一個功能強(qiáng)大的孤立的H橋DC電動機(jī)驅(qū)動程序，該驅(qū)動器設(shè)計為高性能和廣泛的應(yīng)用。駕駛員使用四個IRF3205 N通道MOSFET，具有超低RD（ON）為8MΩ，用于有效的高電流開關(guān)，并具有內(nèi)部死時間控制的兩個IR2104 MOSFET驅(qū)動器IC。低價的CA-IS3720數(shù)字隔離器芯片使電流隔離增強(qiáng)，從而增強(qiáng)了隔離的側(cè)面安全性并最大程度地減少了噪聲干擾。
　　PCB布局針對低噪聲和高電流處理進(jìn)行了優(yōu)化。駕駛員的最大電動機(jī)電源電壓為45VDC和12VDC調(diào)節(jié)的電源，駕駛員的電源用途足夠多，可以運(yùn)行電壓低于12V的電動機(jī)。對于以12V或更多的方式運(yùn)行的電動機(jī)，可以使用直接從電機(jī)供應(yīng)派生的低電流線性或降壓調(diào)節(jié)器來制備控制側(cè)供應(yīng)。該設(shè)計非常適合在工業(yè)和機(jī)器人系統(tǒng)中要求可靠，高電動機(jī)控制的應(yīng)用。
　　圖2顯示，IR3205 MOSFET最大電流處理（流到源電流）是通過將最小8VDC施加至10VDC電壓到柵極引腳實(shí)現(xiàn)的。在我們的電路中，柵極的峰值電壓（源到源）引腳為12V，這使MOSFET具有完整的開關(guān)電勢。圖2顯示了脈搏占空比與MOSFET的熱響應(yīng)之間的關(guān)系。
　　　圖2：IR3205 MOSFET的VGS和電流處理（流到源電流）之間的關(guān)系
　　MOSFET的熱響應(yīng)是指設(shè)備在操作過程中如何處理和消散熱量，尤其是由于傳導(dǎo)和開關(guān)損失。該數(shù)字證明，應(yīng)明智地選擇PWM頻率，否則要高于最高的開關(guān)速度可以降低駕駛員的效率，這意味著更高的熱量產(chǎn)生和更大的熱量。
　　根據(jù)IR2104數(shù)據(jù)表的說法：“ IR2104（S）是高壓，高速功率MOSFET和IGBT驅(qū)動程序，具有依賴的高和低側(cè)參考輸出通道。專有的HVIC和LATCH-immune CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固的整體結(jié)構(gòu)。邏輯輸入與標(biāo)準(zhǔn)CMOS或LSTTL輸出兼容，低至3.3V邏輯。輸出驅(qū)動器具有高脈沖電流緩沖階段，該階段設(shè)計用于最小駕駛員交叉?zhèn)鲗?dǎo)。浮動通道可用于以10到600伏的高度配置驅(qū)動N通道功率MOSFET或IGBT?！?br>　　銷釘上的下拉電阻（R1和R8）是強(qiáng)制性的，因?yàn)樾酒膬?nèi)部下拉電阻沒有提供“足夠強(qiáng)”的下拉點(diǎn)來防止MOSFET的不必要觸發(fā)（實(shí)際上我經(jīng)歷了這一點(diǎn)）。
　　C1和C10是降低電源噪聲的去耦電容器，D2，D3，D5和D6保護(hù)MOSFET免受電動機(jī)瞬變和電壓尖峰的影響。盡管每個IR3205 MOSFET都有內(nèi)部反向二極管，但添加外部Schottky二極管（例如SS36）將增強(qiáng)內(nèi)部二極管的當(dāng)前處理并保護(hù)它。
　　REG是SOT-89 78L05調(diào)節(jié)器，可提供隔離器芯片的不受監(jiān)管的一側(cè)。 R4和C3構(gòu)建一個低通濾波器，以最大程度地減少輸入噪聲。 C6和C8穩(wěn)定調(diào)節(jié)器并降低噪聲。 D4是SMD 0805 LED，指示正確的電源水平。
　　根據(jù)CA-IS3721數(shù)據(jù)表：“ CA-IS372X設(shè)備是高性能雙通道數(shù)字隔離器，具有高達(dá)3.75KVRMS（窄體封裝）和5KVRMS（寬體軟件包）隔離等級和超級快速數(shù)據(jù)速率。 CA -IS372X設(shè)備在低功耗下提供高電磁免疫和低排放，同時隔離CMOS數(shù)字I/O。每個隔離通道的邏輯輸入和輸出緩沖液由電容二氧化硅（SIO2）絕緣屏障分隔，并且每個通道輸入都與Schmitt Trigger集成，以提供出色的噪聲免疫。 CA -IS3720具有兩個通道，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)移到一個方向上，以用于孤立的數(shù)字I/O等應(yīng)用。 CA -IS3721/CA -IS3722設(shè)備在每個方向上有2個通道，使其非常適合隔離收發(fā)器的TX和RX線，例如RS485，CAN等。當(dāng)輸入要么不供電或開放電路時，對于帶有后綴H的設(shè)備的設(shè)備，默認(rèn)輸出較低。帶有后綴H的設(shè)備?！?br>　　使其適合我們項(xiàng)目的最有趣的方面是其低價和對3.3V和5V水平的支持，包括VCC供應(yīng)和PWM邏輯水平。開關(guān)速度可能達(dá)到150Mbps。圖4顯示了芯片的框圖。
　　
　　圖4：CA-IS3720芯片的內(nèi)部框圖
　　PCB布局
　　圖5顯示了驅(qū)動程序PCB布局。這是一個兩層PCB板，所有組件均為SMD。頂層清楚地表明，厚厚的銅平面被吸引以攜帶大量電流，但請記住，銅的厚度也很重要。為了使該板驅(qū)動高電動機(jī)，請考慮訂購PCB的厚度高于正常的0.35UM FR-4。圖6顯示了PCB板的組裝圖。
　　　圖5：隔離DC電機(jī)驅(qū)動器的PCB布局
　　　圖6：PCB板的組裝圖
　　組裝和測試
　　圖7顯示了組裝的PCB板，圖8顯示了接線圖。我使用Arduino Uno板生成PWM信號：50％占空比和500Hz頻率。 Arduino的5V輸出引腳為隔離側(cè)的VCC提供動力（3.3V至5V）。 PWM占空比定義了電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
　　板通過在PWM1和PWM2輸入之間切換來平穩(wěn)更改電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向（圖9）。請記住，兩個PWM輸入不得活躍或同時具有PWM脈沖。當(dāng)輸入（浮動）處沒有PWM信號時，板不會間歇性或隨機(jī)運(yùn)行電動機(jī)，這有時會在類似的設(shè)計中發(fā)生。不要忘記將1UF-100V MKT電容器焊接到電動機(jī)或電機(jī)連接器上。
　
　　圖8：PCB板的接線圖。