모터의 다른 부분은 다른 설계 요구 사항을 가지고 있습니다.

1. 입력 및 레벨 쉬프팅 섹션 :

입력 신호 라인은 DATA에 의해 도입되고, 1 핀은 접지 라인이며, 나머지는 신호 라인이다. 접지에 1 피트는 2K 옴 저항에 연결됩니다. 드라이버 보드와 마이크로 컨트롤러에 개별적으로 전원이 공급 될 때이 저항은 신호 전류가 다시 흐를 수있는 경로를 제공 할 수 있습니다. 드라이버 보드와 마이크로 컨트롤러가 전원 공급 장치 세트를 공유 할 때이 저항은 마이크로 컨트롤러 보드의 접지로 흐르는 와이어를 따라 큰 전류가 흐르는 것을 방지 할 수 있습니다. 즉, 드라이버 보드의 접지선과 마이크로 컨트롤러의 접지선을 분리하여 "1 점 접지"를 달성하는 것과 같습니다.

고속 연산 증폭기 KF347 (TL084로도 사용 가능)은 입력 로직 신호를 표시기 및 다이오드의 2.7V 기준 전압과 비교하고이를 전원에 가까운 구형파 신호로 변환하는 비교기 역할을한다 전압 진폭. KF347의 입력 전압 범위는 음의 공급 전압에 가까울 수 없습니다. 그렇지 않으면 오류가 발생합니다. 따라서 전압 범위가 오버플로되는 것을 방지하는 다이오드가 연산 증폭기의 입력에 추가된다. 입력에서 2 개의 저항 중 하나는 전류를 제한하는 데 사용되며, 하나는 입력이 플로팅 상태로 남아있을 때 입력을 로우로 풀하는 데 사용됩니다.

개회로 출력의 하이 레벨 출력 임피던스가 1 kΩ 이상이고 전압 강하가 크기 때문에 LM339 또는 다른 개방 회로 비교기를 연산 증폭기 대신 사용할 수 없으며 후자의 트랜지스터 스테이지를 끌 수 없습니다.

2. 게이트 구동부 :

후면 트랜지스터와 저항 및 제너 튜브로 구성된 회로는 신호를 증폭하고 FET의 게이트를 구동하며 FET 자체의 게이트 커패시턴스 (약 1000pF)를 사용하여 H- 다리. 동시 통전 ( "공통 상태 전도")은 전원 공급 장치의 단락을 유발합니다.

연산 증폭기의 출력이 낮 으면 (약 1V ~ 2V, 완전히 제로에 도달 할 수 없음), 낮은 트랜지스터는 꺼지고 FET는 켜진다. 상부 트랜지스터는 턴 온되고, FET는 턴 오프되고, 출력은 하이이다. 연산 증폭기의 출력이 높으면 (약 VCC- (1V ~ 2V), VCC에 완전히 도달 할 수 없을 때), 낮은 트랜지스터가 켜지고 FET는 꺼진다. 상부 트랜지스터는 턴 오프되고, FET는 턴온되며, 출력은 로우이다.

위의 분석은 정적입니다. 다음은 동적 스위칭 프로세스에 대한 설명입니다. 3 극관의 온 저항은 2kΩ보다 훨씬 적으므로 트랜지스터가 꺼질 때까지 켜질 때 FET의 게이트 커패시턴스에 대한 충전이 신속하게 해제 될 수 있습니다. 빨리 닫았다. 그러나, 트랜지스터가 온에서 오프로 스위칭 될 때 트랜지스터가 2 kΩ 저항에 의해 충전되는데 어느 정도의 시간이 걸린다. 상응하게, FET는 오프에서 온으로보다 더 빠른 속도로 온에서 오프로 스위칭한다. 동시에 두 개의 3 극성 스위치 동작이 발생하면이 회로는 상부 및 하부 암의 FET를 파괴 한 다음 통과시켜 공통 상태 전도 현상을 제거 할 수 있습니다.

실제로 연산 증폭기의 출력 전압은 일정 기간 동안 변해야합니다. 이 시간 동안 연산 증폭기의 출력 전압은 양 및 음의 전원 전압 중간에 있습니다. 이 때, 2 개의 트랜지스터가 동시에 턴 온되고, FET는 동시에 오프된다. 실제 회로는 이상적인 상황보다 안전합니다.

FET 게이트 용 12V 제너 다이오드는 FET 게이트 과전압 브레이크 다운을 방지하는 데 사용됩니다. 일반 FET 게이트의 전압 저항은 18V 또는 20V이며 24V에 직접 적용되는 전압은 파괴됩니다. 따라서이 제너 다이오드는 일반 다이오드로 대체 할 수 없지만 2kΩ의 저항으로 교체 할 수 있습니다. 12V 분압.

3. 전계 효과 튜브 출력 부 :

고전력 FET에는 소스와 드레인 사이에 역 병렬로 연결된 다이오드가있다. H 브릿지에 연결하면 출력 단자에서 전압 스파이크를 제거하는 데 사용되는 4 개의 다이오드와 동일합니다. 따라서 외부 다이오드는 없다. 출력에서 작은 커패시터 (out1과 out2 사이)를 병렬로 연결하면 모터에 의해 생성되는 피크 전압을 줄이는 데있어 특정 이점이 있습니다. 그러나 PWM을 사용할 때 피크 전류의 부작용이 있으므로 용량이 너무 커야합니다. 이 커패시터는 저전력 모터를 사용할 때 생략 할 수 있습니다. 이 콘덴서를 추가하는 경우 높은 내전압을 사용해야하며 일반 세라믹 콘덴서는 단락 될 수 있습니다.

출력단에 저항과 발광 다이오드 및 캐패시터가 병렬로 연결된 회로는 모터의 회전 방향을 나타냅니다.

4. 성과 지표 :

전원 전압은 15 ~ 30V이며 최대 연속 출력 전류는 모터 당 5A입니다. 단시간 (10 초)에 10A에 도달하고 PWM 주파수에서 30KHz (보통 1 ~ 10KHz)에 도달 할 수 있습니다. 회로 기판은 4 개의 로직 독립 유닛을 포함하고, 출력 단자는 단일 칩 마이크로 컴퓨터에 의해 직접 제어 될 수있는 H- 브리지 전력 증폭 유닛을 형성하도록 연결된다. 모터의 양방향 회전과 속도 조절을 실현하십시오.

5. 배선 :

고전류 라인은 가능한 짧고 두껍고 비아 홀을 통과하지 않도록하십시오. 비아홀을 통과해야하는 경우 비아홀을 크게 (> 1mm) 만들고 패드에 작은 비아홀을 만드십시오. 땜납이 가득 차면 그렇지 않을 수도 있습니다. 또한 제너 다이오드를 사용하는 경우 FET의 소스는 전원 공급 장치 및 접지에 대해 가능한 한 짧고 두껍아야합니다. 그렇지 않으면 고전류에서 도체 양단의 전압 강하가 양의 바이어스 된 레귤레이터를 통과하고 켜진 트랜지스터가이를 점화시킵니다. 초기 설계에서, NMOS 트랜지스터의 소스는 전류를 검출하기 위해 일단 0.15 옴 저항에 연결되었다. 이 저항은 보드를 연속적으로 태우는 주된 원인이되었습니다. 물론, 전압 조정기를 저항으로 교체하면 그러한 문제는 없습니다. 2004 년 Robocon 대회에서 우리는 주로이 회로를 모터 구동에 사용했습니다.