정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
직류전기 구동 회로의 설계 목표
DC 모터 구동 회로의 설계에서 주로 다음과 같은 몇 가지를 고려합니다.
1.기능: 전기 기계는 단방향입니까 아니면 양방향입니까?속도를 조절해야 합니까?단방향 모터 구동의 경우, 고출력 삼극관 또는 mosFETT 또는 계전기는 직접 모터를 구동할 수 있다.모터가 양방향 회전을 필요로 할 때, 4개의 전원 PCB 부품으로 구성된 H-브리지 회로를 사용할 수도 있고, 양극 이중 투척 계전기를 사용할 수도 있다.만약 속도를 조절할 필요가 없다면 계전기를 사용하기만 하면 된다.그러나 속도가 필요한 경우 PWM (맥폭 변조) 속도를 위해 삼극관, fET 및 기타 스위치 컴포넌트를 사용할 수 있습니다.
2.성능: PWM 모터 구동 회로의 경우 주로 다음과 같은 성능 지표가 있습니다.
1) 출력 전류와 전압 범위는 회로가 얼마나 많은 출력을 구동할 수 있는지를 결정한다.
2) 효율이 높고 효율이 높다는 것은 전원 절약을 의미할 뿐만 아니라 구동 회로의 발열을 줄인다는 것을 의미한다.회로의 효율을 높이기 위해서, 우리는 전원 장치의 스위치 상태를 보장하고, 공공 상태 유도 (H 브리지 또는 밀당 회로에 문제가 발생할 수 있습니다. 즉 두 전원 장치가 동시에 전원을 단락시킬 수 있습니다.)
3) 입력 제어에 미치는 영향.전원 회로의 입력은 고전압과 고전류가 주 제어 회로에 들어오는 것을 방지하기 위해 양호한 신호 격리를 가져야 하며, 주 제어 회로는 고 입력 임피던스 또는 광전 결합기를 통해 격리될 수 있다.
4) 전원 공급 장치에 미치는 영향공통 모드 패스는 전원 전압을 일시적으로 떨어뜨리고 고주파 전원 오염을 일으킬 수 있습니다.큰 전류는 접지선의 파동을 초래할 수 있다.
5) 신뢰성모터 구동 회로는 제어 신호가 추가되거나 소스 부하가 없는 경우에도 가능한 한 안전해야 합니다.
a. 입력 및 레벨 변환:
입력 신호 케이블은 DATA에서 가져옵니다.핀 1은 접지 케이블이고 나머지는 신호 케이블입니다.핀 1은 2K 옴의 저항기를 통해 접지에 연결되어 있습니다.구동판과 MCU가 각각 전원을 공급할 때 이 저항기는 신호 전류 회류에 경로를 제공할 수 있다.이 저항은 구동판이 MCU와 전원을 공유할 때 높은 전류가 선로를 따라 MCU 마더보드의 접지선으로 유입되어 발생하는 간섭을 방지합니다.즉, 구동판의 지선을 MCU의 지선과 분리하여"원포인트 접지"를 실현하는 것과 같습니다.
고속 연산 증폭기 KF347(TL084라고도 함)은 입력 논리 신호를 표시등과 다이오드의 2.7V 참조 전압과 비교해 전원 전압 폭과 비슷한 방파 신호로 비교기 역할을 한다.KF347의 입력 전압 범위는 음전원 전압에 가까워서는 안 되며, 그렇지 않으면 오류가 발생할 수 있습니다.따라서 전압 범위 오버플로를 방지하는 다이오드가 연산 증폭기 입력 단자에 추가됩니다.입력단에는 두 개의 저항기가 있는데, 하나는 전류를 제한하는 데 쓰이고, 다른 하나는 입력을 낮추는 데 쓰인다
일시정지.
LM339나 다른 회로 출력을 가진 비교기는 연산 증폭기를 대체하는 데 사용할 수 없다. 왜냐하면 회로 출력의 높은 레벨 출력 임피던스가 1000옴 이상이고 전압이 매우 강하기 때문에 아래의 삼극관은 절단할 수 없다.
b. 게이트 구동 부분:
삼극관, 저항기 및 전압 조절기로 구성된 회로는 신호를 더 증폭하여 FETT의 울타리를 구동하고 FETT 자체의 울타리 커패시터 (약 1000pF) 를 이용하여 지연시켜 H 브릿지의 위아래 팔에 있는 FETT가 동시에 전달되는 것을 방지합니다 ("공동 모드 연결").
연산 증폭기의 출력단이 낮을 때 (약 1V에서 2V, 완전히 0에 도달할 수 없음) 아래의 삼극관은 마감, FETS는 도통. 상단의 삼극관은 도통, FETS는 마감, 출력은 고전평이다.연산 증폭기의 출력이 높을 때 (대략 VCC-(1V에서 2V), 그것은 완전히 VCC에 도달할 수 없다), 아래의 삼극관 도통, FETS 마감. 상단의 삼극관 마감, FETS 도통, 출력은 낮다.
위의 분석은 정적이며 스위치의 동적 과정은 다음과 같습니다. 3극관의 전도 저항은 2KHM보다 훨씬 작기 때문에 3극관이 마감에서 스위치로 전환되면 FETT의 울타리 콘덴서의 전하가 빠르게 방출되고 FETT도 빠르게 마감됩니다. 그러나,삼극관은 도통에서 마감 fET 그리드로 전환하는 데 2kHM 저항기를 통해 충전하는 데 일정한 시간이 걸린다.따라서 MOSFET는 MOSFET의 마감에서 마감까지의 속도보다 빠르다.만약 두 개의 삼극관의 스위치 동작이 동시에 발생한다면, 이런 회로는 상하 모스펫을 먼저 끊고 후에 도통시킴으로써 공태 도통 현상을 없앨 수 있다.
실제로 연산 증폭기의 출력 전압의 변화는 일정한 시간이 걸리는데, 이 기간 동안 연산 증폭기의 출력 전압은 양과 음 전원 전압 사이의 중간 값에 있다.이때 두 개의 삼극관이 동시에 연결되고 MOSFET가 동시에 마감됩니다.그래서 실제 회로는 이 이상적인 것보다 좀 안전하다.
MOSFETett 전력망의 12V 안정 다이오드는 MOSFETett 전력망의 과전압 뚫기를 방지하는 데 사용됩니다.일반 MOSFET의 울타리 전압은 18V 또는 20V로 24V 전압을 직접 넣으면 뚫리기 때문에 전압 안정 다이오드는 일반 다이오드로 대체할 수 없고 2KOW의 저항기로 대체할 수도 있고 12V의 분압을 받을 수도 있다.
c. 필드 효과관 출력 부분:
고출력 MOSFET 내부의 원극과 누극 사이에는 역방향 병렬 다이오드가 있습니다.H브릿지에 연결했을 때 출력단에 이미 4개의 다이오드가 연결되어 전압의 첨봉을 제거했기 때문에 외부 다이오드가 없는 것과 같다.작은 출력 병렬 콘덴서 (OUT1과 OUT2 사이) 는 모터에서 발생하는 피크 전압을 낮추는 데 어느 정도 도움이 되지만 PWM을 사용할 때 피크 전류의 부작용이 있기 때문에 용량이 너무 크지 않아야 한다.저전력 모터를 사용할 때는 용량을 생략할 수 있습니다.이 콘덴서를 더하면 반드시 고압을 사용해야 하며 일반 세라믹 콘덴서는 단락을 뚫는 고장이 날 수 있다.
출력단은 저항기, LED, 콘덴서가 병렬로 구성된 회로로 모터의 회전 방향을 가리킨다.
d. 성능 지표:
전원 전압 15~30V, 연속 출력 전류 5A/대, 짧은 시간 (10초) 10A, PWM 주파수는 30KHz (일반적으로 1~10KHz) 를 사용할 수 있다.회로 기판에는 단일 장치에서 직접 제어할 수 있는 네 개의 논리적으로 독립된 전력 증폭기 장치가 포함되어 있습니다.모터의 양방향 회전과 속도 조절을 실현하다.
e. PCB 레이아웃 및 경로설정:
큰 전류선은 가능한 한 짧고 굵어야 하며 구멍을 통과하는 것을 피해야 한다.이 구멍을 통과해야 한다면 구멍을 크게 (gt; 1mm) 하고 용접판에 작은 구멍을 뚫어 용접할 때 용접재로 채워야 한다. 그렇지 않으면 타서 망가질 수 있다. 또한 튜브를 사용한다면 전원과 지선의 fET 소스는 가능한 한 짧고 두꺼워야 한다. 그렇지 않으면 높은 전류에서최초의 설계에서 NMOS 튜브의 원극과 접지 사이에 전류를 감지하기 위해 0.15 옴의 저항기를 삽입했으며 이 저항은 회로 기판의 지속적인 연소의 주범이 되었습니다.물론 조절관 대신 저항기를 사용한다면 이런 문제는 없다.
회로를 구동하는 PCB는 전력 소비량 문제를 해결하기 위해 특수 냉각 기술이 필요합니다.FR-4 에폭시 유리와 같은 인쇄회로기판 (PCB) 기판은 열전도성이 떨어진다.다른 한편으로 구리는 열전도성이 아주 좋다.따라서 열 관리 측면에서 PCB의 구리 면적을 늘리는 것이 이상적인 솔루션입니다.두꺼운 동박 (예: 2 온스 (68 마이크로미터 두께) 은 얇은 동박보다 열을 더 잘 전도합니다.그러나 두꺼운 동박을 사용하는 것은 비싸고 정교한 기하학적 형태를 실현하기 어렵다.그 결과 동박 1온스(34㎛)의 사용이 일반화됐다.일반적으로 외부 레이어를 사용합니까?온스부터 1온스까지의 동박.다층 회로기판 내층에 사용되는 실심 구리 표면은 양호한 열 방출 성능을 가지고 있다.그러나 이러한 구리 표면은 일반적으로 보드 스택의 중간에 배치되기 때문에 열이 보드 내부에 축적됩니다.PCB 바깥쪽의 구리 면적을 늘리고 여러 개의 구멍을 통해 안쪽으로 연결하거나 봉합하면 내부의 외부로 열을 전달하는 데 도움이 된다.
