Różne części silnika mają różne wymagania projektowe.

Różne części silnika mają różne wymagania projektowe.

1. Sekcja zmiany biegów i poziomu:

Linia sygnału wejściowego jest wprowadzana przez DANE, 1 pin jest linią podstawową, a reszta jest linią sygnałową. Zwróć uwagę, że 1 stopa do ziemi jest podłączona do rezystora 2K omów. Gdy płyta sterownika i mikrokontroler są zasilane osobno, rezystor ten może zapewnić ścieżkę do przepływu prądu sygnałowego. Kiedy płyta sterownika i mikrokontroler dzielą zestaw zasilaczy, rezystor ten może zapobiegać przepływowi dużych prądów wzdłuż przewodów, które wpadają do ziemi płytki mikrokontrolera. Innymi słowy, jest to równoznaczne z oddzieleniem linii uziemienia płyty sterownika od linii naziemnej mikrokontrolera w celu uzyskania "jednopunktowego uziemienia".

Szybki wzmacniacz operacyjny KF347 (dostępny również jako TL084) działa jako komparator, który porównuje wejściowy sygnał logiczny z napięciem odniesienia 2,7 V ze wskaźnika i diody i przekształca go w prostokątny sygnał zbliżony do źródła zasilania amplituda napięcia. Zakres napięcia wejściowego KF347 nie może być zbliżony do ujemnego napięcia zasilania, w przeciwnym razie wystąpi błąd. Dlatego dioda, która zapobiega przepełnieniu zakresu napięcia, jest dodawana do wejścia wzmacniacza operacyjnego. Jeden z dwóch rezystorów na wejściu służy do ograniczenia prądu, a jeden służy do wyciągnięcia niskiego wejścia, gdy wejście pozostaje pływające.

LM339 lub jakikolwiek inny komparator z obwodem otwartym nie może być używany zamiast wzmacniacza operacyjnego, ponieważ impedancja wyjściowa wysokiego poziomu wyjścia z obwodu otwartego jest większa niż 1 kΩ, a spadek napięcia jest duży, a tranzystor tego ostatniego Etap nie może być wyłączony.

2. Część napędu bramy:

Układ złożony z tylnego tranzystora i rezystora oraz lampy Zenera dodatkowo wzmacnia sygnał, napędza bramę FET i wykorzystuje pojemność bramki samego FET (około 1000 pF), aby opóźnić FET górnych i dolnych ramion H-bridge. Jednoczesne przewodzenie ("powszechne przewodzenie prądu") powoduje zwarcie w zasilaniu.

Kiedy wyjście wzmacniacza operacyjnego jest niskie (około 1V do 2V, nie może osiągnąć pełnego zera), dolny tranzystor jest wyłączony i FET jest włączony. Górny tranzystor jest włączony, FET jest wyłączony, a wyjście jest wysokie. Kiedy wyjście wzmacniacza operacyjnego jest wysokie (w przybliżeniu VCC- (1V do 2V) i nie może w pełni osiągnąć VCC), dolny tranzystor jest włączony, a FET jest wyłączony. Górny tranzystor jest wyłączony, FET jest włączony, a wyjście jest niskie.

Powyższa analiza jest statyczna. Poniżej przedstawiono omówienie dynamicznego procesu przełączania: rezystancja obwodu triody jest znacznie mniejsza niż 2 kΩ, więc ładunek na bramce pojemnościowej tranzystora polowego może być szybko zwolniony, gdy tranzystor jest przełączany z off na włączony. Zamknięte szybko. Jednak tranzystor ładuje się przez pewien czas za pomocą rezystora 2 kΩ, gdy tranzystor jest przełączany z położenia na off. Odpowiednio, FET przełącza się z włączenia do wyłączenia w szybszym tempie niż od wyłączenia do włączenia. Jeśli działanie przełączające obu triod występuje w tym samym czasie, obwód ten może spowodować, że tranzystory FET górnego i dolnego ramienia zerwą się, a następnie przejdą, eliminując zjawisko przewodzenia stanu wspólnego.

W rzeczywistości napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego musi się zmienić na pewien czas. W tym czasie napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego znajduje się pośrodku między dodatnim i ujemnym napięciem zasilającym. W tym czasie oba tranzystory są włączane jednocześnie, a FET jest wyłączony w tym samym czasie. Tak więc rzeczywisty obwód jest bezpieczniejszy niż ta idealna sytuacja.

Dioda Zenera 12V dla bramki FET służy do zapobiegania awarii przepięcia bramki FET. Rezystancja napięciowa ogólnej bramki FET wynosi 18 V lub 20 V, a napięcie bezpośrednio przyłożone do 24 V ulegnie awarii. Dlatego tej diody Zenera nie można zastąpić zwykłą diodą, ale można ją zastąpić rezystorem o wartości 2 kΩ. 12 V ciśnienie cząstkowe.

3. Część wyjściowa tuby z efektem pola:

W FET dużej mocy znajduje się dioda połączona w układzie równoległym pomiędzy źródłem i odpływem. Po podłączeniu do mostka H jest to odpowiednik czterech diod użytych do eliminacji skoku napięcia w zacisku wyjściowym. Dlatego nie ma zewnętrznej diody. Równoległe połączenie małego kondensatora (pomiędzy wyjściem 1 i wyjście2) na wyjściu ma pewne zalety w zmniejszaniu szczytowego napięcia generowanego przez silnik. Istnieje jednak efekt uboczny prądu szczytowego podczas używania PWM, więc pojemność nie powinna być zbyt duża. Kondensator ten można pominąć, gdy używany jest silnik o małej mocy. Jeśli dodasz ten kondensator, musisz użyć wysokiego napięcia, zwykłe ceramiczne kondensatory mogą przebić się przez zwarcie.

Obwód składający się z rezystora i diody emitującej światło oraz kondensatora połączonego równolegle na wyjściu wskazuje kierunek obrotów silnika.

4. Wskaźniki wykonania:

Napięcie zasilania wynosi 15 ~ 30V, a maksymalny ciągły prąd wyjściowy wynosi 5A / na silnik. Może osiągnąć 10 A w krótkim czasie (10 sekund) i 30 KHz w częstotliwości PWM (zwykle 1 do 10 kHz). Płytka z obwodami zawiera cztery logiczne niezależne jednostki, a zaciski wyjściowe są połączone w celu utworzenia wzmacniacza mocy z mostkiem H, który może być sterowany bezpośrednio za pomocą mikrokomputera jednoukładowego. Uświadom sobie dwukierunkową rotację i regulację prędkości silnika.

5. Okablowanie:

Przewód wysokoprądowy powinien być możliwie jak najkrótszy i gruby i starać się unikać przechodzenia przez otwór przelotowy. Jeśli konieczne jest przejście przez otwór przelotowy, należy zrobić otwór przelotowy większy (> 1 mm) i zrobić mały otwór przelotowy na podkładce. Lutowanie się wypełnia, w przeciwnym razie może wybuchnąć. Dodatkowo, jeśli używana jest dioda Zenera, źródło FET powinno być możliwie jak najkrótsze i grube dla zasilania i uziemienia. W przeciwnym razie, przy dużym natężeniu, spadek napięcia na przewodzie może przechodzić przez regulator dodatnio odchylony, a włączony tranzystor go wypala. W pierwotnej konstrukcji źródło tranzystora NMOS zostało kiedyś podłączone do rezystora 0,15 oma w celu wykrycia prądu. Ten rezystor stał się głównym winowajcą ciągłego palenia płyty. Oczywiście, jeśli wymienisz regulator napięcia na rezystor, nie ma takiego problemu. W konkursie Robocon w 2004 roku używaliśmy tego obwodu głównie do napędu silnika.