Các bộ phận khác nhau của động cơ có yêu cầu thiết kế khác nhau.
1. Phần chuyển đổi đầu vào và cấp độ:
Đường tín hiệu đầu vào được giới thiệu bởi DATA, chân 1 là đường mặt đất và phần còn lại là đường tín hiệu. Lưu ý rằng 1 chân chạm đất được kết nối với điện trở 2K ohm. Khi bảng điều khiển và vi điều khiển được cấp nguồn riêng, điện trở này có thể cung cấp đường dẫn cho dòng tín hiệu chảy ngược lại. Khi bảng điều khiển và vi điều khiển chia sẻ một bộ nguồn, điện trở này có thể ngăn dòng điện lớn chạy dọc theo dây dẫn chảy xuống đất của bảng vi điều khiển. Nói cách khác, nó tương đương với việc tách đường mặt đất của bảng điều khiển khỏi đường mặt đất của vi điều khiển để đạt được "nối đất một điểm".
Op amp KF347 tốc độ cao (cũng có sẵn như TL084) hoạt động như một bộ so sánh so sánh tín hiệu logic đầu vào với điện áp tham chiếu 2.7V từ chỉ báo và diode và chuyển đổi nó thành tín hiệu sóng vuông gần với nguồn điện biên độ điện áp. Phạm vi điện áp đầu vào của KF347 không thể gần với điện áp cung cấp âm, nếu không sẽ xảy ra lỗi. Do đó, một diode ngăn phạm vi điện áp tràn vào được thêm vào đầu vào của op amp. Một trong hai điện trở ở đầu vào được sử dụng để giới hạn dòng điện và một được sử dụng để kéo đầu vào ở mức thấp khi đầu vào bị nổi.
LM39 hoặc bất kỳ bộ so sánh mạch hở nào khác không thể được sử dụng thay cho op amp, bởi vì trở kháng đầu ra mức cao của đầu ra mạch hở là trên 1 kΩ, và điện áp rơi lớn và bóng bán dẫn của cái sau giai đoạn không thể được tắt.
2. Phần ổ cổng:
Mạch gồm bóng bán dẫn phía sau và điện trở và ống Zener khuếch đại thêm tín hiệu, điều khiển cổng của FET và sử dụng điện dung cổng của chính FET (khoảng 1000pF) để trì hoãn FET của nhánh trên và dưới của Cầu H. Dẫn điện đồng thời ("dẫn trạng thái chung") gây ra đoản mạch trong nguồn điện.
Khi đầu ra của op amp ở mức thấp (khoảng 1V đến 2V, nó không thể đạt đến 0 hoàn toàn), bóng bán dẫn thấp hơn sẽ bị tắt và FET được bật. Các bóng bán dẫn trên được bật, FET bị tắt và đầu ra cao. Khi đầu ra của op amp cao (xấp xỉ VCC- (1V đến 2V) và không thể đạt tới VCC hoàn toàn), bóng bán dẫn thấp hơn sẽ được bật và FET bị tắt. Các bóng bán dẫn trên bị tắt, FET được bật và đầu ra thấp.
Các phân tích trên là tĩnh. Sau đây là thảo luận về quá trình chuyển đổi động: điện trở trên của triode nhỏ hơn 2 kΩ, do đó điện tích trên điện dung cổng của FET có thể nhanh chóng được giải phóng khi tắt bóng bán dẫn. Đóng cửa nhanh chóng. Tuy nhiên, phải mất một thời gian nhất định để bóng bán dẫn được sạc bằng điện trở 2 kΩ khi bóng bán dẫn được bật từ bật sang tắt. Tương ứng, FET chuyển từ bật sang tắt với tốc độ nhanh hơn từ tắt sang bật. Nếu hành động chuyển mạch của hai bộ ba sinh học xảy ra cùng một lúc, mạch này có thể làm cho các FET của cánh tay trên và dưới bị phá vỡ và sau đó vượt qua, loại bỏ hiện tượng dẫn truyền trạng thái chung.
Trong thực tế, điện áp đầu ra của op amp cần thay đổi trong một khoảng thời gian nhất định. Trong thời gian này, điện áp đầu ra của op amp nằm ở giữa điện áp cung cấp dương và âm. Tại thời điểm này, hai bóng bán dẫn được bật cùng một lúc và FET bị tắt cùng một lúc. Vì vậy, mạch thực tế là an toàn hơn tình huống lý tưởng này.
Một diode Zener 12V cho cổng FET được sử dụng để ngăn sự cố quá điện áp cổng FET. Điện trở của cổng FET chung là 18V hoặc 20V, và điện áp đặt trực tiếp vào 24V sẽ bị hỏng. Do đó, diode Zener này không thể được thay thế bằng một diode bình thường, nhưng nó có thể được thay thế bằng điện trở 2 kΩ. Áp suất riêng phần 12V.
3. Phần đầu ra của ống hiệu ứng trường:
Trong FET công suất cao, có một diode được kết nối song song ngược giữa nguồn và cống. Khi được kết nối với cầu H, nó tương đương với bốn điốt được sử dụng để loại bỏ điện áp tăng vọt trong cực đầu ra. Do đó, không có diode bên ngoài. Kết nối song song của một tụ điện nhỏ (giữa out1 và out2) ở đầu ra có những lợi thế nhất định trong việc giảm điện áp cực đại do động cơ tạo ra. Tuy nhiên, có một tác dụng phụ của dòng điện cực đại khi sử dụng PWM, do đó công suất không được quá lớn. Tụ điện này có thể được bỏ qua khi sử dụng động cơ công suất thấp. Nếu bạn thêm tụ điện này, bạn phải sử dụng điện áp chịu được cao, các tụ gốm thông thường có thể bị đứt mạch.
Một mạch điện gồm một điện trở và một diode phát sáng và một tụ điện được mắc song song ở đầu ra cho biết hướng quay của động cơ.
4. Chỉ số hiệu suất:
Điện áp cung cấp điện là 15 ~ 30V và dòng điện đầu ra liên tục tối đa là 5A / mỗi động cơ. Nó có thể đạt tới 10A trong thời gian ngắn (10 giây) và 30KHz ở tần số PWM (thường là 1 đến 10KHz). Bảng mạch chứa bốn đơn vị độc lập logic và các đầu ra được kết nối để tạo thành một đơn vị khuếch đại công suất cầu H, có thể được điều khiển trực tiếp bởi một máy vi tính đơn chip. Nhận ra vòng quay hai chiều và điều chỉnh tốc độ của động cơ.
5. Đấu dây:
Đường dây cao nên ngắn và dày nhất có thể, và cố gắng tránh đi qua lỗ thông qua. Nếu cần phải vượt qua lỗ thông qua, làm cho lỗ thông qua lớn hơn (> 1mm) và tạo một lỗ nhỏ thông qua miếng đệm. Mối hàn lấp đầy, nếu không nó có thể thổi. Ngoài ra, nếu sử dụng diode Zener, nguồn của FET phải càng ngắn và dày càng tốt để cung cấp điện và mặt đất. Mặt khác, ở dòng điện cao, điện áp rơi trên dây dẫn có thể đi qua bộ điều chỉnh sai lệch dương và Transitor bật lên đốt cháy nó. Trong thiết kế ban đầu, nguồn của bóng bán dẫn NMOS đã từng được kết nối với điện trở 0,15 ohm để phát hiện dòng điện. Điện trở này trở thành thủ phạm chính trong việc đốt bảng liên tục. Tất nhiên, nếu bạn thay thế bộ điều chỉnh điện áp bằng một điện trở, không có vấn đề như vậy. Trong cuộc thi Robocon năm 2004, chúng tôi chủ yếu sử dụng mạch này cho động cơ.
