Acionamento de motor cc bipolar - CEFET-MG · Motores de Baixa Potência Tensão [V] Corrente [mA]...
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Acionamento de Motores de Corrente Contínua de Baixa Potência
Prof. Antonio José Bento Bottion, Dr.
Alunos BIC‐Jr: Júlia Gandini Blahun
Lucas Emanuel Resck Domingues
Q2RB
VCC
Q1
TTL
npn
pnp
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OrganizaçãoOrganização• Transistores de Junção Bipolar (TJB)• TJB Como Chave• Motores de Baixa Potência• Circuitos Driver• Exemplo de Projeto• Interface TTL – Driver (Digital-Analógica)• Ponte H
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Transistores de Junção Bipolar
Modos de Operação:‐ Corte‐ Ativo‐ Saturação
IE = IC + IB IC = βIB
pnp
npn
Coletor
Base
Emissor Coletor
Base
Emissor
IB
IB
IC
IC
IE
IE
VECVCE
VBE
VEB
β > 100 → IE ≈ IC
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Transistores de Junção Bipolar
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Transistores de Junção Bipolar
TO‐92 TO‐18TO‐220
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pnp
npnIB
IB
IC
IC
IE
IE
VECVCE
VBE
VEB
TJB Como Chave
Modos de Operação:‐ Corte‐ Saturação
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TJB Como Chave
npnIBIC
IE
VCE
VBE
pnpIBIC
IE
VEC
VEB
RB
RB
RL
RL
VCCVCC
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TJB Como Chave
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TJB Como Chave
npnIBIC
IE
VCE
VBERB
RL
VCCRBIB
VCC – RBIB_sat – VBE = 0
__ _
C máx
B sat mín
II
Para garantir saturação
Para saturação fraca
sat
__
C máx
B satsat
II
_
CC BE
BB sat
V VRI
_ CCC máx
L
VIR
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TJB Como Chave
VCC – RBIB_sat – VEB = 0
__ _
C máx
B sat mín
II
Para garantir saturação
Para saturação fraca
sat
__
C máx
B satsat
II
_
CC EB
BB sat
V VRI
_ CCC máx
L
VIR
pnpIBIC
IE
VEC
VEB
RB
RL
VCC
RBIB
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Motores de Baixa Potência
Tensão [V] Corrente [mA] RPM Potência [W]
5 100 ‐ 200 9500 0,5 ‐ 1
9 250 ‐ 500 16000 2,25 ‐ 4,5
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Circuitos Driver
npnIBIC
IE
VCE
VBE
pnpIBIC
IE
VEC
VEB
RB
RBVCCVCC
Lógica Direta Lógica Inversa
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ProjetoProjeto• 1º Definir o motor e conhecer sua corrente nominal IN;• 2º Definir a lógica de acionamento:
• Se direta -> npn• Se inversa -> pnp
• 3º Determinar o transistor;• 4º Determinar IB usando βsat e IN;• 5º Calcular RB.
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Exemplo de Projeto
Tensão [V] Corrente [mA] RPM Potência [W]
5 200 9500 1
Dados do motor:
Lógica direta: npn.
Transistor npn: 2N2222
Definindo βsat = 503
_200.10 4
50
B satI mA
3
5 1,3 9254.10
BR
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Um Problema
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A porta TTL
RL
VCC
GND
SaídaCortado
Saturado
RL
VCC
GND
Saída
Cortado
Saturado
IOH = 400 µA
IOL = 16 mA
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PossibilidadesPossibilidades
• Uso de lógica inversa direto;• Uso de lógica direta e par Darlington;• Uso de lógica direta e seguidor de tensão com AMPOP;• Uso de lógica direta e buffer TTL.
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Lógica Inversa Direto
Transistor pnp: PN2907 Mín Máx Unit
Tensão [V] Corrente [mA] RPM Pot. [W]
5 200 9500 1
Dados do motor:
Definindo βsat = 50
3
_200.10 4
50
B satI mA
3
5 1,3 9254.10
BR
pnpIBIC
RB VCCT T L
Vcc
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Lógica Direta e Par Darlington
Tensão [V] Corrente [mA] RPM Pot. [W]
5 200 9500 1
Dados do motor:
Transistores npn: 2N2222
Definindo βsat = 50
3
_200.10 802500B satI A
6
5 2* 1,330
80.10BR k
βtotal = 50*50 = 2500
Q2
IB
RBVCC
Q1 IC
T T L
Vcc
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Lógica Direta e Seguidor de TensãoAmplificador operacional: LM358
V+
GNDVin
Vout
V+
Vin = TTLVout
npnIBIC
RB
VCC
T T L
Vcc
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Lógica Direta e Buffer TTLBuffer TTL: 7407
Saída em coletor aberto:
npnIBIC
VCC
RB
7407
Vcc
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Ponte H
VCC
S1
S2
S3
S4
Vcc
‐ Usa 4 transistores;‐ Possibilita a inversão de rotação do motor.
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Ponte H: Funcionamento
VCC
S1 = on
S2 = off
S3 = off
S4 = on
Vcc
VCC
S1 = off
S2 = on
S3 = on
S4 = off
Vcc
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Ponte H: Circuito Prático
X – Y – Giro0 – 0 ‐ Não0 – 1 – Sim1 – 0 – Sim1 – 1 ‐ Não
Q3
Q1
Q4
Q2
RBX
V+
RBY
V+
VccT T L
Vcc
T T L
Vcc
0V5V
0V5V
LM 358 LM 3582N2222
PN2907
X Y
XY=01
XY=10
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