Dereva wa Pikipiki wa DC Kutumia Mosfets za Umeme [Kudhibitiwa kwa PWM, Daraja la nusu 30A]: Hatua 10

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Chanzo kikuu (Pakua Gerber / Agiza PCB):

Hatua ya 1:

Motors za DC ziko kila mahali, kutoka kwa matumizi ya kupendeza hadi roboti na maeneo ya viwanda. Kwa hivyo kuna utumiaji mpana na ombi kwa dereva wa DC anayefaa na mwenye nguvu. Katika nakala hii, tutajifunza kuijenga. Unaweza kuidhibiti kwa kutumia Microcontroller, Arduino, Raspberry Pi au hata chip ya jenereta ya PWM. Kwa kutumia heatsink sahihi na njia za kupoza, mzunguko huu unaweza kushughulikia mikondo hadi 30A.

[1]: Uchambuzi wa Mzunguko Moyo wa mzunguko ni IR2104 MOSFET dereva chip [1]. Ni maarufu na inayotumika dereva wa MOSFET IC. Mchoro wa skirati wa mzunguko umeonyeshwa kwenye takwimu-1.

Hatua ya 2: Kielelezo-1, Mchoro wa Mpangilio wa Dereva wa Dereva wa Nguvu wa DC

Hatua ya 3:

Kulingana na hati ya data ya IR2104 [1]:”IR2104 (S) ni umeme wa hali ya juu, nguvu za mwendo wa kasi wa MOSFET na madereva ya IGBT yaliyo na njia za tegemezi za upande wa juu na chini. HVIC ya wamiliki na teknolojia za kinga za kinga za CMOS zinawezesha ujenzi wa monolithic wa rugged. Ingizo la mantiki linaambatana na kiwango cha kawaida cha CMOS au LSTTL, hadi mantiki ya 3.3V. Madereva ya pato yana kiwango cha juu cha bafa ya hivi karibuni iliyoundwa kwa upitishaji wa chini wa dereva. Kituo kinachoelea kinaweza kutumiwa kuendesha umeme wa N-channel MOSFET au IGBT katika usanidi wa upande wa juu ambao hufanya kazi kutoka volts 10 hadi 600. " IR2104 inaendesha MOSFETs [2] katika usanidi wa daraja-nusu. Hakuna shida na uwezo mkubwa wa kuingiza wa MOSFET za IRFP150. Ndiyo sababu madereva wa MOSFET kama IR2104 ni muhimu. C1 capacitors na C2 hutumiwa kupunguza kelele ya motor na EMI. Kiwango cha juu cha uvumilivu wa MOSFETs ni 100V. Kwa hivyo nilitumia capacitors zilizopimwa 100V angalau. Ikiwa una hakika kuwa mzigo wako wa mzigo haupiti kizingiti (kwa mfano motor 12V DC), basi unaweza kupunguza voltages ya capacitors hadi 25V kwa mfano na kuongeza viwango vyao vya uwezo badala yake (kwa mfano 1000uF-25V). Pini ya SD imeanguka chini na kontena la 4.7K. Kisha lazima uweke voltage ya kiwango cha mantiki ya hali kwa pini hii ili kuamsha chip. Lazima uingize kunde yako ya PWM kwenye pini ya IN pia.

[2]: Bodi ya PCB

Mpangilio wa PCB wa skimu iliyoonyeshwa kwenye takwimu-2. Imeundwa kwa njia ya kupunguza kelele na ya muda mfupi kusaidia utulivu wa kifaa.

Hatua ya 4: Kielelezo-2, Mpangilio wa PCB Iliyoundwa na Mpangilio wa Dereva wa Magari

Sikuwa na alama ya alama ya PCB na alama za muundo wa IR2104 [1] na vifaa vya IRFP150 [2]. Kwa hivyo mimi hutumia alama zilizotolewa na SamacSys [3] [4], badala ya kupoteza muda wangu na kubuni maktaba kutoka mwanzoni. Unaweza kutumia "injini ya utaftaji wa sehemu" au programu-jalizi ya CAD. Kwa sababu nilitumia Mbuni wa Altium kuteka skimu na PCB, nilitumia moja kwa moja programu-jalizi ya SamacSys Altium [5] (takwimu-3).

Hatua ya 5: Kielelezo-3, Maktaba ya Vipengele vilivyochaguliwa kwa IR2104 na IRFN150N

Kielelezo-4 kinaonyesha mtazamo wa 3D wa bodi ya PCB. Mtazamo wa 3D unaboresha utaratibu wa ukaguzi wa bodi na uwekaji wa vifaa.

Hatua ya 6: Kielelezo-4, Mtazamo wa 3D wa Bodi ya PCB ya Dereva wa Magari

[3] MkutanoKwa hivyo tujenge na kujenga mzunguko. Nilitumia tu bodi ya PCB iliyotengenezwa nusu kuweza kukusanya bodi haraka na kujaribu mzunguko (takwimu-5).

Hatua ya 7: Kielelezo-5, Mfano wa Kwanza wa Ubuni (kwenye Semi-iliyotengenezwa kibinafsi), Mtazamo wa Juu

Baada ya kusoma nakala hii, una uhakika kwa 100% juu ya operesheni ya kweli ya mzunguko. Kwa hivyo agiza PCB kwa kampuni ya upotoshaji ya PCB, kama vile PCBWay, na ufurahie na bodi yako ya kutengenezea na kukusanyika. Kielelezo-6 kinaonyesha maoni ya chini ya bodi ya PCB iliyokusanyika. Kama unavyoona, nyimbo zingine hazijafunikwa kabisa na kinyago cha solder. Sababu ni kwamba nyimbo hizi zinaweza kubeba idadi kubwa ya sasa, kwa hivyo zinahitaji msaada wa ziada wa shaba. Njia ya kawaida ya PCB haiwezi kuvumilia kiwango cha juu cha sasa na mwishowe, itawaka na kuwaka. Ili kushinda changamoto hii (kwa njia rahisi), lazima uunganishe waya mzito wa shaba (takwimu-7) kwenye maeneo yaliyofunikwa. Njia hii inaboresha uwezo wa sasa wa kupitisha wimbo.

Hatua ya 8: Kielelezo-6, Mwonekano wa Chini wa Mfano wa Bodi ya PCB, Nyimbo Zilizofunuliwa

Hatua ya 9: Kielelezo-7, waya mzito wa Shaba

[4] Jaribio na Upimaji Video iliyotolewa ya YouTube inaonyesha jaribio halisi la bodi na gari ya upepo ya gari ya DC kama mzigo. Nimewapa PWM kunde na jenereta inayofanya kazi na kukagua kunde kwenye waya za magari. Pia, uwiano sawa wa matumizi ya sasa ya mzigo na mzunguko wa ushuru wa PWM umeonyesha.

[5] Muswada wa Vifaa

Jedwali-1 linaonyesha muswada wa vifaa.

Hatua ya 10: Jedwali-1, Muswada wa Vifaa vya Mzunguko

Marejeleo [1]:

[2]:

[3]:

[4]:

[5]:

[6] Chanzo (Kupakua kwa Gerber / Kuagiza PCB)