DC շարժիչի վարորդ ՝ օգտագործելով ուժային Mosfets [PWM վերահսկվող, 30A Half Bridge] ՝ 10 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Հիմնական աղբյուր (ներբեռնեք Gerber/պատվիրեք PCB) ՝

Քայլ 1:

DC շարժիչներն ամենուր են ՝ հոբբիի ծրագրերից մինչև ռոբոտաշինություն և արդյունաբերական տարածքներ: Հետևաբար, լայն կիրառություն և պահանջ կա համապատասխան և հզոր DC շարժիչների համար: Այս հոդվածում մենք կսովորենք կառուցել մեկը: Դուք կարող եք վերահսկել այն ՝ օգտագործելով միկրոկառավարիչ, Arduino, Raspberry Pi կամ նույնիսկ անկախ PWM գեներատոր չիպ: Օգտագործելով համապատասխան ջերմատաքացուցիչ և հովացման մեթոդներ ՝ այս սխեման կարող է կարգավորել մինչև 30 Ա հոսանքներ:

[1]. Շղթայի վերլուծություն Շղթայի սիրտը IR2104 MOSFET վարորդական չիպ է [1]: Այն հայտնի և կիրառելի MOSFET վարորդի IC է: Շղթայի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկար 1-ում:

Քայլ 2. Նկար -1, Հզոր DC շարժիչի վարորդի սխեմատիկ դիագրամ

Քայլ 3:

Ըստ IR2104 տվյալների թերթի [1]. «IR2104 (S)-ն բարձր լարման, բարձր արագությամբ հզոր MOSFET և IGBT վարորդներ են` կախված բարձր և ցածր կողմնակի հղումներով կախված ելքային ալիքներից: Գույքային HVIC և սողնակի իմունային CMOS տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս ամրացված մոնոլիտ կառուցվածք: Տրամաբանական մուտքագրումը համատեղելի է ստանդարտ CMOS կամ LSTTL ելքի հետ ՝ մինչև 3.3 Վ տրամաբանություն: Ելքային շարժիչներն ունեն բարձր իմպուլսային ընթացիկ բուֆերային փուլ, որը նախատեսված է վարորդի նվազագույն խաչմերուկի համար: Լողացող ալիքը կարող է օգտագործվել N- ալիքի հզորության MOSFET կամ IGBT շարժիչով `բարձր կողային կոնֆիգուրացիայով, որը գործում է 10-ից մինչև 600 վոլտ»: IR2104- ը քշում է MOSFET- ները [2] կիսակամուրջի կազմաձևով: IRFP150 MOSFET- երի մուտքային բարձր հզորության խնդիր չկա: Դա է պատճառը, որ IR2104- ի նման MOSFET- ի վարորդները օգտակար են: C1 և C2 կոնդենսատորներն օգտագործվում են շարժիչի աղմուկը և EMI- ն նվազեցնելու համար: Առավելագույն տանելի MOSFET լարումը 100 Վ է: Այսպիսով, ես օգտագործեցի առնվազն 100 Վ լարման կոնդենսատորներ: Եթե վստահ եք, որ ձեր բեռի լարումը չի անցնում շեմը (օրինակ ՝ 12 Վ DC շարժիչ), ապա կարող եք, օրինակ, կոնդենսատորների լարումները նվազեցնել մինչև 25 Վ և փոխարենը բարձրացնել դրանց հզորության արժեքները (օրինակ ՝ 1000uF-25V): SD փինն իջել է 4.7K դիմադրիչով: Այնուհետև չիպը ակտիվացնելու համար դուք պետք է կայուն փուլի տրամաբանական մակարդակի լարվածություն կիրառեք այս քորոցին: Դուք նույնպես պետք է ձեր PWM զարկերակը ներարկեք IN քորոցին:

[2] ՝ PCB տախտակ

Սխեմատիկայի PCB- ի դասավորությունը ցուցադրված է նկար 2-ում: Այն նախագծված է այնպես, որ նվազեցնի աղմուկը և անցողիկ `օգնելու սարքի կայունությանը:

Քայլ 4. Նկար -2, Շարժիչային վարորդի սխեմայի համար նախատեսված PCB- ի դասավորություն

Ես չունեի PCB- ի ոտնահետք և IR2104 [1] և IRFP150 [2] բաղադրիչների սխեմատիկ խորհրդանիշներ: Հետևաբար, ես օգտագործում եմ SamacSys- ի տրամադրած խորհրդանիշները [3] [4] ՝ ժամանակս վատնելու և գրադարանները զրոյից նախագծելու փոխարեն: Դուք կարող եք կամ օգտագործել «բաղադրիչի որոնիչ» կամ CAD հավելում: Քանի որ ես օգտագործել եմ Altium Designer- ը սխեմատիկ և PCB- ն նկարելու համար, ես ուղղակիորեն օգտագործել եմ SamacSys Altium հավելումը [5] (նկար -3):

Քայլ 5. Նկար -3, Ընտրված բաղադրիչ գրադարաններ IR2104- ի և IRFN150N- ի համար

Նկար 4-ը ցույց է տալիս PCB տախտակի 3D տեսք: 3D տեսքը բարելավում է տախտակի և բաղադրիչների տեղադրման ստուգման կարգը:

Քայլ 6. Նկար -4, Շարժիչային վարորդի PCB տախտակի 3D տեսք

[3] Համագումար Այսպիսով, եկեք կառուցենք և կառուցենք միացում: Ես պարզապես օգտագործեցի կիսատնական PCB տախտակ, որպեսզի կարողանամ արագ հավաքել տախտակը և փորձարկել միացումը (նկար -5):

Քայլ 7. Նկար -5, Դիզայնի առաջին նախատիպը (Կիսատնական PCB- ի վրա), Վերևի տեսք

Այս հոդվածը կարդալուց հետո դուք 100% -ով վստահ եք սխեմայի իսկական աշխատանքի մասին: Հետևաբար, պատվիրեք PCB- ն մասնագիտացված PCB արտադրող ընկերությանը, ինչպիսին է PCBWay- ը և զվարճացեք ձեր զոդման և հավաքված տախտակի հետ: Նկար 6-ը ցույց է տալիս հավաքված PCB տախտակի ներքևի տեսքը: Ինչպես տեսնում եք, որոշ հետքեր ամբողջությամբ չեն ծածկվել զոդման դիմակով: Պատճառն այն է, որ այս հետքերը կարող են զգալի քանակությամբ հոսանք կրել, ուստի դրանք պղնձի լրացուցիչ աջակցության կարիք ունեն: Սովորական PCB- ի ուղին չի կարող հանդուրժել մեծ քանակությամբ հոսանք և, ի վերջո, այն կջերմանա և կայրվի: Այս մարտահրավերը (էժան մեթոդով) հաղթահարելու համար դուք պետք է միացնեք հաստ մերկ պղնձե մետաղալարը (նկար -7) չբացահայտված տարածքներին: Այս մեթոդը մեծացնում է ուղու ընթացիկ փոխանցման հնարավորությունը:

Քայլ 8. Նկար -6, PCB տախտակի նախատիպի ներքևի տեսք, չբացահայտված հետքեր

Քայլ 9. Նկար -7, Հաստ մերկ պղնձե մետաղալար

[4] Փորձարկում և չափումՏրամադրված YouTube տեսանյութը ցույց է տալիս տախտակի իրական փորձարկումը մեքենայի դիմապակու մաքրիչ DC շարժիչով ՝ որպես բեռ: Ես տրամադրել եմ PWM զարկերակին ֆունկցիայի գեներատոր և ուսումնասիրել շարժիչի լարերի իմպուլսները: Բացի այդ, ցուցադրվել է բեռի ընթացիկ սպառման գծային հարաբերակցությունը PWM աշխատանքային ցիկլի հետ:

[5] Նյութերի օրինագիծ

Աղյուսակ-1-ում ներկայացված է նյութերի հաշիվը:

Քայլ 10. Աղյուսակ -1, Շրջանառության նյութեր

Հղումներ [1] ՝

[2]:

[3] ՝

[4]:

[5] ՝

[6] ՝ Աղբյուր (Gerber- ի ներբեռնում/պատվիրում PCB)