±10VRIN=10kΩPWM频率f=30kHz限流Imax=8A

(2)直流电动机-测速发电机闭环控制利用UC3637内部误差放大器EA,测速发电机速度电压信号经滤波后与速度指令电压比较，误差经放大和校正后作为控制电压V。UC3637的AovT和Bour供给H桥开关功率放大器，它是由四个MOSFET构成的。该系统加速度约每毫秒为100r/min。3dB带宽为80Hz。此系统见图2-33。

另一个闭环速度控制例子见图2-34。它是用单电压电源(24V)和用L298集成的H桥功率放大器组成。和上例一样，它也是适用于双向速度控制的。