Teknik PCB - Rakkomandasi PCB sirkuit pemacu motor

Cipta sasaran sirkuit pemacu motor dc

Dalam rancangan sirkuit pemacu motor dc, terutama mempertimbangkan titik berikut:

1. Fungsi: adalah motor satu arah atau dua arah? Awak perlukan penyesuaian kelajuan? Untuk pemacu motor tidak arah, triod kuasa tinggi atau mosFEtt atau relay boleh memandu motor secara langsung. Apabila motor perlukan putaran bidireksi, sirkuit jambatan h yang terdiri dari empat komponen PCB kuasa boleh digunakan atau relai dobel-poli boleh digunakan. Jika anda tidak perlu kelajuan, selama penggunaan relay boleh; Tetapi jika anda perlukan kelajuan, anda boleh guna komponen bertukar triode, fET dan komponen lain untuk mencapai kelajuan PWM( modulasi lebar denyutan).

2. prestasi: untuk sirkuit pemacu motor PWM, terutamanya mempunyai indikator prestasi berikut.

1) Julat arus output dan tegangan, yang menentukan bagaimana kuasa tinggi motor sirkuit boleh memandu.

2) Efisiensi, efisiensi tinggi tidak hanya bermaksud menyimpan bekalan kuasa, tetapi juga mengurangkan pemanasan sirkuit pemacu. Untuk meningkatkan efisiensi sirkuit, kita boleh menjamin keadaan penukaran peranti kuasa dan mencegah kondukti keadaan biasa (jambatan H atau sirkuit tarik tolak mungkin muncul masalah, iaitu, dua peranti kuasa pada masa yang sama untuk membuat sirkuit pendek bekalan kuasa).

3) Influensi pada input kawalan. Sirkuit kuasa sepatutnya mempunyai pengasingan isyarat yang baik pada input untuk mencegah tenaga tinggi dan arus tinggi daripada memasuki sirkuit kawalan utama, yang boleh diasingkan oleh impedance input tinggi atau kopler fotoelektrik.

4) Kesan pada bekalan kuasa. Kondisi-keadaan umum boleh menyebabkan titik segera tenaga bekalan kuasa dan menyebabkan pencemaran bekalan kuasa frekuensi tinggi. Semasa besar mungkin menyebabkan wayar tanah bergerak.

5) Kepercayaan. Sirkuit pemacu motor sepatutnya sekuat mungkin tidak kira apa isyarat kawalan atau muatan pasif ditambah.

a. Penukaran input dan aras:

Kabel isyarat input diperkenalkan oleh DATA. Pin 1 adalah kabel tanah dan yang lain adalah kabel isyarat. Perhatikan pin 1 tersambung ke tanah dengan penahan 2K ohms. Apabila papan pemacu dan MCU diaktifkan secara terpisah, penentang ini boleh menyediakan laluan untuk aliran belakang semasa isyarat. Apabila papan pemacu berkongsi bekalan kuasa dengan MCU, lawan ini mencegah gangguan disebabkan oleh arus tinggi mengalir ke dalam wayar tanah papan utama MCU sepanjang wayar. Dengan kata lain, ia sama dengan memisahkan wayar tanah papan pemacu dari wayar tanah MCU untuk mencapai "titik pendaratan".

Op kelajuan tinggi amp KF347 (juga tersedia sebagai TL084) berfungsi sebagai pembaraban, membandingkan isyarat logik input dengan voltaj rujukan 2.7V dari cahaya indikator dan diod kepada isyarat gelombang kuasa dua yang mengharapkan amplitud voltaj bekalan kuasa. Julat tensi input KF347 tidak sepatutnya dekat dengan tensi bekalan negatif, jika tidak ia akan membuat kesalahan. Oleh itu, dioda untuk mencegah julat tekanan mengalir ditambah ke terminal input op-amp. Terdapat dua penentang pada input - satu untuk hadapi semasa dan satu untuk tarik input ke aras rendah apabila ia

ditangguhkan.

LM339 atau mana-mana perbandingan lain dengan output sirkuit terbuka tidak boleh digunakan untuk menggantikan penyampai operasi, kerana impedance output tahap tinggi output sirkuit terbuka adalah lebih dari 1000 ohms, dan jatuh tegangan besar, dan triod berikut tidak akan dapat dipotong.

b. Bahagian memandu pintu:

Sirkuit yang terdiri dari pemerintah tekanan, penentang dan ketidaksengajaan meningkatkan lagi isyarat, memandu pintu FETT dan menggunakan kapasitasi pintu FETT sendiri (sekitar 1000 pF) untuk lambat, menghalang kondukti bersamaan FETT pada lengan atas dan bawah jambatan H (" kondukti-keadaan umum ") daripada menyebabkan sirkuit pendek bekalan kuasa.

Apabila akhir output op amp rendah (kira-kira 1V hingga 2V, tidak dapat mencapai sifar sepenuhnya), triod berikut dipotong dan FETS menyala. Triod atas diaktifkan, FETS dipotong, dan output adalah aras tinggi. Apabila output op amp tinggi (kira-kira VCC-(1V hingga 2V), ia tidak dapat mencapai VCC sepenuhnya), triod berikut menyala dan FETS dipotong. Triod atas dipotong, FETS menyala, dan output rendah.

Analisis di atas adalah statik, sementara proses dinamik penukaran dibawah: Keperlawanan kondukti triod jauh kurang dari 2 KHM, jadi muatan pada kondensator grid FETT boleh dilepaskan dengan cepat apabila triod bertukar dari pemotong ke pemotong, dan FETT dipotong dengan cepat. Namun, Ia mengambil masa tertentu untuk triod untuk ditukar dari on-on ke pintu cut-off fET untuk dimuatkan melalui resistor 2kHM. Oleh sebab itu, kelajuan MOSFEts dari on-on hingga cut-off lebih cepat daripada yang paling banyak dari cut-off hingga on-on. Jika tindakan penukaran dua triod berlaku secara bersamaan, litar ini boleh membuat mosfet atas dan bawah pecah dahulu dan kemudian menyala, sehingga menghapuskan keadaan biasa menyala fenomena.

Sebenarnya, ia mengambil masa tertentu untuk tekanan output penyampai operasi untuk berubah, dan selama masa ini, tekanan output penyampai operasi berada di nilai tengah antara tekanan bekalan positif dan negatif. Pada masa ini, kedua-dua triod menyala pada masa yang sama, dan MOSFEt dipotong pada masa yang sama. Jadi litar sebenarnya sedikit lebih selamat daripada ideal ini.

Diod menegakkan voltaj 12V grid MOSFEtt digunakan untuk mencegah kerosakan over-voltaj grid MOSFEtt. Tekanan pintu Jeneral MOSFEts adalah 18V atau 20V, terus menambah tekanan 24V akan rosak, jadi dioda penerbangkan tekanan tidak boleh diganti dengan dioda biasa, tetapi boleh diganti dengan resistor 2KOW, juga boleh mendapatkan tekanan sebahagian 12V.

c. Bahagian output tabung kesan medan:

Terdapat dioda dalam sambungan paralel terbalik antara sumber dan pembuangan dalam MOSFETS kuasa tinggi. Apabila disambung ke jambatan H, ia sama dengan akhir output telah disambung dengan empat dioda untuk menghapuskan punca tegangan, jadi tiada dioda luaran. Kondensator selari output kecil (antara OUT1 dan OUT2) mempunyai keuntungan tertentu untuk mengurangi tenaga puncak yang dijana oleh motor, tetapi dalam penggunaan PWM mempunyai kesan sampingan semasa puncak, jadi kapasitas tidak sepatutnya terlalu besar. Kapansansi ini boleh dilupakan bila menggunakan motor kuasa rendah. Jika anda tambah kondensator ini, pastikan menggunakan tenaga tinggi, kondensator keramik biasa mungkin muncul kegagalan sirkuit pendek.

Sirkuit yang terdiri dari resistor, leds dan kondensator selari pada output menunjukkan arah putaran motor.

d. Penunjuk prestasi:

Tengah bekalan kuasa 15~30 V, semasa output terus 5A/ setiap motor, masa pendek (10 saat) boleh mencapai frekuensi 10A,PWM boleh menggunakan 30KHz (biasanya 1 hingga 10KHz). Papan sirkuit mengandungi empat unit penyampai kuasa yang secara logik bebas, yang boleh dikawal secara langsung oleh mikrokomputer cip tunggal. Nyalakan putaran bidireksi dan peraturan kelajuan motor.

Bentangan dan kabel e.PCB:

Garis semasa tinggi sepatutnya pendek dan tebal sejauh mungkin, dan cuba untuk menghindari melewati lubang. Jika and a mesti melewati lubang, anda mesti membuat lubang lebih besar (gt; 1mm) dan membuat lubang kecil dalam pad dan mengisinya dengan askar semasa penywelding, jika tidak ia boleh terbakar. Selain itu, jika tabung pengatur digunakan, sumber fET untuk bekalan kuasa dan wayar tanah mesti pendek dan tebal sebanyak mungkin, jika tidak dalam arus tinggi, Jatuhan tekanan pada wayar ini mungkin dibakar melalui tabung regulator bias positif dan transistor menyala. Dalam rancangan asal, resistor 0.15-ohm telah disiapkan diantara sumber dan tanah tabung NMOS untuk mengesan semasa, dan resisten ini menjadi kesalahan pembakaran permanen papan. Sudah tentu, masalah ini tidak wujud jika tabung pengatur diganti oleh resistor.

PCB yang memandu sirkuit memerlukan teknik pendinginan khas untuk mengatasi konsumsi kuasa. Substrat papan sirkuit cetak (PCB), seperti kaca epoksi FR-4, mempunyai konduktiviti panas yang teruk. Copper, di sisi lain, mengalir panas sangat baik. Oleh itu, dari perspektif pengurusan panas, meningkatkan kawasan tembaga dalam PCB adalah penyelesaian yang ideal. Fol tembaga tebal (cth. 2 oz (68 mikron tebal)) mengalir panas lebih baik daripada foli tembaga yang lebih tipis. Namun, menggunakan foil tembaga tebal adalah mahal dan sukar untuk mencapai geometri halus. Sebagai hasilnya, penggunaan 1 ons (34 mikron) foil tembaga menjadi umum. Lapisan luar biasanya digunakan? Buka 1 ons foil tembaga. Permukaan tembaga kuat yang digunakan dalam lapisan dalaman papan sirkuit berbilang lapisan mempunyai penyebaran panas yang baik. Namun, kerana permukaan tembaga ini biasanya ditempatkan di tengah-tengah tumpukan papan sirkuit, panas berkumpul di dalam papan sirkuit. Meningkatkan kawasan tembaga lapisan luar PCB dan menyambungkannya ke lapisan dalaman melalui sejumlah lubang melalui membantu memindahkan panas ke luar lapisan dalaman.