自制H桥有刷电机驱动板


    一个简单的电机驱动板可以分为以下几部分:1.电源转换 2.H桥驱动 3.STM32及外设接口 4.电流检测。

    电源转换模块有两个,一个是24V转5V,一个是5V转3.3V。24V转5V用的是JW5026芯片,这是一款DC-DC降压芯片,输入电压最大40V,输出电流最大1A。具有外部器件较少,需要的PCB布局较小的特点,也可以被同种的DC-DC芯片代替,因为大多数DC-DC转换芯片的原理和外围电路类似。5V转3.3V用的是TPS70933,这个属于线性LDO电压转换芯片,主要是输出纹波小,需要的外部器件少。

自制H桥有刷电机驱动板_第1张图片

   DC-DC降压芯片也叫“斩波芯片”,顾名思义,就是将输入的24V直流电压先斩成一段一段类似PWM波形式的脉冲电压,电压的最大值24V,平均值5V。SW就是输出脉冲电压的引脚,因此,当电源转换芯片出问题时可以用示波器打下SW端的电压,看是否输出了对应的脉冲波形。从芯片手册中可以看出这是SW端输出脉冲电压的频率是1.1MHZ,这已经属于高频信号,在PCB的布局中,此脚引出的信号线要尽可能的粗,短,推荐用一块短而宽的铜皮很快连入电感,减小功率信号的损失。斩出来的信号经电感整流过后就接近是直流电压了,当然还要配合后面的输出电容稳压,储能,滤波。
     
   电感的选择十分关键,还记得自己第一次设计的时候选了一个直插式的电感 ,结果当然烧芯片啦,直插式的电感引脚那么长,而且细,应该不适合这个芯片,到目前为止,还没看过哪个这种类型的DC-DC芯片用直插电感的(不过要是有兴趣可以试一下,说不定我是错的呢,也可能当时是其他的原因)。还要注意电感的饱和电流这个参数,最好大于你所需电流的25%,留点余量。电感的电感值大一点没关系,但不能小。
自制H桥有刷电机驱动板_第2张图片      5V转3.3V的芯片就比较好用了,简单易懂,输入和输出各加一个2.2uf的电容就行了,对布局没什么要求,一般就是说输入,输出电容尽可能靠近芯片引脚。

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         NMOS驱动芯片是IR2401S,供电电压24V可能有点高,看过一些其它的电路会多一个24V转18V的模块,18V给IR2401S供电,做成18V供电当然更好,但24V供电也可以用,有点极限。
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     电流检测用的是一款通用运放LMV321,电压放大倍数=(R26+R27)/R27,此处电压放大11倍。根据芯片手册上所说4.7pf的电容是防止电路铃振的。曾经我还用过INA240加REF2033(提供一个基准电压源)检测电流,但通过程序中示波器看出两者的电流波形相差不大,就采用了LMV321,简单实用。看过其他的板子也有采用霍尔芯片测电流的,有兴趣可以试一下。


    PCB板比较重要的布局模块是 24V转5V模块,H桥模块

    24V转5V电压转换芯片布局参考:
    1.电压转换芯片尽可能靠近电源输入,输入电源线宽且短
    2.输入电容尽可能靠近输入引脚
    3.SW引出线要宽且短
    4.反馈电压从输出电容采集,尽量远离SW端
   H桥电路布局参考:
   分清哪些是信号线,哪些线上要通过大电流,信号线可以用细线,大电流的线用fill或polygon连接,实在不好画宽,可以开窗后加锡,增加过流能力。

  电路图会在我的资源里给出,有什么说的不好的地方欢迎大家指正。
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