Здравствуйте, уважаемые читатели!
Представляю вам очередной обзор продукции китайской электронной промышленности, на этот раз у меня на столе плата для ШИМ-управления двумя коллекторными двигателями 3-36V с реверсом.
Я предварительно планирую использовать её для управления 12-вольтовыми линейными приводами форточек и дверей в теплице в новой версии контроллера. Поэтому данная статья в первую очередь шпаргалка для меня самого. Почему я не хочу интегрировать мосты на основную плату? Потому что в случае неисправности заменить плату мостов на подменную гораздо проще и быстрее, чем ремонтировать её (но нужно иметь замену, конечно).
Предупреждение! Статья не закончена: данные “ходовых испытаний” пока не получены. Поэтому статья будет дополнена позже, по мере испытания на реальной нагрузке.
Технические характеристики
Производитель заявляет следующие данные:
- Напряжение питания логики – 5В
- Уровни TTL логики управления – 5В
- ШИМ модуляция скорости вращения – от 0% до 99%
- Возможность смены направления движения
- Напряжение питания нагрузки – от 3 до 36В
- Ток нагрузки максимальный – 15А
- Кратковременный допустимый ток – 30А
- Размеры 60 х 110 мм
Если будете заказывать данную плату, обратите внимание на то, что в продаже имеется две версии. На другой, “усовершенствованной”, версии в центре платы имеется еще один “электролит”, и немного изменена схема преобразователя напряжения. По слухам, новые платы не всегда работают, но проверить я это не могу.
Плата имеет два идентичных друг другу канала управления, поэтому можно управлять сразу двумя электродвигателями. На входе установлена обычная стандартная гребенка, которая не отличается высокой надежностью в процессе эксплуатации. Поэтому я впоследствии заменю ее на разъем XH2.54, ибо они мне нравятся гораздо больше.
Разъем управления
На плате тут и там видны следы неотмытого флюса, особенно на оборотной стороне. Разъемы и силовые элементы паяются вручную.
На нижней стороне отсутствуют два диода D2 и D4. Но взамен присутствуют потеки флюса.
На нижней стороне отсутствуют два диода D2 и D4 (см. схему ниже). Силовые дорожки снизу “усилены” припоем, но на верхней стороне такого нет – только луженая медь.
Некоторые микросхемы явно допаивали вручную:
Поэтому прежде чем ставить плату в готовое устройство, стоит немного поработать щеткой и средством для отмывки флюса.
Схема
Разумеется, никто не предоставляет никаких datasheet-ов и схем на данную плату, поэтому мне пришлось сделать реверс-инженеринг и нарисовать её самому. Надеюсь, я нигде не напутал.
Основная логика
Каждый из двух каналов имеет похожую схему, которая включает в себя логику управления и по две микросхемы драйвера моста, которые в свою очередь, управляют ключевыми MOSFET-транзисторами.
Основная логика управления
На входе установлена микросхема 74HCT02D, которая содержит в себе четыре 2-входовых вентиля NOR (“2ИЛИ-НЕ”). Входы имеют ограничительные диоды защиты.
С моей точки зрения очень жаль, что здесь установлена именно 74HCT02D, которая рассчитана на 5-вольтовую TTL-логику. Была бы 74HC02D (CMOS-уровни) – можно было бы напрямую подключать плату к ESP32. С другой стороны, на Ali есть отзыв, что сгоревшая из-за перегрузки плата утянула за собой и контроллер Arduino. Так что оптроны между микроконтроллером и этой платой точно не помешают, а ими же можно будет одновременно и согласовать логические уровни.
Два элемента используются просто как инверторы, на двух других реализована логика переключения направления движения мотора, в результате чего логические уровни на выходах 4 и 13 являются противоположными друг другу (противофазными).
Далее, этими сигналами запускаются два драйвера IGBT/MOSFET-полумоста на микросхемах L6384ED.
Эта микросхема имеет несколько уровней защиты от сквозного тока через ключевые транзисторы полумоста, в том числе функцию deadtime, настраиваемой через внешний резистор, подключенный к выводу DT/SD. Логические входы совместимы с CMOS/TTL логикой, что упрощает взаимодействие с управляющими схемами.
Интересно, что две микросхемы (в разных каналах по одной) оснащены вootstrap-диодами Шоттки D3 и D5, а две – нет.
Ключевые MOSFET-транзисторы
Собственно сам H-мост собран на N-канальных MOSFET-ах IRF3205:
Этот транзистор по даташиту допускает нагрузку до 55В и 75~110А, и имеет сопротивление в открытом состоянии 0.0065 Ом/66А, 10В. То есть с большим запасом. Но это характеристики оригинальных транзисторов. Какие установлены в данном случае – знает только производитель этих самых транзисторов, и, возможно, производитель платы. Кроме того, эти характеристики приведены для использования на массивном радиаторе с эффективным теплоотводом, чего нет в данном случае. Поэтому производитель платы ограничивает ток моторов на 15А.
Ну а я немного позже проверю, выдержат ли данные транзисторы ток 12В 6А без значительного нагрева, и дополню данную статью (на сайте, на дзене будет отдельная статья-дополнение).
Преобразователь напряжения
Так как для работы драйверов требуется напряжение 11,5~16В, на микросхеме MC34036A собран повышающий импульсный DC-DC преобразователь:
Меня только смутил резистор R7, по даташиту и схемам в интернете он должен быть номиналом 0,22 ~ 0.33 Ом. Здесь же мы видим маркировку 0 Ом, то есть “перемычка”. Впрочем, реальное сопротивление у этой перемычки вполне может быть эти самые 0,22 Ома.
При подаче питания на логику на выходе преобразователя тестер показывает выходное напряжение около 15 вольт.
Включать будем позже. Продолжение следует…
Пожалуйста, оцените статью:
-= Каталог статей (по разделам) =- -= Архив статей (подряд) =-
https://mosiacom.ru:8443/cameras/PavlovskiyPontonnyymost/embed