He aha te taraiwa motuka

Ko nga punaha whakahaere hiko katoa e pa ana ki tetahi waahi miihini. Ko nga Microcontrollers (MCU) ka whakaputa tohu arorau iti-naianei. Heoi ano, ko nga motuka ahumahi me nga umanga arumoni e tono ana i nga hiko teitei, ngaohiko teitei kia pai te mahi. Ko te hono tika i tenei wehenga nui ka arahi ki nga rahunga kino. Ki te kore e tika te wehe, ka tupono koe ki te pupuhi i nga MCU, te ngoikoretanga o te waiariki, me te koretake o te mahi motuka. Ko te hononga tika e kore e taea te hapai i nga hiahia tinana o te hurihuri i nga kawenga inductive taumaha. Ko te neke atu i tua atu o nga whakamaramatanga taketake, ka wawahia e tenei aratohu nga hoahoanga matua kei muri i te whakawhirinaki taraiwa motoka . Ka tuhurahia e matou nga tawhā whiriwhiri matua, nga rautaki whakahaere waiariki, me nga ahuatanga whakamarumaru e hiahiatia ana mo te tuku arumoni pono. Ma te mohio ki enei huānga ka noho haumaru to punaha. Ka whakamanahia te mahi tino pai me te kore e whakararu i to ara iahiko arorau ngawari. Ka ako koe me pehea te whakarite i nga topologies hiko tika ki o whakaritenga whakahaere motini.

Nga Taketake matua

• Te Mahi Matua: Ka mahi te taraiwa motuka hei whakakaha o naianei me te ngaohiko, e wehe ana i te ara iahiko arorau (MCU) mai i te ara iahiko hiko (uta moto).

• Topology Dictates Application: Ko te kowhiringa ka whakawhirinaki nui ki te momo motuka (Brushed DC, BLDC, Stepper) me te hoahoanga hiko (Nga FET Whakakotahi me nga Kaitaraiwa Keeti o waho).

• Ko te Tiakitanga he Ahua-Tirohia: Ko te arotake-akomanga hinonga me aro ki nga whakamarumaru-a-roto penei i te Whakaweto Ngaaahu (TSD), Te Tiaki Ake (OCP), me te Maukati Ngaohiko (UVLO).

• Whakahaere Weariki: Ko te tino take whakatiki i roto i te whakatinanatanga taraiwa motuka he iti noa te reanga teitei o naianei, engari ko te $R_{DS(on)}$ me te kaha tohanga wera o te PCB.

Te Raruraru Hangarau: He aha e kore e taea e nga MCU te peia tika nga motuka

Te Arorau me te Wehenga Mana

Ka mahi nga microcontrollers i roto i te taiao ngawari, tino whakarite. Ko te tikanga ka whakaputa i nga taumata arorau o te 3.3V, 5V ranei. Ko te kaha o naianei o naianei e pa ana ki te 20 ki te 40 milliamperes (mA). Ka mahi nga motuka i roto i te riiki hiko rereke. Ahakoa nga motuka arumoni iti e hiahia ana kia 12V, 24V, 48V+ ranei nga reera hiko. Ka toia e ratou nga amperes maha o te ia tonu hei whakaputa taipana. Kaore e taea e te pine MCU paerewa te tuku i te naianei mata e hiahiatia ana hei whakakaha i nga miihini miihini taumaha. Mena ka ngana koe ki te whakakaha tika i tetahi motuka mai i te titi arorau, ka nui ake koe i nga rohe wera me nga rohe o te MCU. Ka wera te silicon i roto i nga manomano.

Morearea Uta Inductive

Ko nga motuka he kawenga arataki. Kei roto i a raatau he waea waea kua takai ki nga uho autō. Ina tangohia e koe te hiko mai i te motini hurihuri, ka tere te tiango o te papa autō huri noa i aua piira. Ko tenei tiango ka whakaputa i te ngaohiko whakamuri ohorere. Ka karangahia e nga miihini tenei ahuatanga ko te ngaohiko rererangi, he EMF hoki. Na te mea ka mahi nga motuka hei kaihanga i te wa e huri haere ana, ka tukuna e ratou te kaha nui ki te ara iahiko taraiwa. Ki te kore he parepare taratahi, ka haere totika atu enei titaha ngaohiko tutu ki roto i o wahanga taumata arorau ngoikore. Ka whakakorea te microcontroller inamata. Karekau e taea te whiriwhiringa te ara iahiko tiaki i te wa e pa ana ki nga waahanga whakauru.

Ko te Hangahanga Rongoa

Ko te otinga me whakauru he paparanga taputapu takawaenga pakari. A Ka whiwhi te taraiwa motuka i nga tohu mana iti-kaha, penei i te PWM, i te SPI ranei, mai i te MCU. Ka whakamaoritia enei tohutohu ngawari ki te huri i nga reera hiko teitei me te whakaweto. Ka whakamahia e ia nga transistors o roto, o waho ranei hei hapai i nga mahi taumaha. He pai te wehe a te kaitaraiwa i te roro tairongo o to punaha mai i nga ahuatanga kino o nga motuka motuka. Ma te noho wehe i nga huarahi ngaohiko teitei mai i nga huarahi arorau, ka whakarite koe i te pumau o te punaha mo te wa roa.

Te whakarōpū i nga otinga taraiwa motuka

Ma te Taumata Whakauru

Me ata whiriwhiri nga miihini i waenga i nga maramara whakauru me nga hoahoanga o waho i runga i nga whakaritenga hiko.

• Nga Kaitaraiwa Motika Whakakotahi: Kei roto i enei taputapu nga MOSFET hiko i hangaia i runga i te mate silicon. Ka tukuna e ratou he tapuwae tino kiato. He pai rawa atu mo nga tono hiko iti-ki-waenga penei i te karetao papamahi me nga gimbal kamera. Heoi, ko o raatau transistors o roto ka tino aukati i te tohanga wera.

• Kaitaraiwa Keeti (Nga Kaitaraiwa o mua): Karekau enei IC e huri tika i te naianei motika taumaha. Engari, ka whakahaerehia e ratou nga keti o nga MOSFET nui, waho. E tino hiahiatia ana mo nga tono ahumahi mana nui. I roto i nga ahuatanga taumaha, ka nui ake nga tepe waiariki whakauru. Ko nga MOSFET o waho e tuku ana i nga whakamaarama nui me te whakahaere wera.

Na Topology Motor

Ko te hanganga awhiowhio o roto o to motuka e tohu ana i to whiringa taraiwa. Kaore e taea e koe te whakakotahi me te whakataurite i nga topologies i nga wa katoa.

1. Atekōkiri DC Paraihe (H-Bridges): Ko enei taraiwa e aro ana ki te whakahaere ararua ngawari. Ka huri i nga takirua hauroki o te whakawhiti i roto i te whirihoranga H-piriti hei huri i te rere o naianei. He ngawari ki te whakatinana me te hiahia kia iti ake te waehere ki runga.

2. Kaitaraiwa Motika Stepper: Ko enei waahanga e arotahi ana ki te tino tika me te tuunga tukurua. Kei roto i a raatau nga pukenga microstepping matatau me nga tohu tohu o roto. Ka whakahaere i te ia ki raro ki te miramira. Ma tenei mana whakahaere tika ka taea e ratou te pupuri i tetahi koki kakau motuhake.

3. Nga Kaitaraiwa DC Brushless (BLDC): He tino uaua enei hoahoanga. Ka whakahaerehia e ratou te mana whakahaere 3-waahanga e hiahia ana ki te whakawhiti hiko tika. Ka whakamahi pea ratou i nga pukoro-a-tinana-a-tinana, ka whakawhirinaki ranei ki nga taarua rapunga whakamuri-EMF uaua. E tono ana ratou kia nui ake te tukatuka ki runga ake me nga tikanga taraiwa kuaha motuhake.

Paearu Aromatawai Matua mo te Rarangi Poto Kaihoko

Ngaohiko me te Ruuma Upoko o naianei

Ko te whiriwhiri i te waahanga tika me titiro ki mua i nga tohu hokohoko i te wharangi kotahi o te papararaunga raraunga. Me kaha koe ki te arotake i nga whakatauranga o naianei tonu. Ko te hapa kino noa ko te rahinga o te punaha i runga anake i te naianei e rere ana. Me whai whakaaro koe mo nga ia o te tuunga. I te wa e tukituki tinana ana te motoka ki tetahi arai, ka tino piki te utu o naianei ki nga taumata teitei. Me ora te kaitaraiwa i enei mahi ohorere nui me te kore e rewa. I tua atu, ata tirohia te awhe ngaohiko whakahaere morahi. Ko te waahanga e hiahia ana kia nui te rūma upoko ki runga ake i te ngaohiko tuku. Ko tenei tawhē taapiri e mau ana i nga rereketanga o te tuku hiko me nga tii o te regenerative braking.

Ngaawari ($R_{DS(i)}$)

Ko te whakahaerenga wera e tohu ana i te pono o te punaha. Ko te tawhā tino nui i konei ko $R_{DS(on)}$, ko te 'Atete-Aki' o nga MOSFET o roto. He mea tino nui te aukati o raro. E ai ki te Ture Tuatahi a Joule ($I^2R$), ka tau te mate hiko ki te tapawha o te ia. Ko te transistor kaha-nui ka whakaputa i te wera nui i te wa e mahi ana. Ko te whakaheke i te $R_{DS(on)}$ ka tino whakaitihia tenei para waiariki kino. Ka whakaitihia to hiahia mo nga whakamahana o waho. Hei tauira, ko te pana 3 Amps i roto i te 0.5-ohm FET ka puta te 4.5 Watts o te wera. Ko te pana i te ia o te ia na roto i te 0.05-ohm FET hou ka puta he 0.45 Watts anake. Whakaritea i nga wa katoa kia iti te aukati.

Nga Atanga Whakahaere

Whakaarohia me pehea te korero a to microcontroller matua ki te taraiwa IC.

Ko nga titi taputapu taketake e whakawhirinaki ana ki nga tohu PWM me nga tohu Aranga. He tino ngawari ki te whakatinana engari kaore he urupare whakahaere. He rereke, ko nga atanga rangatū penei i te SPI te iriti i nga tātaritanga matatau. Ka taea e koe te whakatau i nga rohe o naianei i runga i te rere. Ka tukuna ano e ratou nga hapa motuhake ki te MCU i te waa tuuturu, e whakanui ana i te maarama o te punaha.

Nga Ahuatanga Whakamarumaru me te Tautukunga

Ko nga punaha whakahaere motini pono e hiahia ana kia tino kore-haumaru. Me taka te IC me te kore e whakangaro i te motuka, i te papa arorau matua ranei. Kia ata titiro mo enei whakamarumaru taputapu i roto i to wahanga arotakenga.

• Parenga o te Awa (OCP): Ka mahi tenei tikanga hei whakangao hiko. Ka aro turuki i te ia e rere ana i roto i nga wahanga whakaputa. Ka tapatapahia tonutia te hiko mena ka nui ake te au i te tepe kua whakaritea i mua. Ka aukati i te pakaru o nga taputapu kino i te wa e tu ana nga motuka motuka, i nga waahi poto ohorere ranei.

• Whakaweto Ngawha (TSD): Ka rewa te Silicon ki te wera rawa. Ka aro turuki tonu te ara iahiko TSD i te pāmahana o te hononga o roto. Ka whakakorea katoatia nga putanga taraiwa ina nui ake te mahana i nga rohe haumaru. Ma tenei ka aukati i te rewa tonu o nga taputapu me te tuku i te maramara ki te ora ano ina whakamatao.

• Maukati Ngaohiko (UVLO): I te wa e paheke ana nga taputapu hiko tuatahi i raro i nga kawenga taumaha, ka uru nga transistors o roto ki tetahi rohe raina kino ka wera. Ka aukati a UVLO i tenei whanonga whakawhiti pohehe. Ka tutakina e ia te maramara katoa ina heke te ngaohiko tuku ki raro i nga paepae whakahaere.

• Te Tiaki Maamaa (Whakawhiti Whakawhiti): I roto i tetahi H-piriti, ko nga FET taha teitei me te taha iti o runga i te waewae kotahi me kaua e huri i te wa kotahi. Ki te mahi, ka hanga e ratou he ara iahiko poto ki te whenua. Ko te whakamarutanga pupuhi-a-roto ka whakauru i te 'wa mate' ki waenga i nga ahuatanga whakawhiti. Ma tenei ka whakarite kia kore e puta nga ara iahiko poto i nga huringa tere.

Morearea Whakatinana me nga Whakaaro Whakatauira

PCB Tahora Tino

Ko te hangahanga kohakore kaore e kii he tauira mahi. Ko te whakatakotoranga PCB tinana e whakaatu ana i nga mahi wera o te ao. Ko te nuinga o nga IC taraiwa-matau e tino whakawhirinaki ana ki te papa rererangi PCB hei whakamaarama tuatahi. He papa waiariki e kitea ana i raro i te kete. Mena kei roto i to tahora nga tohu parahi angiangi, he iti ranei nga waiariki waiariki i raro i tenei papa, ka whakakorea e koe nga whakatauranga waiariki papaarangi. Ka wera rawa te maramara ka puta te TSD ki raro rawa atu i ona rohenga o naianei kua panuitia. Me whakamahi i nga wa katoa nga ringihanga whanui, 2oz te matotoru parahi ki te taea, me te tini o nga waiariki waiariki hei neke atu i te wera mai i te silicon.

Te Wetewete me te Puakaha Nui

Ko te huri i nga kawenga arataki nui ka tere te whakaputa haruru hiko. Me whakanoho e koe nga pūnga iahiko nui kia tata rawa ki nga titi whakangao hiko o te taraiwa. Ko enei punga iahiko hei putunga hiko o te rohe tonu. Ka whakahaerehia e ratou nga huringa whakawhiti tere-nui me te aukati i nga ngaohiko nui o te rohe. Ko te kore e aro atu ki nga ture o te punga kaha nui ka puta he hua kino. Ka wheako koe i nga keemu UVLO teka, te whanonga motuka pohehe, me nga take EMI nui. Ko te tikanga pai ko te whakamahi i te whakakotahitanga o nga punga hiko hiko nui mo te rokiroki hiko nui me nga punga uku iti hei tarai i te haruru nui.

Taonga tuku iho ki nga IC o naianei

A ape i te hoahoa i nga punaha hou mo nga waahanga tawhito penei i te L293D, L298N rongonui ranei. Ko enei maramara tuku iho e whakamahi ana i nga transistors junction bipolar tawhito (BJT). Ka mamae nga BJT i ​​te hekenga ngaohiko o roto. Ka hurihia e ratou te nui o to mana whakauru ki te wera kore. E hiahia ana ratou ki nga whakamahana konumohe nui, taumaha ki te hapai i etahi rau milliamps. Ka whakamahia e nga taraiwa DMOS, CMOS ranei nga MOSFET tino pai. He tino makariri ake te oma, ka pupuri i te kaha o te hiko, me te tuku i nga au teitei teitei ake i roto i te hautanga o te tapuwae tinana.

Te Whakamutunga me nga Mahi Panuku

Ko te kawe mai i tetahi punaha whakahaere mooni pono ki te maakete me tupato, me te mohio ki te whiriwhiri taputapu. Te whiriwhiri i te pakari Ko te kaitaraiwa motopaika e hiahia ana kia taurite tonu te ohanga o to motini me te topology ki nga rohe wera o te taraiwa. Kaua rawa koe e whakararu i nga ahuatanga whakamarumaru i roto. Ko te tango pokatata i runga i te whakahaere waiariki, i te whakamarumaru iahiko ranei, ka kore e kore ka rahua te mara.

• Te arotake tika i nga whakaritenga o naianei o to tono o naianei me te tihi o nga waahi o naianei.

• Whakatauhia o manakohanga mana arorau i te timatanga o te waahanga hoahoa (PWM ngawari me te SPI-taonga tātaritanga).

• Whakaritea te $R_{DS(on)}$ iti rawa hei whakangwari i to whakahaere waiariki me te whakaiti i te rahi PCB.

• Whakatauritehia nga papaaarangi hou mai i nga kaihoko hiko hikoi ki te manatoko i nga waahi kore-ahuru penei i te OCP me te TSD.

FAQ

Q: He aha te take e hiahia ana matou ki te taapiri hiko mo te taraiwa motuka?

A: He nui ake nga ngaohiko o naianei me te teitei ake o nga motuka i nga papa arorau ka taea te whakarato. Ka wehea e te toha hiko motuhake nga waahanga arorau tairongo. Ka whakapumau i te heke ohorere o te ngaohiko motuka, te haruru hiko nui ranei e kore e tautuhi, e kino tinana ranei te microcontroller.

Q: He aha te rereketanga i waenga i te taraiwa motuka me te kaiwhakahaere motuka?

A: Ko te taraiwa te 'uaua' te kawenga mo te tuku hiko mata me te whakawhiti ngaohiko teitei. Ko te kaiwhakahaere ko te 'roro.' Ka hangaia e te kaiwhakahaere te arorau PWM, te whakahaere i nga koropiko PID, me te tukatuka i nga urupare encoder. Ko etahi o nga IC hou e whakauru ana i nga mahi e rua ki te maramara kotahi.

Q: He aha i wera ai taku taraiwa motuka i te wa e mahi ana?

A: Ko te wera ko te $R_{DS(on)}$ o nga transistors o roto me nga ngaronga whakawhiti tuuturu. Mena ka nui ake te mahana i nga rohe haumaru, me hiahia koe ki te taraiwa he iti ake te whakatauranga aukati. Ko te tikanga, me whakapai ake koe i te whakamaarama wera o te PCB me te whakapai ake ranei ki tetahi hoahoanga taraiwa-a-waho.