LM324组成的PWM直流电机调速电路图
LM324 PWM 电路图 直流电机调速 2020/06/28
基于LM324的PWM直流电机调速电路图
它主要由U1(LM324)和Q1组成。
图1中，由U1a、U1d组成振荡器电路，提供频率约为400Hz的方波/三角形波。U1c产生6V的参考电压作为振荡器电路的虚拟地。这是为了振荡器电路能在单电源情况下也能工作而不需要用正负双电源。U1b这里接成比较器的形式，它的反相输入端(6脚)接入电阻R6、R7和VR1,用来提供比较器的参考电压。这个电压与U1d的输出端(14脚)的三角形波电压进行比较。当该波形电压高于U1b的6脚电压。U1b的7脚输出为高电平;反之，当该波形电压低于U1b的6脚电压，U1b的7脚输出为低电平。由此我们可知，改变U1b的6脚电位使其与输入三角形波电压进行比较。就可增加或减小输出方波的宽度，实现脉宽调制(PWM)。电阻R6、R7用于控制VR1的结束点，保证在调节VR1时可以实现输出为全开(全速或全亮)或全关(停转或全灭)，其实际的阻值可能会根据实际电路不同有所改变。
图1中，Q1为N沟道场效应管，这里用作功率开关管(电流放大)，来驱动负载部分。前面电路提供的不同宽度的方波信号通过栅极(G)来控制Q1的通断。LED1的亮度变化可以用来指示电路输出的脉冲宽度。C3可以改善电路输出波形和减轻电路的射频干扰(RFI)。D1是用来防止电机的反电动势损坏Q1.
当使用24v的电源电压时，图1电路通过U2将24V转换成12V供控制电路使用。而Q1可以直接在21v电源上，对于Q1来讲这与接在12v电源上没有什么区别。参考图1,改变J1、J2的接法可使电路工作在不同电源电压(12V或24V)下。当通过Q1的电流不超过1A时，Q1可不用散热器。但如果Q1工作时电流超过1A时，需加装散热器。如果需要更大的电流(大于3A)，可采用IRFZ34N等替换Q1.
如何调整电机的转速？
在LM324组成的PWM直流电机调速电路中，电机的转速是通过调整PWM信号的占空比来实现的。具体来说，可以通过改变与U1b（比较器）反相输入端相连的电阻R6、R7和电位器VR1的阻值，从而调整输入到比较器的参考电压。当U1d输出的三角波电压高于U1b的6脚电压时，U1b的7脚输出高电平，反之则输出低电平。通过旋转VR1的旋钮，可以改变参考电压的大小，进而改变PWM信号的占空比，实现电机转速的调节。
电路中的C3电容有什么作用？
电路中的C3电容主要起到改善电路输出波形和减轻射频干扰（RFI）的作用。在PWM调速电路中，由于PWM信号的快速切换，可能会产生射频干扰，影响电路的稳定性和其他电子设备的正常工作。C3电容通过其滤波作用，可以平滑PWM信号的边缘，减少高频成分的干扰，提高电路的整体性能。
如何选择合适的场效应管Q1？
在选择场效应管Q1时，需要考虑电机的电流需求、工作电压以及散热条件等因素。如果电机的电流需求较小（不超过1A），可以选择普通的N沟道场效应管，如常见的IRF系列。如果电机的电流需求较大（超过1A），则需要选择具有更高电流额定值的场效应管，并考虑加装散热器以避免过热。此外，还需要确保所选场效应管的电压等级能够满足电路的工作电压要求。
电路中的D1二极管有什么作用？
电路中的D1二极管是一个保护二极管，主要用于防止电机在断电或反接时产生的反电动势对场效应管Q1造成损害。当电机突然断电或反接时，由于电机的惯性作用，会产生一个与电源方向相反的反电动势。这个反电动势如果直接作用在场效应管上，可能会导致场效应管损坏。D1二极管通过其单向导电性，将反电动势引导到电路中的其他部分进行消耗，从而保护场效应管不受损害。
如何调整电路的电源电压？
在LM324组成的PWM直流电机调速电路中，可以通过改变电源电压的接入方式或添加电压转换器来调整电路的电源电压。如果电路原本设计为12V供电，但需要使用24V电源供电时，可以通过添加电压转换器（如U2所示）将24V电压转换为12V供给控制电路使用。同时，需要确保场效应管Q1能够承受所选电源电压下的工作条件。如果需要调整电源电压的范围以适应不同负载的需求，可以通过修改电压转换器的设计或选择具有更宽电压范围的场效应管来实现。
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