一．電源轉壓模塊

 

 

所謂電源轉壓是將輸入電壓通過(guò)轉壓電路實(shí)現升/降壓功能以供其他模塊使用，智能車(chē)制作中，輸入電池電壓為7.2V，其他模塊所需電壓如下：最小系統板/OLED/鷹眼攝像頭3.3V、運放供電±5V、舵機供電6V、驅動(dòng)電路12V、CCD/編碼器5V。下面就轉壓電路做一些相關(guān)介紹。

 

穩壓電路主要分為以下種類(lèi)：

 

1、LM2940轉5V：

 

LM2940屬串聯(lián)型線(xiàn)性穩壓電路（只用于降壓），此類(lèi)電路結構簡(jiǎn)單、穩定性高、但功耗大、體積大、濾波效率低，須有較大的輸入和輸出濾波電容。

 

 

2、MC34063轉12V：

 

MC34063屬于開(kāi)關(guān)型直流穩壓芯片（可用于升/降壓），此類(lèi)電路功耗小、效率高、體積小、重量輕、穩壓范圍寬，但其電路結構較復雜、故障率較高。其工作原理是，升壓時(shí)其芯片內部通過(guò)開(kāi)關(guān)管不斷導通（其頻率與定時(shí)電容有關(guān)），儲能電感與電容短時(shí)間內不斷充放電對負載提供能量（電感可以選的大一點(diǎn)）以輸出連續的直流電壓，另Uo=1.25*(1+R4/R3)（參見(jiàn)手冊公式）。

 

 

3、 MIC29302轉6V:

 

MIC29302是一種線(xiàn)性可調穩壓器，使用方法與34063電路相仿，可供大電流負載使用，其電壓輸出公式為Uo=1.242*(1+R1/R2)。本例中輸出6V給舵機供電。

 

 

4、 LM2663轉-5V：

 

LM2663可作為一個(gè)簡(jiǎn)單的負電壓轉換器，該電壓逆變器電路只使用兩個(gè)外部電容器。

 

 

注：應盡量避免由于人工操作失誤等原因造成的電路反接，可在電路中添加防反接設計

 

1、利用二極管的單向導電性：

 

 

2、MOS管型防反接保護電路

 

NMOS管接在電源的負極，柵極高電平導通。

 

PMOS管接在電源的正極，柵極低電平導通。（NMOS管的導通電阻比PMOS的小，最好選NMOS）

 

 

3、 各類(lèi)防反接接口

 

二．電機驅動(dòng)電路

 

首先，單片機可以輸出直流信號，但是它的驅動(dòng)能力也是有限的，所以單片機一般做驅動(dòng)信號，驅動(dòng)大的功率管如Mos管(LR7843)，來(lái)產(chǎn)生大電流從而驅動(dòng)電機，且占空比大小可以通過(guò)驅動(dòng)芯片控制加在電機上的平均電壓達到轉速調節的目的。

 

電機驅動(dòng)主要采用N溝道MOSFET構建H橋驅動(dòng)電路，H 橋是一個(gè)典型的直流電機控制電路，因為它的電路形狀酷似字母 H，故得名曰“H 橋”。4個(gè)開(kāi)關(guān)組成 H 的 4 條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉，必須使對角線(xiàn)上的一對開(kāi)關(guān)導通，通過(guò)不同的電流方向來(lái)控制電機正反轉，其連通電路如圖所示。

 

 

H橋驅動(dòng)原理

 

實(shí)際驅動(dòng)電路中通常要用硬件電路方便地控制開(kāi)關(guān)，電機驅動(dòng)板主要采用兩種驅動(dòng)芯片，一種是全橋驅動(dòng)HIP4082，一種是半橋驅動(dòng)IR2104，半橋電路是兩個(gè)MOS管組成的振蕩，全橋電路是四個(gè)MOS管組成的振蕩。其中，IR2104型半橋驅動(dòng)芯片可以驅動(dòng)高端和低端兩個(gè)N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅動(dòng)電流，并具有硬件死區、硬件防同臂導通等功能。使用兩片IR2104型半橋驅動(dòng)芯片可以組成完整的直流電機H橋式驅動(dòng)電路，而且IR2104價(jià)格低廉，功能完善，輸出功率相對HIP4082較低，此方案采用較多。

 

 

另外，由于驅動(dòng)電路可能會(huì )產(chǎn)生較大的回灌電流，為防止對單片機產(chǎn)生影響，最好用隔離芯片隔離，隔離芯片選取有很多方式，如74lvc245、74hc244、PS2801等，這些芯片常做控制總線(xiàn)驅動(dòng)器，作用是提高驅動(dòng)能力，滿(mǎn)足一定條件后，輸出與輸入相同，可進(jìn)行數據單向傳輸，即單片機信號可以到驅動(dòng)芯片，反過(guò)來(lái)不行。