Alalisvoolumootori juht, kasutades toiteplokke [PWM -juhitav, 30A poolsild]: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Peamine allikas (Gerberi allalaadimine/PCB tellimine):

Samm 1:

Alalisvoolumootoreid on kõikjal, alates hobirakendustest kuni robootika ja tööstuspiirkondadeni. Seetõttu on laialdane kasutamine ja nõudlus sobivate ja võimsate alalisvoolumootorite draiverite järele. Selles artiklis õpime seda ehitama. Saate seda juhtida mikrokontrolleri, Arduino, Raspberry Pi või isegi eraldiseisva PWM -generaatori kiibi abil. Kasutades sobivaid jahutus- ja jahutusmeetodeid, suudab see vooluahel taluda kuni 30A voolu.

[1]: Vooluahela analüüsSkeemi süda on IR2104 MOSFET draiverikiip [1]. See on populaarne ja rakendatav MOSFET draiveri IC. Joonisel 1 näidatud vooluahela skemaatiline diagramm.

2. samm: Joonis-1, võimsa alalisvoolumootori draiveri skemaatiline diagramm

3. samm:

Vastavalt IR2104 andmelehele [1]: „IR2104 (S) on kõrgepinge, suure võimsusega MOSFET- ja IGBT-draiverid, millel on sõltuvad kõrge ja madala küljega viidatud väljundkanalid. Patenteeritud HVIC ja lukustusvastane CMOS -tehnoloogia võimaldavad vastupidavat monoliitset konstruktsiooni. Loogikasisend ühildub standardse CMOS- või LSTTL -väljundiga, kuni 3,3 V loogika. Väljunddraiveritel on kõrge impulssvoolu puhverdusaste, mis on loodud minimaalseks juhi ristjuhtimiseks. Ujuvat kanalit saab kasutada N-kanaliga toite MOSFET või IGBT juhtimiseks kõrgel küljel, mis töötab 10–600 volti.” IR2104 juhib MOSFET-e [2] poolsilla konfiguratsioonis. IRFP150 MOSFETide suure sisendmahtuvusega pole probleeme. See on põhjus, miks sellised MOSFET -draiverid nagu IR2104 on kasulikud. Kondensaatoreid C1 ja C2 kasutatakse mootori müra ja EMI vähendamiseks. Maksimaalne lubatud MOSFET -pinge on 100 V. Nii et ma kasutasin vähemalt 100 V nimiväärtusega kondensaatoreid. Kui olete kindel, et teie koormuspinge ei ületa künnist (näiteks 12 V alalisvoolumootor), saate kondensaatorite pingeid vähendada näiteks 25 V-ni ja suurendada nende mahtuvusväärtusi (näiteks 1000uF-25V). SD -tihvt on alla tõmmatud 4,7K takistiga. Seejärel peate kiibi aktiveerimiseks sellele tihvtile rakendama püsiseisundi loogika taseme pinget. Peate oma PWM -impulsi süstima ka IN -tihvti.

[2]: trükkplaat

Joonisel 2 näidatud skeemi PCB paigutus. See on loodud viisil, mis vähendab müra ja on ajutine, et aidata seadme stabiilsust.

Samm 4: Joonis-2, kavandatud trükkplaadi paigutus mootorijuhi skeemile

Mul polnud IR2104 [1] ja IRFP150 [2] komponentide trükkplaatide jalajälge ja skemaatilisi sümboleid. Seetõttu kasutan oma aja raiskamise ja raamatukogude nullist kujundamise asemel SamacSys'i pakutavaid sümboleid [3] [4]. Võite kasutada kas komponentide otsingumootorit või CAD -pistikprogrammi. Kuna skeemi ja trükkplaadi joonistamiseks kasutasin Altium Designerit, kasutasin otse SamacSys Altium pluginat [5] (joonis-3).

5. samm: joonis-3, IR2104 ja IRFN150N valitud komponenditeegid

Joonis-4 näitab trükkplaadi 3D-vaadet. 3D -vaade parandab plaadi ja komponentide paigutuse kontrollimise protseduuri.

Samm 6: Joonis-4, 3D-vaade mootorijuhi trükkplaadile

[3] Kokkupanek Nii ehitame ja ehitame vooluringi. Kasutasin lihtsalt poolkootud PCB-plaati, et saaksin plaadi kiiresti kokku panna ja vooluringi testida (joonis-5).

Samm 7: Joonis-5, disaini esimene prototüüp (pooltehtud PCB-l), pealtvaade

Pärast selle artikli lugemist olete 100% kindel vooluahela tõelises toimimises. Seetõttu tellige trükkplaat professionaalsele trükkplaatide valmistamise ettevõttele, näiteks PCBWay, ja nautige jootmis- ja kokkupandud plaati. Joonis-6 näitab kokkupandud trükkplaadi altvaadet. Nagu näete, ei ole mõned rajad jootmismaskiga täielikult kaetud. Põhjus on selles, et need rajad võivad kanda märkimisväärset voolu, seega vajavad nad täiendavat vasktoetust. Tavaline trükkplaadi rada ei talu suurt vooluhulka ja lõpuks soojeneb ja põleb. Selle väljakutse ületamiseks (odava meetodiga) peate katmata aladele jootma paksu palja vasktraadi (joonis-7). See meetod suurendab raja praegust edastusvõimet.

8. samm: joonis 6, trükiplaadi prototüübi altvaade, katmata rajad

9. samm: joonis 7, paks paljas vasktraat

[4] Testimine ja mõõtmine Pakutud YouTube'i video näitab plaadi tegelikku katsetamist auto esiklaasipuhasti alalisvoolumootoriga koormusena. Olen varustanud PWM impulsi funktsioonigeneraatoriga ja uurinud mootori juhtmete impulsse. Samuti on näidatud koormuse voolutarbimise lineaarne korrelatsioon PWM töötsükliga.

[5] Materjalide arve

Tabel-1 näitab materjalide nimekirja.

10. etapp: tabel-1, vooluringi materjalid

Viited [1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]: Allikas (Gerberi allalaadimine/trükkplaadi tellimine)