该传感器的输出电压驱动 MIC502 电扇管理芯片该电扇管理芯片向 LMD18201 电机驱动 H 桥芯片提供 PWM 信号 该 PWM 驱动器调整螺线管的平均电流，而该电流控制螺线管的磁场这个简单的系统，对于初始条件非常敏感，只有在把悬浮体准确稳定地放在 其平衡位置上，磁悬浮体才能保持住显然，利用SS495来测量磁悬浮体的位置的测量方式，测量结果受到由螺线 管所产生的磁场所污染，因而，这种位置测量方式并不理想但对于这个基本系 统，该霍尔传感器不但价格低廉而且，分辨率很高，可满足应用需求实验磁悬浮系统的数学模型系统工作原理1、 当悬浮体处在平衡位置时，LMD18201输出电流I0,电磁力与重力平衡; 此时，MIC502 输出电压 U1，I0=(U1-2.5) *Vcc/R； U1-2.5二K*B，B 为霍尔 传感器SS496所处位置的磁场强度，单位高斯该霍尔传感器的增益为 K=2/640V/Gauss2、 霍尔传感器的输入为永磁体和电磁体的磁场强度的叠加在平衡点时， 霍尔传感器输出电压大约2.5V，其磁场强度主要来自电磁铁3、 MIC502把霍尔传感器的输出转变为占空比，当输入为1.5到3.5时，占 空比为0到1。
当输入电压为2.5伏时，占空比为0.5P =Kvf*(U1-2.5) 当霍尔传感器输入在+-320高斯范围时，Kvf=1当霍尔传感器输出超出 该范围时，MIC502输出饱和4、 LMD18201把MIC502的输出转化为平均值为Ud二Vcc*Y的电压信号5、 通过加入校正装置和正确设置反馈回路的极性，使得当悬浮体向下移动 时，线圈电流增大，当悬浮体向上移动时，线圈电流减小，从而实现磁 悬浮磁悬浮的物理模型1、SS495的数学模型 当给SS495加5V电压时，由SS495的输入输出特性可知，其输出电压与 其所处位置的磁感应强度成正比，并带有2.5伏的静态偏移输出电压Uh = K - B + 2.5当B的范围在土 320高斯范围内时，U.在1.5~3.5的范围内变化hMIC502的数学模型MIC502的引脚布局VT1CFVSLPGNDMIC502芯片有八个引脚，有两种封装形式：塑料DIP封装和SOIC封装，工作温度范围为-40oC到+ 85oC如图所示：序号名称Pin Function1VT1Thermistor 1 (Input): VT1 :输入引脚，模拟输入信号为VDD的30% 到70%时，(OUT)端输出信号的占空比为0%到 100%。
2CFPWM时序电容(外部)：PWM三角波发生器时序电容的正端建议CF为0.1 F，此时，PWM工作频率为30Hz如使用其它工作频率，C=3/f， C单位uF，f单位Hz3VSLP睡眠阈值(Input):该引脚的电压与VT1和VT2比较当VT1 < VSLP和VT2 < VSLP时，MIC502进入睡眠模式，直到VT1或VT2高 于VWAKE. (VWAKE = VSLP + VHYST.)把VSLP接地可取消睡眠模式 功能4GND地5VT2Thermistor 2 (Input):模拟输入信号为VDD的30%到70%时， (OUT )端输出信号的占空比为f 0%到100%连接到主板控制电扇信 号或辅助温度传感器6/OTF过热故障(Output)：当该引脚咼电平时，指示过温故障条件(VT1 > VOT)7OUT驱动器输出：PWM输出通常连接到外部NPN电机控制晶体管的基 极8VDDPower Supply (Input)：芯片电源范围为4.5V至13.2V在本系统中，CF=0.01uF,此时，f=3/CF=300Hz本系统使用VDD=5V,此时，当输入为VDD的30%到70%(1.5V至3.5V)时， (OUT)端输出信号的占空比为0%到100%。
该PWM输出为单极性信号，高电平为5V，低电平为0V参考文献1,给出了另外的电容频率公式，当CF=0.1uF，频率约为100Hz 当CF=0.01uF，频率约为10KHz此计算方法与MIC502数据手册不一致，且差别 很大，计算根据不明MIC502把霍尔传感器的输出转变为占空比根据MIC502的特性知，当输入为1.5到3.5时，MIC502输出占空比为0到1的PWM信号此时，MIC502 的输出占空比P二1 - (U - 2.5)二K - Bh当输入为2.5到3.5时，MIC502输出占空比为0.5到1当输入为2.5到1.5时，MIC502输出占空比为0.5到03、LMD18201的数学模型根据双极性PWM的数学关系，知U 二(2P- 1)U =yUd s s■ 当 P>1/2时，Y 为正，Ud>0；■ 当 P<1/2时，Y 为负，Ud<0； ■当 P=1/2时，Y =0，Ud=0U =yUds因而，U = U - K - Bd s h当PWM信号占空比P在0 ~ % ~ 1的范围内变化时，使Ud的输出平均电压 系数为=-1 ~ 0 ~ +1LMD18200LMD18200是美国国家半导体公司的用于运动控制的H桥组件。
其功能如下： ★连续输出电流3A，峰值电流6A，工作电压高达55V；★可通过输入的PWM信号实现PWM控制；★可通过输入的方向控制信号实现转向控制；★可以接受TTL或CMOS以及它们兼容的输入控制信号；★可以实现直流电动机的双极型和单极型控制；★内设过热报警输出和自动关断保护电路；★内设防桥臂直通电路；★低导通电阻，典型值0.3欧OlRPin 1THERMAL FLAG OUTPUT BMTSTKAP 1LMD18200的内部结构图0LTPLT 2 B0DTS7RAP 210 1 I=> 曲2—焉出2=> 匹底报警希出 =电岚血拝牟出—» 口犧人 >利车彩人力向输人封装及管脚说明：LMD18200的T-220封装及各引脚功能如下:序号名称引脚功能1自举1当开关频率非常咼时，可接入外部自举电容如在H桥输出端 1与自举端2之间接入10nF外部电容，可保证开关频率达到 500kHz 2输出1H桥的第一输出端3方向输入方向输入端4刹车输入刹车输入端5PWM输入PWM输入端6电源电源：12V~55V7地地8电流取 样输出电流与输出1和输出2之间的电流成正比输出值通常为377 口A/A如果外接2.7K欧的电阻，则当电流为1A时，输出电压为1V。
9温度报警温度报警输出当芯片结温达145 °C时，该端变为低电平，结 温达170C时，芯片关断10输出2H桥的第二输出端11自举2在脚10与脚11之间接入lOnF电容，可保证开关频率达到 500kHz螺线管的数学模型螺线管的数学模型： 依据电磁学理论和基本回路方程可推得电磁铁线圈的端电压为u (t )= Ri (t)+ L (2.15)dt式中u (t)——电磁铁线圈的端电压(V)；R 电磁铁的等效电阻()；L——线圈自身的电感(H)U (s)二 RI (s)+ LsI (s) (2.17)I(s) = 1U(s) Ls 2 + R空心线圈电感量计算公式：T 0.01 - d - N 21/d + 0.44线圈电感量L单位：微亨； 线圈直径d单位：cm线圈匝数N单位：匝； 线圈长度l单位：cm当 l=2cm,d=lcm,N=100,L=100/2.44=40mLLM7805三端固定稳压集成电路LM7805，其作用是以一定电压范围内的直流电源作为能源，提供5V直流电源引脚1：加8至15V电压；引脚2：接地；引脚3：输出5V电压Vi . 〜 Vo0—1X76XXTC1 M2M co033pF0.1pFX7805电参数(除特别说明* 0<1］日25呛,lP=50DmA,Vj=1OV,CimJ.33»F, Co=0一UlF)符号羯试条件量小＜1典型值单位输出电压VoTj=25°C4.85.05.2V5.DmA
1.触,门=25£2V输出用抗Rof=1kHz15。