伺服電機(jī)雖然這種類型的電機(jī)需要閉環(huán)反饋、集成編碼器和控制算法，但它們提供的位置和速度控制使其在許多應(yīng)用中具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的問(wèn)題需要看如何實(shí)現(xiàn)傳感和被驅(qū)動(dòng)的電機(jī)類型。除非您使用的是大功率伺服系統(tǒng)，否則您不需要使用分立半導(dǎo)體來(lái)構(gòu)建驅(qū)動(dòng)電路。相反，您可以使用正確的電子搜索引擎來(lái)查找市場(chǎng)上的伺服控制器。讓我們來(lái)看看驅(qū)動(dòng)和控制伺服電機(jī)所需的組件，以及市場(chǎng)上用于您的下一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的一些組件選項(xiàng)。

　　如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)？

　　在了解如何驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)之前，剛接觸伺服電機(jī)的人應(yīng)該知道，伺服電機(jī)并不是特定類型的電機(jī)。相反，術(shù)語(yǔ)伺服是指電機(jī)及其位置、速度和加速度的驅(qū)動(dòng)方式。在伺服電機(jī)中，通過(guò)電機(jī)和控制器之間的反饋回路進(jìn)行控制，電機(jī)的位置/速度由電機(jī)中的集成編碼器感測(cè)。一些提供此功能的傳感器是集成電位器、霍爾效應(yīng)傳感器或帶有光電門(mén)和光電二極管的LED。

　　驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)由兩個(gè)關(guān)鍵部件組成，作為驅(qū)動(dòng)和控制電路的一部分：

　　可調(diào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。PWM信號(hào)用于伺服電機(jī)，迫使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到特定位置。通過(guò)調(diào)整占空比，可以調(diào)整速度。

　　傳感和控制電路。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，控制和傳感電路確定轉(zhuǎn)子的位置和速度。通過(guò)反饋控制可以保持高精度速度。

　　反饋回路和驅(qū)動(dòng)調(diào)整。這可以通過(guò)專用驅(qū)動(dòng)控制器或MCU來(lái)完成。請(qǐng)注意，并非所有伺服電機(jī)都有編碼器。

　　制動(dòng)。我們總是喜歡談?wù)擈?qū)動(dòng)電機(jī)，但你很少聽(tīng)到人們談?wù)撝苿?dòng)電機(jī)。伺服系統(tǒng)需要制動(dòng)電路和邏輯來(lái)使轉(zhuǎn)子減速并在制動(dòng)后保持其位置。

　　伺服電機(jī)通過(guò)控制線發(fā)送PWM信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)為電機(jī)供電。根據(jù)脈沖寬度，伺服電機(jī)中的轉(zhuǎn)子可以旋轉(zhuǎn)一定的角度，即占空比決定了軸的最終位置。伺服電機(jī)可由直流或交流電壓供電，編碼器信號(hào)（如果存在）關(guān)閉與處理器或驅(qū)動(dòng)器的反饋回路。伺服電機(jī)及其控制器/驅(qū)動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)如下所示。

　　使用伺服保持位置

　　伺服的優(yōu)勢(shì)之處在于它可以配置為在驅(qū)動(dòng)步驟之間保持其位置。伺服電機(jī)提供的保持力矩相當(dāng)于步進(jìn)電機(jī)的保持力矩。如果外力將轉(zhuǎn)子推離其靜止位置，編碼器可以感應(yīng)到這種偏差并使控制器克服外力來(lái)驅(qū)動(dòng)和保持轉(zhuǎn)子位置。伺服將保持其指定扭矩內(nèi)的任何力。

　　伺服驅(qū)動(dòng)分析

　　伺服驅(qū)動(dòng)控制器有多種選擇，或者您可以使用通用組件來(lái)構(gòu)建合適的驅(qū)動(dòng)和控制電路。驅(qū)動(dòng)和控制伺服的一些簡(jiǎn)單方法包括：

　　雙MOSFET驅(qū)動(dòng)器。這種方法最適用于可以開(kāi)啟邏輯電平的低壓伺服和MOSFET。

　　DAC驅(qū)動(dòng)?？梢灾苯赢a(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形而不是依賴PWM驅(qū)動(dòng)器。

　　PWM控制的H橋。這種方法可以為伺服電機(jī)提供高同步電流。

　　在前兩個(gè)選項(xiàng)中，控制回路、驅(qū)動(dòng)和傳感都可以在MCU上實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，請(qǐng)使用可以在邏輯電平上導(dǎo)通且額定電壓高于伺服電機(jī)額定值的MOSFET，以確保MOSFET能夠承受任何瞬變。最后一個(gè)選項(xiàng)取決于驅(qū)動(dòng)伺服所需的電流量。幸運(yùn)的是，一些控制器IC可與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路一起使用，以提供單一驅(qū)動(dòng)器/控制器解決方案。

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