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H桥电机驱动实现对大电流电机的驱动控制
一.简介 之前介绍过H桥电机驱动电路的基本原理，但是以集成的电机驱动芯片为示例。这些集成的芯片使用起来比较简单，但是只能适用于一些小电流电机，对于大电流的电机(比如：RS380和RS540电机），则不能使用这些集成的芯片（否则会导致芯片严重发热并烧毁）。此时便需要自行用半桥/全桥驱动芯片和MOS管搭建合适的H桥电机驱动电路实现对大电流电机的驱动控制。 二.示例原理图和PCB展示 此原理图和PCB采用的是网上分享的电路设计（IR2104半桥驱动+LR7843MOS管），为了便于焊接，对其中的一些封装进行了修改，并重新布线。 该电机驱动板有两个H桥电路，可以同时控制双路电机。可通过相应的控制信号来控制电机的转速和正反转。 1.原理图 2.PCB 3D图 三.辅助电路部分讲解 本驱动模块默认采用7.4V的锂电池组接入右侧的P1端子进行供电。 1.BOOST升压电路 ★BOOST升压电路采用的是MC34063这款芯片。此模块主要是将7.4V的输入电压升到12V后为后面的IR2104S半桥驱动芯片供电（需要12V的原因将在下面介绍）。此芯片的工作原理在此不多做介绍，可自行下载数据手册进行学习（后期会对此专门写一篇博客介绍）。注意事项： (1).此BOOST电路模块是此驱动板中较为容易出问题的部分，因此焊接时需要先对其进行焊接调试，确认没有问题后再进行后续的焊接。 (2).此电路需要尤其注意0.22Ω的精密电流检测电阻，如果电阻质量不合格很容易出现问题，导致电路不能正常工作。 2.降压稳压电路 ★降压稳压电路采用的是MIC5219这款LDO芯片。此电路模块将7.4V的输入电压降压稳压到3.3V给后面的74LVC245芯片供电。类似芯片较多，使用也较为简单。 3.隔离电路部分 在设计电机驱动板时，很多都会有一个用于隔离的电路模块。主要用于将控制器与H桥驱动电路隔离开，防止损坏控制器。 此电机驱动板采用了74lvc245这款三态输出的收发器芯片作为隔离芯片。也可以使用74HC125（三态四线非反相缓冲器）或74HC244（三态八线非反相缓冲器）。具体使用说明可参考相应的数据手册。 四.搭建的H桥驱动电路详解 1.简介在学习此部分之前，需要先掌握基础H桥驱动的工作原理， 自行搭建的H桥驱动电路一般都包括两个部分：半桥/全桥驱动芯片和MOS管。自行搭建的H桥驱动所能通过的电流几乎由MOS管的导通漏极电流所决定。因此，选择适当的MOS管，即可设计出驱动大电流电机的H桥驱动电路。 2.NMOS管IRLR7843 在选择MOS管搭建H桥时，主要需注意以下一些参数： ★1.漏极电流（Id）：该电流即限制了所能接入电机的最大电流（一般要选择大于电机堵转时的电流，否则可能在电机堵转时烧毁MOS管），LR7843的最大漏极电流为160A左右，完全可以满足绝大部分电机的需要。★2.栅源阈值电压/开启电压（Vth）：该电压即MOS管打开所需的最小电压，也将决定后续半桥驱动芯片的选择和设计（即芯片栅极控制脚的输出电压）。LR7843的最大栅源阈值电压为2.3V。★3.漏源导通电阻（Rds）：该电阻是MOS管导通时，漏极和源极之间的损耗内阻，将会决定电机转动时，MOS管上的发热量，因此一般越小越好。LR7843的漏源导通电阻为3.3mΩ。★4.最大漏源电压（Vds）：该电压是MOS管漏源之间所能承受的最大电压，必须大于加在H桥上的电机驱动电压。LR7843的最大漏源电压为30V。满足7.4V的设计需要。 3.半桥驱动芯片IR2104S 在H桥驱动电路中，一共需要4个MOS管。而这四个MOS管的导通与截止则需要专门的芯片来进行控制，即要介绍的半桥/全桥驱动芯片。 ★所谓半桥驱动芯片，便是一块驱动芯片只能用于控制H桥一侧的2个MOS管（1个高端MOS和1个低端MOS，在前述推荐的博客中有介绍）。因此采用半桥驱动芯片时，需要两块该芯片才能控制一个完整的H桥。 ★相应的，全桥驱动芯片便是可以直接控制4个MOS管的导通与截止，一块该芯片便能完成一个完整H桥的控制。这里使用的IR2104便是一款半桥驱动芯片，因此在原理图中可以看到每个H桥需要使用两块此芯片。 1.典型电路设计（来源于数据手册） 2.引脚功能（来源于数据手册） ★VCC为芯片的电源输入，手册中给出的工作电压为10~20V。（这便是需要boost升压到12V的原因） ★IN和SD作为输入控制，可共同控制电机的转动状态（转向、转速和是否转动）。 ★VB和VS主要用于形成自举电路。（后续将详细讲解） ★HO和LO接到MOS管栅极，分别用于控制高端和低端MOS的导通与截止。 ★COM脚直接接地即可。 3.自举电路 此部分是理解该芯片的难点，需要进行重点讲解。从上面的典型电路图和最初的设计原理图中均可发现：该芯片在Vcc和VB脚之间接了一个二极管，在VB和VS之间接了一个电容。这便构成了一个自举电路。 作用：在高端和低端MOS管中提到过，由于负载（电机）相对于高端和低端的位置不同，而MOS的开启条件为Vgs>Vth，这便会导致想要高端MOS导通，则其栅极对地所需的电压较大。 补充说明：因为低端MOS源极接地，想要导通只需要令其栅极电压大于开启电压Vth。而高端MOS源极接到负载，如果高端MOS导通，那么其源极电压将上升到H桥驱动电压，此时如果栅极对地电压不变，那么Vgs可能小于Vth，又关断。因此想要使高端MOS导通，必须想办法使其Vgs始终大于或一段时间内大于Vth（即栅极电压保持大于电源电压+Vth）。首先看下IR2104S的内部原理框图（来源于数据手册）。此类芯片的内部原理基本类似，右侧两个栅极控制脚（HO和LO）均是通过一对PMOS和NMOS进行互补控制。 自举电路工作流程图： 以下电路图均只画出半桥，另外一半工作原理相同因此省略。 假定Vcc=12V，VM=7.4V，MOS管的开启电压Vth=6V（不用LR7843的2.3V，原因后续说明）。（1）.第一阶段：首先给IN和SD对应的控制信号，使HO和LO通过左侧的内部控制电路（使上下两对互补的PMOS和NMOS对应导通），分别输出低电平和高电平。此时，外部H桥的高端MOS截止，低端MOS导通，电机电流顺着②线流通。同时VCC通过自举二极管（①线）对自举电容充电，使电容两端的压差为Vcc=12V。 （2）.第二阶段：此阶段由芯片内部自动产生，即死区控制阶段（在H桥中介绍过，不能使上下两个MOS同时导通，否则VM直接通到GND，短路烧毁）。HO和LO输出均为低电平，高低端MOS截止，之前加在低端MOS栅极上的电压通过①线放电。 （3）.第三阶段：通过IN和SD使左侧的内部MOS管如图所示导通。由于电容上的电压不能突变，此时自举电容上的电压（12V）便可以加到高端MOS的栅极和源极上，使得高端MOS也可以在一定时间内保持导通。此时高端MOS的源极对地电压≈VM=7.4V，栅极对地电压≈VM+Vcc=19.4V，电容两端电压=12V，因此高端MOS可以正常导通。 （此时，自举二极管两端的压差=VM，因此在选择二极管时，需要保证二极管的反向耐压值大于VM。） 注意：因为此时电容在持续放电，压差会逐渐减小。最后，电容正极对地电压（即高端MOS栅极对地电压）会降到Vcc，那么高端MOS的栅源电压便≈Vcc-VM=12V-7.6V=4.4V < Vth=6V，高端MOS仍然会关断。 补充总结： ★因此想要使高端MOS连续导通，必须令自举电容不断充放电，即循环工作在上述的三个阶段（高低端MOS处于轮流导通的状态，控制信号输入PWM即可），才能保证高端MOS导通。自举二极管主要是用来当电容放电时，防止回流到VCC，损坏电路。 ★但是，在对上面的驱动板进行实际测试时会发现，不需要令其高低端MOS轮流导通也可以正常工作，这是因为即使自举电容放电结束，即高端MOS的栅源电压下降到4.4V仍然大于LR7843的Vth=2.3V。 那么在上述驱动板中，自举电路就没有作用了吗?当然不是，由于MOS管的特性，自举电路在增加栅源电压的同时，还可令MOS管的导通电阻减小，从而减少发热损耗，因此仍然建议采用轮流导通的方式，用自举电容产生的大压差使MOS管导通工作。 4.控制逻辑 时序控制图： 简单看来，就是SD控制输出的开关（高电平有效），IN控制栅极输出脚的高低电平（即H桥MOS管的开关）。 在最上面的驱动板中，SD接到VCC，即处于输出常开状态。只需要对IN脚输入对应控制信号即可进行电机的驱动。上面为半桥的驱动方式，驱动一个H桥要同时对两个IR2104进行控制。 以上面设计的电机驱动板为例，驱动真值表： 改变PWM的占空比，即可改变电机的转速。 五.相关补充 ★1.自举二极管一般选用肖特基二极管（比如上述驱动板中的1N5819）。 在自举电容选择时，其耐压值需大于Vcc并留有一定余量（如上述驱动板中为16V的钽电容）。而自举电容的容值选择需要一定的计算。具体可自行查找,此驱动板中选用1uF的钽电容，经测试运行稳定。一般来说，PWM的输入频率越大（即电容充放电频率），电容所需容值越小。★2.H桥MOS管栅极串联的电阻主要用于限流和抑制振荡。为了加快MOS管的关断还可以在栅源之间并联一个10K电阻或在栅极串联电阻上反向并联一个二极管。这部分内容网上可找到较多介绍。
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图解5种汽车变速箱的区别
现在的家用车变速箱大概分为5种，使用的已经很普遍了，但是他们之间有什么区别，恐怕能说明白的人不多，那么我来谈谈自己的一些看法。（先看图，解说在图下面） 1）mt 手动挡变速器（离合器和换挡杆）,最基本也是最有效的换挡方式。 优点：结构简单，传动效率高，可操纵性高。 缺点：刚入门时有难度，操作水平不高时，有顿挫感，市内左脚脚太累。 经典之作---大众MQ250,作为国内能见到的最完美的手动变速箱，广泛使用在大众及其旗下各品牌中高低档车辆上，口碑非常好。 2）amt 带有自动离合器和自动换挡装置的手动变速箱（置于变速箱上的液压装置根据电脑命令或换挡杆的命令操作离合器和拨叉进行换挡工作）相当于给司机装一个机器左脚和机器右手。 优点：具有手动挡变速箱的传动效率和自动挡的简易操作。 缺点：换挡会有很明显顿挫感。 举例：北斗星，奇瑞，fiat BRAVO,载重卡车等。 3）at 自动变速器。使用液力耦合器替代传统接触式离合器的变速箱，由液压机构完成换挡动作。 优点：操作简单，可以适应于大多数的发动机形式（横置和纵置）和驱动形式（前驱，后驱，4驱，全时）。 缺点：因为采用液力耦合器，所以传动效率极低。液力耦合器原理，液力耦合器是非接触性的传动方式，通俗讲来，就像是两台面对面摆的风扇，打开其中一台对着另一台吹，另一台的叶轮也会跟着转。 车型：几乎涵盖各个品牌的大部分车型。使用范围接近手动挡，非常广泛。 cvt的打滑问题导致马力输出效率不高。 audi cvt 的传动链条 4）cvt无级变速器。 由液压装置控制锥形皮带轮调整传动比来达到换“挡”目的的变速箱（cvt的档位是虚拟出来的，所以商家说的6,7,8挡都是忽悠，他说100挡也是可能的。 优点:无缝隙不间断传动，很平顺的体验，没有一丝换挡的抖动，自身体积小，很高的经济性。 缺点:采用皮带轮与钢带传动打滑是不可避免的，完成不了大扭矩，大马力的输出，太过于温柔，如果没有电脑保护着，可能一脚油门，变速箱就废了。所以很多车在长时间行驶后变速箱过热cvt就杯具了。 EVO 用的 tc-sst pdk 1940年的雪铁龙双离合设计图 5）direct shift gearbox直接换挡变速箱（双离合器变速箱），拥有两片传统的离合器分别控制135R,246挡，可达到不间断工作，有点像接力赛跑的接棒过程，接棒的选手先启动以减少他和递棒选手的速度差。在一档换二档时，连接二档的离合器与发动机的主输出轴连接后，一档的离合器才断开，虽然达不到CVT的平顺性和经济性，但可以媲美mt的极高的传动效率，使dsg达到了一个更高的平衡点。 优点:传输不间断，经济性高，舒适性和运动型兼备所以大多装备于高端运动型车上. 缺点:新技术（其实也不算新了，上面那张设计图出自1940年），稳定性有待考证，造价成本太高，尚无法普及。 适用范围：dsg（vw），powershift（Volvo），pdk（porsche），tc-sst（Mitsubishi）， m-dct（BMW） ，s-tronic（Audi） 自动变速箱（Automatic Transmission，简称：AT） 自动变速箱的英文名称为Automatic Transmission，而这也是它AT的由来。一个自动变速箱是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速和变矩。而在它们里面最为重要的部件就是液力变矩器，它又由泵轮、涡轮和导轮等部件构成，兼顾着传递扭矩和离合的作用。 位于液力耦合器中的泵轮和涡轮是液力变矩器乃至整个自动变速箱中最为重要的两个部件，说的通俗一点，这两个轮就好比两个电扇，其中一台电扇主动吹风，而另一台电扇则是被动受力，它的转动是通过那台主动吹风的电扇来带动。再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。 但由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。 但对于自动变速箱的液力变矩器而言，变钜期间的动力损失是一个很重要的问题，因为无论是通过液体还是通过气体，它们在动力传输的时候都会产生动力损失，并且这种损失对于自动变速箱而言是一个很大的弊病。 对于自动变速箱来说它的整体通手动变速箱其实还是有着很多的相似之处的，最重要的一点就是它的内部还是存在着离合器这个部件，只是离合器被设计在了变速箱的内部，并不像手动变速箱那样需要人为操作，并且也是通过大小不同的齿轮来进行动力传输的，只是换挡的信号是由行车电脑发出，而非人为控制（手自一体变速箱的手动模式除外）。 机械式自动变速箱（AMT） 这款名为机械式自动变速箱的变速箱虽然从使用的最终结果上来看同自动变速箱相同，但它与自动变速箱却有着一定的区别。AMT的全称为AutomatedMechanical Transmissioon，直译过来就是机械式自动变速箱。 虽然AMT同AT一样，都可以省去驾驶员的换挡动作，但这两种变速箱在机械的构造上却有着很大的区别。AMT变速箱，是在通常的手动变速箱和离合器上配备了一套电子控制的液压操纵系统，通过这个达到自动切换挡位的目的。说白了，这就是在手动变速箱的基础上加装了一个微机控制的自动操纵系统，通过这个系统改变原来的手动操纵系统。也就是说AMT实际上是由一个一个机器人系统来完成操作离合器和挂档的两个动作，它的技术核心是微机系统，电子技术以及质量直接决定着AMT的性能与运行质量。 目前在国内的汽车市场中使用AMT变速箱较多的就要算是微型车型和多款跑车了，像我们熟悉的上海通用雪佛兰新赛欧、奇瑞QQ、哈飞路宝、Smartfortwo等微小型车用的则都是AMT变速箱，而且像法拉利F430、奥迪R8、玛莎拉蒂GranTurismo08款 GT S 4.7升车型使用的也是AMT变速箱。 虽然这类变速箱拥有着换挡冲击力强、电控换挡或离合器部分容易损坏等缺点，但是它那结构简单、成本低的特点则是大多数低成本车型喜爱用它的原因。 机械式无级变速箱（CVT） 机械式无极变速箱，英文名称为Continuous Variable Transmission，而这也说明了中文意思为“机械式无级变速箱”，它开始进入国内消费者的目光绝对要归功于广州本田对飞度车型的引入，上一代飞度也成了国内少有的使用CVT变速箱的车型，而在其后日产、奥迪等厂家也将这种变速箱更多的使用到了自己旗下的车型上。 但其实CVT变速箱的发展已经有了一百多年的历史，而对于这种变速箱技术来说，德国奔驰公司绝对要算是它的鼻祖，早在1886年他们就将V型橡胶带式CVT变速箱安装在了他们生产的汽油机车型上。但由于橡胶带式CVT存在着一系列的缺陷，如功率有限（扭矩仅限于135牛米以下），离合器工作不稳定，液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大等，因此这种变速箱技术没有被汽车行业普遍接受。 对于CVT变速箱如果将它的英文名称直译过来的话则为“连续可变变速箱”，顾名思义这种变速箱的变速和变钜是连续性的，也就是说它没有明确具体的挡位，虽然操作上类似于自动变速箱，但速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，并且它的速比变化是连续的，因此这种变速箱技术在动力传输上有着较好的持续性和顺畅性。 CVT变速箱是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传动动力的，这样的传动方式使得传动系与发动机工况实现了最佳匹配。 金属链条式无级变速箱主要包括主动轮组、从动论组、金属带和液压泵等基本组件。主动轮组和从动轮组都有可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，而另一侧的带轮则是固定死的。可动盘与固定盘采用的都是锥面结构，而它们的锥面形成的V型槽来与V型金属传动带啮合，发动机输出轴上输出的动力首先传递到CVT变速箱的主动轮上，然后通过V型传动带传递到从动轮，最后经过减速器、差速器传递给车轮。 从结构和使用上来讲，CVT变速箱有着换挡顿挫感小，输出动力线性好，动力损失小，燃油经济性好的优点。但它也正是因为结构的不同，有着一定的缺点。例如起步时由于变速箱容易出现打滑现象，动力传输受到影响；材料复杂，维修成本高；承受扭矩有限等。 双离合自动变速箱（DSG） 在这四种变速箱类型中，我们最后要向大家介绍的就是DSG双离合变速箱（Direct-ShiftGearbox）了，这种变速箱也被称为DCT（Double ClutchTransmission）。作为大众汽车2002年在德国沃尔夫斯堡首次向全世界展示的一项新技术，它不仅赢来了更大的关注，也赢来了不少的好评。 首先DSG（或DCT）是由两组离合器片集合而成，由电子控制及液压装置同时控制着这两组离合器及齿轮的各种动作。两个离合器片的其中一个控制着奇数挡和倒档，而另一个离合器片则控制的是偶数挡，在进行换挡时，1号离合器结合使得1挡齿轮啮合输出动力，而在此时2号离合器已经控制2挡齿轮处于啮合与非啮合的临界点上，只要1号离合器分离，2号离合器会在0.2秒之内将2挡齿轮啮合继续传送动力，以此类推直至最高挡位。 对于双离合变速箱（DSG）而言，它与自动变速箱（AT）的最大区别就是它没有设置液力变矩器，而是使用传动轴来进行动力的传输，这样一来液力变矩器损失动力的这一最大缺点就被消除了，大大的提高了动力的使用效率。 目前在国内使用的双离合变速箱有两种类型，一种是6速湿式双离合变速箱，还有一种是7速干式双离合变速箱，目前针对一汽大众所使用的这两种变速箱都已经实现了国产化（针对于国产车型而言，进口车型所采用的依旧是进口6速双离合变速箱），6速DSG双离合变速箱一汽-大众将其安排在了他们位于大连的工厂生产，而7速DSG双离合变速箱他们则安排在了位于上海的工厂生产。 在结构方面6速DSG双离合变速箱与7速DSG双离合变速箱并没有本质的差别，只是在变速箱的冷却方式和离合器预备点上有着细小的差异罢了。对于6速DSG双离合变速箱来说，由于它的采用的是水冷方式，所以它也被称之为湿式双离合变速箱；而对于7速DSG双离合变速箱来说，它与6速最大的不同（除挡位数量外）就要算是它的冷却方式采用的是风冷了，而也正是因为这个它也被称之为干式双离合变速箱。此外，它们在离合器的预备点上也有着一定的不同，对于6速DSG双离合变速箱来说它的两个离合器在静止状态下分别处于2挡和倒档预备，当你准备将车辆起步时，其中一个离合器会从2挡过度到1挡对其齿轮进行啮合；而7速DSG双离合变速箱则不需要这样，它的两个离合器预备点就是在1挡和倒档上，起步时没有6速DSG双离合的过度过程。
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常用的反激式开关电源电路设计、PCB绘制
文章目录 前言 一、反激式开关电源是什么？ 二、局部电路设计 1.输入滤波整流电路设计 2.PWM驱动电路设计 3.吸收电路设计 4.光耦反馈电路设计 三、总体电路设计 四、PCB绘制 总结 前言 开关电源在整个电路设计中极其重要，涉及到的理论知识也很多，在设计的时候要考虑到很多地方，这一章我们来看下常用的反激式开关电源。 一、反激式开关电源是什么？ 反激，是指开关管导通时，高频变压器T初级绕组工作状态与次级绕组工作状态相反，如下图为单端式反激开关电源，当mos管导通时，变压器T初级绕组上正下负，次级绕组上负下正，二极管D1截至，变压器T初级绕组储能；当mos管截至时，由于变压器T初级绕组中存在反电动势，需要释放能量，变压器T初级绕组上负下正，次级绕组上正下负，二极管D1导通给滤波电容储能后输出。 二、局部电路设计 上面我们了解原理了，我们现在不得来整一个来玩 1.输入滤波整流电路设计 该电路主要用来抗干扰以及进行整流输出，我们要考虑到的主要有以下几个方面 过流保护： 一般采用保险管保护，当工作电流过大时可直接切断电路，保护后级电路防止损坏。 浪涌保护： 主要依靠压敏电阻，tvs管等保护元件来进行防护。 浪涌保护有个注意事项，我们要区分好所要面对的浪涌干扰是浪涌电流还是浪涌电压，如果是浪涌电压的话我们可以使用压敏电阻或者tvs管来防护，但是浪涌电流不可以用压敏电阻，压敏电阻能吸收很大的浪涌电压，但是他承受不了持续大点的电流，所以一般都是用来过滤瞬态浪涌电压，我们可以通过热敏电阻来抑制浪涌电流，浪涌电流一般是在电路启动的瞬间会产生。 电磁干扰： 电磁干扰主要是差模干扰和共模干扰，电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。 在防护电路中，差模干扰主要是在电路中引入差模电容(x电容)，差模电容提供最短的路径，使差模干扰信号被旁路过滤，从而抑制差模干扰的产生。共模干扰主要是通过电容(Y电容)和电感来滤除共模干扰，在emc防护电路中，共模干扰的影响尤其重要，除了通过电容(Y电容)和电感滤除干扰还可以通过对信号线路进行屏蔽，在PCB 板上大面积铺地降低地线阻抗来减少共模信号强度等方法。 有一点要注意的是，若是x电容容值大于0.1uf时需要添加放电电阻。 整流设计： 整流我们一般都是直接通过整流桥来进行整流，在设计的时候如果是自己搭建整流桥的话要考虑好二极管的耐压，但是我们通过整流后得到的电压波形是一个类似馒头波的波形，不够平滑，我们需要通过电容的充放电原理来对其进行修正。 这样我们自己根据要求对元器件参数选型就能得到想要的电路了。 2.PWM驱动电路设计 这里我选用的是TOP266VG电源管理芯片，通过检测控制脚C引脚的电压情况从而来控制内部mos管的导通情况，从而控制DS极内部导通情况。 ①当D极和S极内部导通形成回路时，变压器初级绕组同名端为副极，次级绕组同名端为副极，二极管D8，D5不导通； ②当D极和S极内部截至时，由于初级绕组存在反电动势需要释放，此时初级绕组同名端为正极，次级绕组同名端为正极，二极管D8导通后给经过滤波电容后输出。 3.吸收电路设计 变压器内部是由线圈和磁性组成，当变压器初级绕组回路断开时，由于初级绕组存在反电动势需要释放，此时初级绕组上负下正，电流流经二极管D5后先给电容C7充电，然后电容再通过电阻R9放电，利用TVS管可以将电容C7的放电电压控制在一个范围里。 4.光耦反馈电路设计 光耦反馈电路主要是做一个隔离反馈，当检测到输出电压超过12V时，通过光耦隔离反馈给电源管理芯片从而去执行相应的动作。 该电路主要由光耦EL817和稳压器TL431组成，12V电压通过电阻R19,R20,R18分压后给TL431提供基准电压，当输出超过12V时，TL431基准电压大于2.5V，TL431内部导通，此时的电流流向为12V—>R16—>EL817原边—>TL431—>GND,则EL817副边导通输出反馈信号。 当输出电压小于12V时，TL431基准电压小于2.5V,TL431内部截至，此时电路的电流流向为下图所示。 三、总体电路设计 总体电路大概是这样，PCB我还没画，到时候画完打板出来试下怎么样 四、PCB绘制 PCB绘制大致如此，嘉立创打散热孔太麻烦了，我就没打散热孔，大致如此，PCB设计感觉还不是特别好，希望各位大佬指导指导。 总结 这一章主要讲了一下反激式开关电源的简单设计，第一次设计开关电源，希望各位大佬能指出其中的问题。
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PCB电路触摸按键设计
触摸按键在实际的项目应用是非常多的，特别是消费类产品，本文针对触摸按键PCB布局走线进行展开，触摸的原理在这里简单的介绍一下：电容式触摸按键是通过检测触摸面板和环境的电容变化量来判断是否发生触摸事件的一种技术。手指接触触摸板的时候，会存在一定容量的电容，构成了电容的一极，而另一极就是PCB的铜皮，这样两者就可以组成了一个电容器。那专用的触摸芯片可以检测到路径上的总容量变化，当超过设定的阈值时，芯片就会做出判断。触摸感应盘常用以下两种方式：（1）在PCB上以焊盘的方式形成Sensor Pad，形状类别较多，常见为矩形和圆形。圆形矩形滑条 （2）感应弹簧 这里以YS806A这款触摸芯片为例，原理图如下图1所示： 图1原理图方面可以直接按照手册的典型图来即可，我们重点关注PCB的布局和走线。布局（1）触摸芯片电源管脚必须要加104的电容，且靠近芯片放置，保证电源的稳定，触摸输入通道上的电阻要靠近芯片放置。（2）触摸功能部分器件不能靠近高热高频器件进行布局，比如开关电源和高功率器件（发热量大）（3）Sensor Pad到触摸芯片之间的距离不能过长，走线越短越好。走线（1）触摸芯片的电源管脚需加粗处理，满足功耗要求。（2）Sensor Pad与触摸芯片之间的走线要做到短和细（建议7~10mil）,以保证信号稳定。（3）Sensor Pad之间的走线尽量保证3W以上的间距。（4）触摸通道的走线尽量不要打孔换层，即使要打孔也要控制在两个以内。（5）触摸部分的走线远离高频通讯线，如果无法避免，尽量做到垂直走线，而不能平行走线。（6）如果Sensor Pad的灵敏度足够的情况下，可在Sensor Pad周边铺上GND铜皮，可改善Sensor Pad的稳定性。（7）Sensor Pad（圆形）的尺寸可设计在8~20mm之间，面积大小和灵敏度有关，最小面积最好控制在5mm以上。（8）Sensor Pad之间的距离保持至少1mm以上。（9）Sensor Pad与铺地之间的间距建议0.5mm~1mm。两者的间距越大，Sensor Pad的电容就越小，RC振荡的频率就越大，灵敏度就越高，但是间隔太大或者不铺地的情况下，对电磁场的约束小，抗干扰能力下降。间距太小，电容越大，灵敏度降低。（10）对于1mm以上厚度的PCB，而且面板厚度在2mm以下的亚克力，建议Sensor Pad做铺网格地处理。（11）对于1mm以下厚度的PCB，建议Sensor Pad正下方不铺GND和不走其他信号线。触摸面板（1）触摸面板禁止使用金属和含碳等导电材质，使用亚克力是没有问题的。（2）触摸面板的厚度尽量薄，建议3mm~6mm。（3）触摸面板材质应该是绝缘或者非导电材质才行。（4）Sensor Pad与触摸面板之间如果有缝隙，可以使用感应弹簧来填补这个缝隙。
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4个高性能隔离电源解决方案
由两篇文章构成的《ADI高性能隔离电源解决方案》系列专辑，主要介绍了隔离电源基本概念以及ADI高性能隔离电源解决方案。本文为第二篇，具体介绍了针对不同应用场景的ADI高性能隔离电源解决...
2024-12-31 64浏览 -
正激变换器基础
1 正激变换器(Forward Converter)拓扑结构 正激变换器拓扑结构，如图所示： 拓扑结构分析： 输入电压 Vi 输出电压 Vo 开关组件 S 变压器 T 原边线圈圈数 Np 副边线圈圈数 Ns 整流理想二极管 D1，D2 滤波电容 C 2 正激变换器(Forward Converter)原理 正激变换器(Forward Converter)拓扑结构，如图所示： S导通(开关管导通)时： 电流由输入电压端流经变压器原边线圈与开关形成电流回路，此时变压器原边线圈两端压降为Vi 变压器原边线圈因电流流过而产生磁力线，其透过铁芯传到副边线圈，副边线圈产生感应电势 副边线圈两端感应电压Vi/n，使得理想整流二极管D1导通，电流形成回路，通过D1、输出储能电感与输出电容 副边储能电感两端固定压降VL，使得电感线圈上产生电流，此电流于电感铁芯内累积磁力线，直到开关关闭为止 S关断(开关管关断)时： 原边线圈因开关关断，原边无电流回路产生。原边线圈上产生反电动势，该反电动势与占空比D相关 变压器副边线圈因产生的感应电势极性，使得整流二极管D1关断，此时变压器能量传输截止 电感产生反电势，使得续流二极管导通，储能电感于开关关断时续流，电感上压降与输出相同 储存电感将导通时间储存于铁芯内的磁力线，透过电感上的感应线圈，由电流形式进行释放 正激变换器电压转换公式： D = 占空比 T = 周期 n = 变压器匝比 电压波形如图所示： 3 正激变换器(Forward Converter)应用举例 已知：输入电压值为 Vi 给定：变压器匝比为 n 调制：占空比为 D 得出：输出电压值为 Vo 应用举例： 应用于输入电压为100V，隔离输出电压需求为5V，隔离变压器圈比为5。求占空比需控制在多少才能使得输出电压稳定在5V？ 4 正激变换器(Forward Converter)应用环境 正激变换器特点： 正激 拓扑形式 隔离降压型 压比(Vo/Vi) D/n 变压器利用率 低 功率应用范围 <300W 功率密度 低 开关管 一个(原边主动开关) 成本 低 调制方式 脉冲宽度调制(PWM) 控制芯片 UCC38C42 应用环境： 控制模块简易稳定 一般范围功率输出需求 低价格产品应用
2024-12-20 231浏览 -
同步整流变换电路中输入/输出电容器的选择方法 (下)
《同步整流变换电路中输入/输出电容器的选择方法》分为上、下两篇，将解释如何选择同步整流器型降压转换器电路所需的输入/输出电容器，同时通过仿真确认电容器特性的影响。本文为下篇，主要...
2024-12-13 122浏览
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精密半导体参数测试解决方案 直播时间：01月08日 10:00
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