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全输入隔离大功率双路直流电机驱动模块

叶哥的电子实验室
发布于2022-10-13 11:33:56
CC BY-NC协议 分类:工业电子 侵权投诉
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简介:

用于驱动大功率直流电机的驱动模块

一、产品简介

用于驱动大功率直流电机的驱动模块,板载双路H桥,板载mos开关可一键断电,支持正反转,支持电机电流反馈,全输入端逻辑+光耦双隔离。


二、应用场景

用于驱动各种直流电机,应用场景广泛,包括各种机械设备、家用电器中的电机驱动,也可用于机器人、智能车、等应用场合中。


三、产品概述

本产品单路采用两颗BTN7971大功率半桥电机驱动芯片组成H桥,使得驱动可以实现电机正反转控制,输入口采用逻辑+光耦双隔离保护单片机io口不会因为驱动故障被击穿。本产品体积小巧,便于嵌入到各种设计中配合使用。本产品板载mos开关,支持一键断电。 


四、产品参数

输入电压:0-30V(实际测试中12V长时间运行无故障,BTN7971b官方手册声称支持电压可达45V,板载电解电容耐压为35V,保险起见若供电电压需超过30V,请换用更高耐压的电解电容)

输出电流:0-70A(大功率工作时请自行增加散热,比如在芯片上贴散热片,安装散热风扇等)

工作温度:-40-150°C(小心烫伤)

PWM工作频率:1K-25K(频率越高电机响应越快,芯片发热越严重)

对外接口:

两路PWM信号输入:PWMA、PWMB

两路方向控制:DIR_A、DIR_B(高电平正转,低电平反转)

两路电流反馈输出(输出电压信号,电压信号与模块输出电流成正比,接入单片机ADC使用)

电源输入:XT60

开关控制:可使用拨动开关控制,也可通过导线或插座连接额外的继电器实现程序控制。

PCB尺寸:45.1mm*61.8mm

安装孔位:38.046mm*54.805mm

四层板设计(两层信号层,两层内电层保证大电流情况下不炸板子) 单面布局(便于焊接)

项目模块制造大概成本:各类芯片+阻容40元以内,PCB硬创社购买可免费打样。


五、使用说明

全输入隔离大功率双路直流电机驱动模块硬件项目图1全输入隔离大功率双路直流电机驱动模块硬件项目图2

本模块可驱动两路直流电机,XT60口接电源,将开关拨至上图所示GND处开机,拨至10V处关机,关机时由于电容内存有电荷,电源指示灯会缓慢熄灭,此乃正常现象。

板载开关后方预留三个焊盘,可以通过焊接xh2.54插座、排针排母、导线等方式实现外接继电器控制模块开关,实现程控开关机等功能。

全输入隔离大功率双路直流电机驱动模块硬件项目图3

本模块左侧为a电机驱动,右侧为b电机驱动,pwm口输入方波通过改变占空比实现调速,DIR口输入高低电平控制正反转。电机线焊接于驱动背面焊盘。

IA、IB为电流反馈接口,输出与电机运行电流成正比的电压信号,为适配不同型号的单片机,用户可自行调节R15、R16、R25、R26电阻以实现分压与阻抗匹配。(stm32使用时默认0R即可)。

3V3与GND为逻辑芯片电压供电,需要从外部输入。理论上3V3接入5V时本模块可以支持5V IO口电平的单片机使用(如stc系列单片机)没试过,可以试一试。

六、备注

1.附件说明

部分丝印示意图.zip

其中标示了PCB板上未标注的元件丝印位号

源BOM单+部分购买链接(仅供参考).zip

其中提供了除贴片电阻电容外的其他电子元器件淘宝购买链接(供参考)

2.模块成本

按照源BOM单+部分购买链接计算可知,淘宝购买元器件情况下本模块制作成本不会超过40元。

3.注意事项

由于国内芯片市场鱼龙混杂,btn7971芯片市场上很多打磨翻新货,大功率使用请务必购买正品,否则不保证参数符合官方手册宣传。

大功率使用时,请为四个驱动芯片以及mos管安装散热片或加装散热风扇。

板子背面电源部分阻焊开窗,焊接时请用焊锡堆满以保证大电流正常通过不炸板子。

4.关于器件购买

负责控制驱动电源开关的PMOS:IPB100P03P3L04为冷门型号,立创商城中没有,源BOM单+部分购买链接(仅供参考).zip中提供了淘宝购买链接。

全输入隔离大功率双路直流电机驱动模块硬件项目图4

七、测试视频

1.电机调速,正反转测试

使用单片机输出占空比可调的方波,占空比越高电机转速越快。改变DIR口电平,电机旋转方向改变。


2.电流反馈功能测试

万用表测量IA口与GND之间的电压,通过改变电机转速与用手捏住电机轴加大负载的方式可以看出,电机运行电流越大,IA口输出电压越大,IB口同理


电机驱动 直流电机 光耦隔离 大功率 电流采样反馈
最近更新时间 2022-10-20 15:21:17
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