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DESIGN CORNER
有刷直流馬達的測試和除錯技巧
James Lockridge，德州儀器(TI)馬達驅動系統工程師、Planet Analog Signal Chain Basics部落格#176作者
對有刷直流馬達來說，扭矩是繞 組中電流的函數，透過查看電流 波形，工程師可以發現馬達不旋 轉或異常旋轉的可能原因。因此， 需要設立一個有刷直流馬達測試 平台。事關該平台的第一個建議就 是選擇一個合適的直流探頭，本文 以下許多示例都需要用電流探頭 進行除錯，不過，為確保測量的正
確性，在使用電流探頭之前，須對 探頭進行消磁和歸零。
熟悉正確的有刷直流馬達電 流曲線
再者就是選用可以提供足夠 電流的桌上型電源。當試圖驅動由 湧流或失速引起的大馬達電流時， 由於桌上型電源的限流能力，電源 軌電壓可能會受到鉗制。確保選擇 一台可靠的電源，並將電流限制設 置得夠高，以供被測馬達使用。
除錯馬達時，瞭解預期的電流 曲線有很大的幫助，圖1顯示了有 刷直流馬達的典型曲線。有刷直流 馬達在最初通電時，會有很大的浪 湧電流或啟動電流，隨著馬達速度 不斷提高，反電動勢不斷地增加， 相應地，電流卻不斷減少。反電動 勢是馬達產生的與端電壓相反的 電壓，當馬達停轉時，電流將增加 到等於端電壓除以馬達繞組電阻 的水準，停轉可能因機械故障或負 載到達行程末端而發生。
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圖1:以100%工作週期驅動的有刷直流馬達電流變化曲線。
(來源:德州儀器)
如果有刷直流馬達在連接到 驅動器時動作異常，請把馬達與 驅動電路的連接斷開，改由桌上 型電源為其直接供電。連接到電 源後的電流曲線應如圖1所示，如 果電流曲線與圖1不同，則馬達可 能存在問題。否則，再檢查馬達驅 動器設置或MCU韌體，以確保一切 依預期運作。
圖2:由驅動器晶片驅動的有刷直流馬達的電流波形。 (來源:德州儀器)
有時，導致奇怪行為的原因可 能是驅動程式的功能配置錯誤。 圖2顯示了由驅動器驅動的有刷直 流馬達的電流波形，其電流調節位 準設置為限制浪湧電流和停轉電 流。雖然電流調節功能專門用於此 目的，但如果電流調節位準設置得 太低，馬達可能無法產生足夠的啟
有刷直流馬達的電流調節方案
2022年9月 | www.eettaiwan.com