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KY001-基于HIP4082的双电机全桥驱动

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简介

为智能车比赛设计的双路有刷电机驱动板。对标逐飞科技的双电机驱动模块。其中VBE1302为NMOS,HIP4082做栅极驱动,74HC125做信号缓冲器,SX1308用于5V升12V。

简介:为智能车比赛设计的双路有刷电机驱动板。对标逐飞科技的双电机驱动模块。其中VBE1302为NMOS,HIP4082做栅极驱动,74HC125做信号缓冲器,SX1308用于5V升12V。

开源协议

CC BY-NC 4.0

创建时间:2026-01-09 15:03:33更新时间:2026-01-12 09:31:25

描述

布局布线(ver1)讲解视频

双路HIP4082直流电机全桥驱动PCB布局布线(上)

双路HIP4082直流电机全桥驱动PCB布局布线(下)

推荐输入输出参数

电源输入:12V及以下直流电、1A及以上带载能力(具体取决于所用电机)

过流保护:设计上,在使用F1、F2,耐压30V的、保持电流为3安、跳闸电流为5安的自恢复保险丝的情况下,为了应付最坏的情况,则电源带载能力应为10A以上,但这只是理论而言。实际上使用能满足电机启动及正常工作需要、带有过流保护功能的电源即可。

电机选用:考查逐飞科技淘宝店铺发现,其在售有刷电机的单个工作参数均为:12V以下、空载电流0.5-2A甚或更小。因此该工程设计上可适用于:12V及以下、空载电流2A及以下的有刷直流电机(单个参数)

验证动态

当前为方案验证期间。电路板已焊接多块,电机能转,指示灯亮,板子未烧。

带载测试中

焊接注意事项

钽电容

钽电容实物中带线的那端是正极!不是负极!这在各种电容中是例外!

请务必注意钽电容正负极方向!

TVS

D6-D9不用焊接!当前原理图当中的D6-D9并不能如期起到保护作用,焊上会导致电机工作不正常,之后版本会进行改进。

R29

使能网络的下拉电阻R29疑似无需焊接,具体分析见后,但当前焊上后也没问题。

原理图设计部分说明

1、HIP4082使能相关电阻网络

通过改变HIP4082的DIS脚上的电平高低,可以直接控制电机输出的开闭,且对于HIP4082,为高电平关闭、低电平使能。若仅由三脚两档开关控制DIS连接到高电平(直连5V)还是低电平(直连GND),当滑动开关在动作时,存在短暂的时间,DIS既不接高电平,也不接低电平,处于电平未知的危险状态。部分带有使能功能的芯片内部能够处理这一状况,然而HIP4082的数据手册当中:

Rdis

存在“RDIS”,这似乎暗示了必须要积极地处理这种情况。若在DIS网络上下拉电阻到地,即可使电平状态被确定。

引入下拉电阻

由上仿真图可见,DIS在高电平使能关闭时,竟有5mA电流流经R1被损耗掉。事实上,这种电阻的经验值通常为10K-100K。而这里选用1K,因为引入使能指示灯后,其限流电阻R2随即被引入到使能电阻网络当中,在确定R1的具体值时,必须要考虑R2带来的影响。

下拉电阻选值

由上仿真图可见,考虑到R1、R2后,当DIS网络既不接高电平,也不接低电平时,其电压为0.5V,下面是计算:

(5V-D1正向压降2.15V=2.85V)*(1000Ω/(4700Ω+1000Ω))=2.85V*(10/57)=0.4999999……V

根据HIP4082数据手册(见下截图),DIS网络在

①TJ=+25℃时,最大1.0V

②全工作条件下,最大0.8V

及以下时,都会被认为是低电平,故0.5V左右也会被认为是低电平,使能打开。故这样设计理论可行。

低电平阈值

写到此处时的思考:

一些思考

由上仿真图可见,若无下拉电阻,由于限流电阻R2的存在,DIS网络既不直接接高电平,也不直接接低电平时,其电平状态似乎也能被确定,为4.98V?值得实验!

待实验:R1(实际原理图中为R29)不焊,测量DIS网络电压,并观察各项功能是否正常?【尚未实验】

2、关于自恢复保险丝

为了避免电机堵转时产生的秒级大电流烧毁PCB,考虑F1、F2,为1812封装的耐压30V的、保持电流为3安、跳闸电流为5安的自恢复保险丝,串接在VIN与电机高侧之间。

3、关于TVS

为了保护NMOS,考虑到VBE1302的Vds为30V:

为了抑制电机启动时的瞬时电压尖峰和电流,考虑D6-D9,用反向截止电压18V、钳位电压29.2V的双向TVS到地。

这是初始设计,但焊接后经验证,发现这种做法不能如期起到保护作用,焊上反而会导致电机工作不正常,之后版本会进行改进。

一些苟且

1.系里的相关材料是按照一个老原理图的BOM准备的,多数阻容封装为0805,故我依然采用大部分为0805的封装,没有把这个板子继续做小

2.如上所述,故存在选用钽电容封装不一致、位号混乱等问题

3.焊接时只找到了较大封装的钽电容,没找到较小封装的,故焊上后不很美观

4.焊接时为手动焊接,没用加热台,故焊上后不很美观

5.本想整一个黑色的阻焊,但因时间紧张,就先放弃了

时间线

yyyymmddhh

2025120103创建讲解版工程

2025120510自己对着给定的原理图,提出了TVS、自恢复保险、地平面分割等改进点

2025120518在电子DIY社团培训时讲解,成为DNUI的嘉立创EDA校园讲师后的初次尝试

2025121018剪辑培训时的讲解视频并发布,时为版本ver1.0

2025121611着手ver2.0

2025122517完成ver2.0

2026010914创建开源版工程

2026010915完成ver2.1(对原理图有删改)

2026010917开源工程初次审核未通过

2026011119完善开源工程描述,提交审核

后续版本

ver2.2预计会:

·实验以确定R29的必要性,或调整DIS电阻网络的部分电阻阻值

·改进电路使TVS能够如期发挥作用

·更换部分接线端子为航模插头式

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

3D模型

序号文件名称下载次数
暂无数据

附件

序号文件名称下载次数
1
f3fd14ee2ff8fbb32526cb72c3923373_raw.mp4
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克隆工程
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