Quvvat moslamalarini ishlatadigan shahar motor drayveri [PWM boshqariladigan, 30A yarim ko'prik]: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Asosiy manba (Gerberni yuklab olish/tenglikni buyurtma qilish):

1 -qadam:

DC motorlari hamma joyda, sevimli mashg'ulotlardan tortib robototexnika va sanoat joylarigacha. Shunday qilib, DC dvigatellari uchun mos va kuchli drayverlardan keng foydalanish talabi mavjud. Ushbu maqolada, biz uni qurishni o'rganamiz. Siz uni Microcontroller, Arduino, Raspberry Pi yoki hatto mustaqil PWM generator chipi yordamida boshqarishingiz mumkin. Tegishli sovutgich va sovutish usullarini qo'llagan holda, bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin 30A gacha bo'lgan toklar.

[1]: O'chirish tahlili Zanjirning yuragi IR2104 MOSFET haydovchi chipidir [1]. Bu mashhur va qo'llaniladigan MOSFET drayveri IC. 1-rasmda ko'rsatilgan sxemaning sxemasi.

2-qadam: 1-rasm, kuchli shahar dvigatelining kuchli diagrammasi

3 -qadam:

IR2104 ma'lumotlar jadvaliga ko'ra [1]: "IR2104 (S)-yuqori voltli, yuqori tezlikda ishlaydigan MOSFET va IGBT drayverlari bo'lib, ular yuqori va past tomondan yo'naltirilgan chiqish kanallariga bog'liq. Maxsus HVIC va qulfli immunitetli CMOS texnologiyalari mustahkam monolitik konstruktsiyani yaratishga imkon beradi. Mantiqiy kirish standart CMOS yoki LSTTL chiqishi bilan mos keladi, 3.3V mantigacha. Chiqish drayverlari haydovchining minimal o'tkazuvchanligi uchun mo'ljallangan yuqori impulsli oqim bufer bosqichiga ega. Suzuvchi kanal 10 kanaldan 600 voltgacha ishlaydigan yuqori kanalli N-kanalli MOSFET yoki IGBT quvvatini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin. IR2104 MOSFETlarni [2] yarim ko'prikli konfiguratsiyada boshqaradi. IRFP150 MOSFETlarning yuqori kirish sig'imi bilan hech qanday muammo yo'q. Shuning uchun IR2104 kabi MOSFET drayverlari foydali. Dvigatel shovqinini va EMIni kamaytirish uchun C1 va C2 kondansatkichlari ishlatiladi. Maksimal bardoshli MOSFET kuchlanish - 100 V. Men kamida 100V nominal kondansatkichlardan foydalanardim. Agar siz yuk kuchlanishining chegaradan oshmasligiga amin bo'lsangiz (masalan, 12V shahar dvigateli), siz kondansatkichlarning kuchlanishini 25V ga tushirishingiz va uning sig'imining qiymatlarini oshirishingiz mumkin (masalan, 1000uF-25V). SD -pin 4.7K qarshilik bilan pastga tushdi. Keyin chipni faollashtirish uchun siz ushbu pinga barqaror holatdagi mantiqiy darajadagi kuchlanishni qo'llashingiz kerak. Siz PWM pulsini IN piniga kiritishingiz kerak.

[2]: tenglikni kartasi

PCB sxemasi 2-rasmda ko'rsatilgan. Bu shovqinni pasaytirish va qurilmaning barqarorligini ta'minlash uchun vaqtinchalik tarzda yaratilgan.

4-qadam: 2-rasm, Dvigatel drayveri sxemasi uchun mo'ljallangan PCB sxemasi

Menda tenglikni izi va IR2104 [1] va IRFP150 [2] komponentlarining sxematik belgilari yo'q edi. Shuning uchun men vaqtni behuda sarflash va kutubxonalarni noldan loyihalashtirish o'rniga, SamacSys tomonidan berilgan ramzlardan [3] [4] foydalanaman. Siz "komponent qidiruvi" yoki SAPR plaginidan foydalanishingiz mumkin. Men sxemani va tenglikni chizish uchun Altium Designer-dan foydalanganim uchun to'g'ridan-to'g'ri SamacSys Altium plaginidan foydalanganman [5] (rasm-3).

5-qadam: 3-rasm, IR2104 va IRFN150N uchun tanlangan komponentlar kutubxonalari

4-rasmda PCB kartasining 3D ko'rinishi ko'rsatilgan. 3D ko'rinishi taxtani tekshirish va komponentlarni joylashtirish tartibini yaxshilaydi.

6-qadam: 4-rasm, Dvigatel drayveri PCB kartasining 3D ko'rinishi

[3] Assambleyasi Shunday qilib, keling, sxemani tuzamiz va quramiz. Men faqat taxtani tez yig'ish va sxemani sinab ko'rish uchun yarim uy qurilishi PCB kartasidan foydalandim (5-rasm).

7-qadam: 5-rasm, Dizaynning birinchi prototipi (Yarim uy qurilgan PCBda), Yuqori ko'rinish

Ushbu maqolani o'qib chiqqandan so'ng, siz kontaktlarning zanglashiga olib kelishiga 100% amin bo'lasiz. Shuning uchun PCBni professional PCBWay kompaniyasiga buyurtma qiling va lehim va yig'ilgan taxtangiz bilan zavqlaning. 6-rasmda yig'ilgan tenglikni kartasining pastki ko'rinishi ko'rsatilgan. Ko'rib turganingizdek, ba'zi izlar lehim-niqob bilan to'liq yopilmagan. Buning sababi shundaki, bu yo'llar katta miqdordagi tokni olib yurishi mumkin, shuning uchun ularga qo'shimcha mis tayanchlari kerak bo'ladi. Oddiy PCB izi yuqori oqimga toqat qila olmaydi va oxir -oqibat u qiziydi va yonadi. Bu qiyinchilikni engish uchun (arzon usul bilan), siz ochilmagan joylarga qalin yalang'och mis simni (7-rasm) lehimlashingiz kerak. Bu usul yo'lning joriy uzatish qobiliyatini oshiradi.

8-qadam: 6-rasm, PCB kartasi prototipining pastki ko'rinishi, ochilmagan izlar

9-qadam: 7-rasm, qalin yalang'och mis sim

[4] Sinov va o'lchov: Taqdim etilgan YouTube videosida yuk mashinasi uchun old oynali silindrli dvigatel bilan taxtaning haqiqiy sinovi ko'rsatilgan. Men PWM pulsini funktsiyali generator bilan ta'minladim va motor simlaridagi pulslarni tekshirdim. Bundan tashqari, yukning joriy iste'molining PWM ish tsikli bilan chiziqli korrelyatsiyasi ko'rsatildi.

[5] Materiallar hisobi

1-jadvalda materiallar hisobi ko'rsatilgan.

10-qadam: 1-jadval, O'chirish materiallari hisobi

Manbalar [1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6]: Manba (PCBni yuklab olish/buyurtma qilish)