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
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
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
Transistores de Junção Bipolar
Transistores de Junção Bipolar
TO‐92 TO‐18TO‐220
pnp
npnIB
IB
IC
IC
IE
IE
VECVCE
VBE
VEB
TJB Como Chave
Modos de Operação:‐ Corte‐ Saturação
TJB Como Chave
npnIBIC
IE
VCE
VBE
pnpIBIC
IE
VEC
VEB
RB
RB
RL
RL
VCCVCC
TJB Como Chave
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
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
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
Circuitos Driver
npnIBIC
IE
VCE
VBE
pnpIBIC
IE
VEC
VEB
RB
RBVCCVCC
Lógica Direta Lógica Inversa
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.
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
Um Problema
A porta TTL
RL
VCC
GND
SaídaCortado
Saturado
RL
VCC
GND
Saída
Cortado
Saturado
IOH = 400 µA
IOL = 16 mA
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.
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
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
Lógica Direta e Seguidor de TensãoAmplificador operacional: LM358
V+
GNDVin
Vout
V+
Vin = TTLVout
npnIBIC
RB
VCC
T T L
Vcc
Lógica Direta e Buffer TTLBuffer TTL: 7407
Saída em coletor aberto:
npnIBIC
VCC
RB
7407
Vcc
Ponte H
VCC
S1
S2
S3
S4
Vcc
‐ Usa 4 transistores;‐ Possibilita a inversão de rotação do motor.
Ponte H: Funcionamento
VCC
S1 = on
S2 = off
S3 = off
S4 = on
Vcc
VCC
S1 = off
S2 = on
S3 = on
S4 = off
Vcc
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