应用背景:
实际的控制系统中往往会出现如下所述的情况:控制器和驱动器以及电机有很远的距离,我们总是希望控制器给出的信号能够很好的被电机执行,除了应用反馈外,我们还希望控制器的信号在到达驱动器时信号不被衰减。基于以上的考虑,我准备设计一个远程的直流电机驱动方案,该方案的目标是能够很好的完成对直流电机的远程驱动。
总体框图:
本方案的总体思路是:控制器控制DA芯片输出4-20mA常用的工业传输信号,再将电流信号转换为±5V的电压信号,经过功率放大后,驱动直流电机。
采用ADI公司的AD5422作为本方案的DA转换芯片,该芯片即能提供16位电压输出,又能提供4-20mA的电流输出,选择这款芯片,使得该方案适用于一个控制器控制的两个电机距离较远的情况。ADI公司的电路笔记CN0077给出了这款芯片组成电路的详细分析。
I/V变换和信号同理模块主要是将4-20mA的电流信号转换为±5V的电压信号,该部分电路的主芯片采用ADI的AD8129/AD8130,该芯片是差分输入单端输出,再对该芯片的参考输入端增加一个偏执电压,则可以调理后的信号变为±5V,再将该信号输入的功率放大器,然后驱动直流电机运动。功率放大器采用OPA548,该芯片能够连续的输出3A的电流,峰值电流能够达到5A。
信号判别模块主要完成判断传输线路中的电流信号是否在4-20mA的范围之内,如果不再则控制功率放大模块,使得电机不会发生误转现象。这里采用比较器ADCMP608作为主要芯片。
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