top of page
2 Quadrant Motor Drive Circuit Using Transistor
การควบคุม Motor โดยใช้ Transistor สัญญาณที่เอามา Drive Motor นั้นเป็นสัญญาณ PWM โดยใช้ตัว Transistor เป็นตัวควบคุมการทำงาน วงจร Drive Motor นั้นจึงต้องมีวงจรสร้างสัญญาณ PWM โดยวงจรดังกล่าวสร้างสัญญาณ PWM ได้โดยการเอาสัญญาณ Triangle และ แรงดันไฟตรงมาเปรียบเทียบกัน Output ของวงจรเปรียบเทียบที่ได้ออกมาเป็นสัญญาณ PWM เมื่อได้สัญญาณ PWM แล้ว เราก็เอาสัญญาณนี้มาต่อเข้า Optocoupler แรงดัน Output จาก Optocouple ถูกนำมาใช้เป็นตัวควบคุม Transistor และ Transistor ตัวนี้ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของ Motor
1. วงจรสร้างสัญญาณ Triangle
วงจรสร้างสัญญาณ Triangle ใช้ IC XR2206 เป็นตัวสร้าง ในวงจรมี ตัวต้านทานปรับค่าได้ 1 ตัว R 10K 1 ตัว R 4.7K 2 ตัวและ ตัวเก็บประจุ 3 ตัว ต่อดังในรูป สัญญาณ Output จะออกมาเป็นสัญญาณ Traingle ที่เราสามารถปรับความถี่ได้ โดยสัญญาณนี้จะต่อเข้าวงจร Offset อีกทีเพื่อปรับระดับแรงดัน เพราะ Triangle ที่ออกมานั้นลอยขึ้นจาก 0, Output จาก Offset นี้จะนำไปใช้เป็น Input ของวงจร PWM
1. วงจรสร้างสัญญาณ PWM
วงจรสร้างสัญญาณ PWM ประกอบด้วย OP-AMP LM311 2 ตัว R 10 K 2 ตัว ต่อดังในรูป วงจรนี้เอาสัญญาณ Input ที่เป็น Triangle และ ไฟตรง DC มาเปรียบเทียบกัน ได้สัญญาณ Output ออกมาเป็น Pulse ซึ่งเราจะเอา Pulse จากขา 6 ของตัว OP-AMP ตัวที่ 1 ไปใช้เป็น Input ของ Opto TLP250
สัญญาณ PWM ถูกนำมาต่อเป็น Input ของ Opto ต่อเข้าขา 2 และ 3 ถ้าเราใช้ Oscilloscope วัดจะเห็นว่าเป็นสัญญาณ PWM ที่แรงดันลดเหลือประมาณ 1.5V เพราะเป็นแรงดันที่ตกคร่อมที่ตัว Diode แสงที่อยู่ภานในตัว Opto
PWM Input นี้ต่อเข้าไปจ่ายให้กับ Diode แสงที่อยู่ภายในตัว Opto TLP250 , Diode แสง ส่งแสงเพื่อควบคุมการทำงานของ Transistor ที่อยู่ภายในตัว Opto, Transistor ตัวนี้ก็ทำหน้าที่ควบคุมกระแส Base ของ Transistor NPN ที่ต่อกับ Motor Opto ตัวนี้ทำงานโดยใช้แรงดันไฟตำ มาควบคุมแรงดันไฟสูงเพื่อขับมอเตอร์ที่ต้องการแรงดันสูง
มอเตอร์ที่นำมาใช้เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 24V 3.6A
ถ้าเราปรับ Duty Cycle ของสัญญาณแรงดัน PWM โดยการปรับแรงดันไฟตรง DC ก็จะทำให้กระแส Base ของ Transistor เปลี่ยนแปลง เมื่อกระแส Base ของ Transistor เปลี่ยนทำให้แรงดันที่จ่ายให้กับมอเตอร์เปลี่ยน ทำให้ความเร็วของ Motor เปลี่ยไปด้วย Duty Cycle ของ PWM เพิ่มขึ้น ความเร็วมอเตอร์เพิ่มขึ้น Duty Cycle แคบลงความเร็วมอเตอร์ก็จะลดลง เป็นการควบคุม 2 Quadrant คือควบคุมให้ทำงานหรือยุด และ ปรับความเร็ว
ในกรณีที่ต่อวงจรดังอธิบายโดยไม่ต่อ Diode คร่อมไว้ที่ขั้ว + และ - ของมอเตอร์ รูปคลื่นสัญญาณแรงดันตกคร่อมที่ตัว Motor ที่วัดได้จะมีสัญญาณรบกวนและมีสัญญาณด้านลบเกิดขึ้นเนื่องมาจากแรงดันที่เกิดจากสนามแม่เหล็กที่ตัดกันที่เกิดจากการหมุนของ Rotor คือแรงดัน Back EMF นั้นเอง
ในเมื่อเราเอา Diode มาต่อคร่อมไว้ที่ขัว + และ - ของมอเตอร์ จะสังเกตุเห็นว่าสัญญาณแรงดันด้านลบที่เกิดจาก Back EMF นั้นจะหายไป เหลือเพียงสัญญาญด้านบวก การต่อแบบนี้เพื่อตัดสัญญาณแรงดันย้อนกลับ Back EMF ของมอเตอร์ ที่จะมาตัดกับสัญญาณแรงดันของแหล่งจ่ายออก
เปรียบเทียบการต่อโดยมี Diode และ ไม่มี Diode
1. วงจรที่ไม่ต่อ Diode
2.. วงจรที่ต่อ Diode
รูปภาพวงจร Simulation
1. วงจรที่ไม่ต่อ Diode
2.. วงจรที่ต่อ Diode
วีดีโอการทดลอง และ อธิบายการทำงานของวงจร
bottom of page