Diferentes partes del motor tienen diferentes requisitos de diseño.

- Jan 11, 2019-

Diferentes partes del motor tienen diferentes requisitos de diseño.

1. Entrada y sección de cambio de nivel:

La línea de señal de entrada es introducida por DATOS, el 1 pin es la línea de tierra y el resto es la línea de señal. Tenga en cuenta que 1 pie a tierra está conectado a una resistencia de 2K ohmios. Cuando la placa del conductor y el microcontrolador reciben alimentación por separado, esta resistencia puede proporcionar una ruta para que la corriente de la señal regrese. Cuando la placa del conductor y el microcontrolador comparten un conjunto de fuentes de alimentación, esta resistencia puede evitar que grandes corrientes fluyan a lo largo de los cables que fluyen hacia el suelo de la placa del microcontrolador. En otras palabras, es equivalente a separar la línea de tierra de la placa del conductor de la línea de tierra del microcontrolador para lograr una "conexión a tierra de un punto".

El amplificador operacional de alta velocidad KF347 (también disponible como TL084) actúa como un comparador que compara la señal lógica de entrada con un voltaje de referencia de 2.7 V del indicador y un diodo y lo convierte en una señal de onda cuadrada que está cerca de la fuente de alimentación. amplitud de tensión. El rango de voltaje de entrada del KF347 no puede estar cerca del voltaje de suministro negativo, de lo contrario se producirá un error. Por lo tanto, un diodo que evita que el rango de voltaje se desborde se agrega a la entrada del amplificador operacional. Una de las dos resistencias en la entrada se usa para limitar la corriente y la otra para bajar la entrada cuando la entrada se deja flotando.

El LM339 o cualquier otro comparador de circuito abierto no se puede usar en lugar del amplificador operacional, porque la impedancia de salida de alto nivel de la salida de circuito abierto está por encima de 1 kΩ, y la caída de voltaje es grande, y el transistor de este último El escenario no se puede apagar.

2. Pieza de accionamiento de la puerta:

El circuito compuesto por el transistor trasero y la resistencia y el tubo Zener amplifica aún más la señal, acciona la compuerta del FET y usa la capacitancia de compuerta del mismo FET (aproximadamente 1000 pF) para retrasar el FET de los brazos superior e inferior del Puente h La conducción simultánea ("conducción de estado común") provoca un cortocircuito en la fuente de alimentación.

Cuando la salida del amplificador operacional es baja (alrededor de 1 V a 2 V, no puede llegar a cero por completo), el transistor inferior se apaga y el FET se enciende. El transistor superior está encendido, el FET está apagado y la salida es alta. Cuando la salida del amplificador operacional es alta (aproximadamente VCC- (1V a 2V) y no puede alcanzar completamente VCC), el transistor inferior se enciende y el FET se apaga. El transistor superior se apaga, el FET se enciende y la salida es baja.

El análisis anterior es estático. A continuación se describe el proceso dinámico de conmutación: la resistencia de encendido del triodo es mucho menor que 2 kΩ, por lo que la carga en la capacidad de la compuerta del FET se puede liberar rápidamente cuando el transistor se apaga y se enciende. Cerrado rápidamente. Sin embargo, se necesita un cierto tiempo para que el transistor sea cargado por una resistencia de 2 kΩ cuando el transistor se cambia de encendido a apagado. En consecuencia, el FET cambia de encendido a apagado a una velocidad mayor que de apagado a encendido. Si la acción de conmutación de los dos triodos se produce al mismo tiempo, este circuito puede hacer que los FET de los brazos superior e inferior se rompan y luego pasen, eliminando el fenómeno de la conducción en estado común.

De hecho, la tensión de salida del amplificador operacional debe cambiar durante un cierto período de tiempo. Durante este tiempo, el voltaje de salida del amplificador operacional está en el medio entre los voltajes de suministro positivo y negativo. En este momento, los dos transistores se encienden al mismo tiempo, y el FET se apaga al mismo tiempo. Así que el circuito real es más seguro que esta situación ideal.

Se utiliza un diodo Zener de 12 V para la compuerta FET para evitar la ruptura de sobretensión de la compuerta FET. La resistencia de voltaje de la compuerta FET general es 18V o 20V, y el voltaje aplicado directamente a 24V se descompondrá. Por lo tanto, este diodo Zener no puede ser reemplazado por un diodo normal, pero puede ser reemplazado por una resistencia de 2 kΩ. Presión parcial 12V.

3. Pieza de salida del tubo de efecto de campo:

En el FET de alta potencia, hay un diodo conectado en paralelo inverso entre la fuente y el drenaje. Cuando está conectado al puente H, es equivalente a cuatro diodos utilizados para eliminar el pico de voltaje en el terminal de salida. Por lo tanto, no hay diodo externo. La conexión paralela de un pequeño capacitor (entre out1 y out2) en la salida tiene ciertas ventajas para reducir la tensión de pico generada por el motor. Sin embargo, hay un efecto secundario de la corriente pico cuando se usa PWM, por lo que la capacidad no debe ser demasiado grande. Este condensador puede omitirse cuando se utiliza un motor de baja potencia. Si agrega este capacitor, debe usar un alto voltaje de resistencia, los capacitores de cerámica ordinarios pueden romper el cortocircuito.

Un circuito que consta de una resistencia y un diodo emisor de luz y un condensador conectado en paralelo en el extremo de salida indica la dirección de rotación del motor.

4. Indicadores de rendimiento:

El voltaje de la fuente de alimentación es de 15 ~ 30V, y la corriente de salida continua máxima es de 5A / por motor. Puede alcanzar 10A en poco tiempo (10 segundos) y 30KHz en frecuencia PWM (generalmente de 1 a 10KHz). La placa de circuito contiene cuatro unidades lógicas independientes y los terminales de salida están conectados para formar una unidad de amplificación de potencia de puente H, que puede ser controlada directamente por un microordenador de un solo chip. Realizar la rotación bidireccional y la regulación de velocidad del motor.

5. Cableado:

La línea de alta corriente debe ser lo más corta y gruesa posible, y tratar de evitar pasar a través del orificio. Si es necesario pasar el orificio de paso, haga que el orificio de paso sea más grande (> 1 mm) y haga un orificio de paso pequeño en la almohadilla. La soldadura se llena, de lo contrario puede explotar. Además, si se usa un diodo Zener, la fuente del FET debe ser lo más corta y gruesa posible para la fuente de alimentación y la tierra. De lo contrario, a alta corriente, la caída de voltaje a través del conductor puede pasar a través del regulador de polarización positiva y el transistor encendido lo quema. En el diseño inicial, la fuente del transistor NMOS se conectó una vez a una resistencia de 0.15 ohmios para detectar la corriente. Esta resistencia se convirtió en el principal culpable de la quema continua del tablero. Por supuesto, si reemplaza el regulador de voltaje con una resistencia, no existe tal problema. En la competencia Robocon de 2004, utilizamos principalmente este circuito para el accionamiento del motor.


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