CN110601615A - 一种散热良好的直流电机驱动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热良好的直流电机驱动设备，包括防护外壳，所述防护外壳的内部依次固定连接有电源和半桥驱动电路板，所述半桥驱动电路板的输出端连接有电源接口，所述电源由7V转5V降压电路和5V转12V升压电路组成，其中7V由外部电池供给，12V电压提供给MOS管驱动电路，所述半桥驱动电路板的电路核心元器件包括IR2104S和MOS管，所述电源接口的电路由半桥驱动电路引出，接外设直流电机，本发明涉及直流电机驱动设备技术领域。该散热良好的直流电机驱动设备，达到了大大增加了驱动板的导热性能，增加其散热性，减小芯片发热对驱动电路使用的影响的目的。
Description
技术领域
本发明涉及直流电机驱动设备技术领域，具体为一种散热良好的直流电机驱动设备。
背景技术
随着大学生智能汽车的规则以及种类的不断变化，对智能车的制作要求也越来越高。因为不同的智能车车模所用的直流电机型号不一样，所以对驱动电路的要求也不一样。那么在智能车竞赛中制作出适用于各种型号电机的稳定的直流电机驱动至关重要。
在实际应用中，直流电机驱动最大的问题就是不稳定，当电机功率过大时，驱动电路芯片易发热烧毁。所以要使直流电机驱动稳定，必须要慎重驱动电路元器件的选型，且做好电路板的散热处理。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种散热良好的直流电机驱动设备，解决了直流电机驱动电路的不稳定，以及散热性问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种散热良好的直流电机驱动设备，包括防护外壳，所述防护外壳的内部依次固定连接有电源和半桥驱动电路板，所述半桥驱动电路板的输出端连接有电源接口，所述电源由7V转5V降压电路和5V转12V升压电路组成，其中7V由外部电池供给，12V电压提供给MOS管驱动电路，所述半桥驱动电路板的电路核心元器件包括IR2104S和MOS管，所述电源接口的电路由半桥驱动电路引出，接外设直流电机。
该直流电机驱动设备主电路包括电源电路、半桥驱动电路和外部接口电路。
电源电路包括7V转5V降压电路和5V转12V升压电路，其中7V由外部电池供给，12V电压提供给MOS管驱动电路。
半桥驱动电路核心元器件包括IR2104S和MOS管。
外部接口电路由半桥驱动电路引出，接外设直流电机。
元器件选型：电源电路中7V转5V电路芯片选用LM2940，LM2940的输入输出压降低，压降约为0.5V，可以有效避免因电机剧烈变化拉低电源电压使单片机复位的问题，5V转12V电路芯片选用MC34063,该器件本身包含了DC/DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。半桥驱动电路中芯片选用IR2104S和MOS管。其中，IR2104S高电压，高转速动力MOSFET和IGBT驱动器与相关的高与低侧参与输出通道，逻辑输入与标准CMOS输出，下降到3.3V逻辑，输出驱动器具有高脉冲电流缓冲级，最低驱动器交叉传导，浮置沟道，可用于驱动一个N沟道功率MOSFET。MOS管选用TO263封装，工作温度为-55℃～175℃(TJ)，在焊接MOS管时在芯片上贴上铝片，大大减小电机功率过大时芯片发热对驱动电路使用的影响。
(三)有益效果
本发明提供了一种散热良好的直流电机驱动设备。具备以下有益效果：
该散热良好的直流电机驱动设备，通过驱动板的周边布了一周圆孔。其圆孔的PCB封装实物为金属材料，有良好的导热性，且小车在行驶时，圆孔可增加气流流速，带走热量。驱动板的整体表面贴附一层做过绝缘处理的超薄铜片(可弯曲变形)，大大增加了驱动板的导热性能，增加其散热性；MOS管选用TO263封装，工作温度为-55℃～175℃(TJ)，在焊接MOS管时在芯片上贴上铝片，大大减小电机功率过大时芯片发热对驱动电路使用的影响。
附图说明
图1为本发明拆分结构的正面三维图；
图2为本发明拆分结构的的侧面三维图；
图3为本发明驱动电路整体的PCB电路图；
图4为本发明驱动电路的电源接口模块图；
图5为本发明驱动电路中电源模块的电源7V转5V模块图；
图6为本发明驱动电路中电源模块的电源5V转12V模块图；
图7为本发明驱动电路的核心部分半桥驱动模块图。
图中：1防护外壳、2电源、3支撑散热底板、4半桥驱动电路板、5电源接口、6上盖板、7散热槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图3、图4、图5和图6，一种散热良好的直流电机驱动设备主电路主要包括电源电路部分、半桥驱动电路部分、外部接口电路部分。
参考图4和图5，电源电路包括7V转5V降压电路和5V转12V升压电路，其中7V由外部电池供给，12V电压提供给MOS管驱动电路。7V转5V转压电路中芯片选用LM2940，其原因是LM2940的输入输出压降低，压降约为0.5V，可以有效避免因电机剧烈变化拉低电源电压使单片机复位的问题。5V转12V转压电路芯片选用MC34063,其原因是该器件本身包含了DC/DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。
参考图6，之所以要升压到12V左右去控制MOS管的G极，原因是图中MOS管的S极直接接地，所以它对G极电压要求就是6V(完全导通)就行，而MOS管如果导通，那么MOS管的S极对地电压就是7V了，MOS管导通条件：VGS>最小导通电压，故MOS管的G极电压必须至少要比7V高出一个导通电压了，所以需要升压到12V左右去控制MOS管的G极。
参考图6和图7，半桥驱动电路中主要用到的芯片有IR2104S和MOS管。外部接口电路由半桥驱动电路引出，接外设直流电机。之所以选用IR2104S，是因为IR2104S高电压，高转速动力MOSFET和IGBT驱动器与相关的高与低侧参与输出通道，逻辑输入与标准CMOS输出，下降到3.3V逻辑，输出驱动器具有高脉冲电流缓冲级，最低驱动器交叉传导，浮置沟道，可用于驱动一个N沟道功率MOSFET。驱动中MOS管选用TO263封装，工作温度为-55℃～175℃(TJ)，在焊接MOS管时在芯片上贴上铝片，大大减小电机功率过大时芯片发热对驱动电路使用的影响
参考图7，图7为驱动电路的整体PCB图，可以很明显的看出在PCB的周边布了一周圆孔。其圆孔的PCB封装实物为金属材料，有良好的导热性。且小车在行驶时，圆孔可增加气流流速，带走热量。驱动板制作好后，在驱动板的整体表面贴附一层做过绝缘处理的超薄铜片(可弯曲变形)，由于铜的导热性好，所以处理后会大大增加驱动板的导热性能，增加其散热性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种散热良好的直流电机驱动设备，包括防护外壳(1)，其特征在于：所述防护外壳(1)的内部依次固定连接有电源(2)和半桥驱动电路板(4)，所述半桥驱动电路板(4)的输出端连接有电源接口(5)，所述电源(2)由7V转5V降压电路和5V转12V升压电路组成，其中7V由外部电池供给，12V电压提供给MOS管驱动电路；
所述半桥驱动电路板(4)的电路核心元器件包括IR2104S和MOS管，所述电源接口(5)的电路由半桥驱动电路引出，接外设直流电机。
2.根据权利要求1所述的一种散热良好的直流电机驱动设备，其特征在于：所述电源(2)电路中7V转5V电路芯片选用LM2940，5V转12V电路芯片选用MC34063。
3.根据权利要求1所述的一种散热良好的直流电机驱动设备，其特征在于：所述半桥驱动电路板(4)的MOS管选用TO263封装，工作温度为-55℃～175℃(TJ)。
4.根据权利要求1所述的一种散热良好的直流电机驱动设备，其特征在于：所述半桥驱动电路板(4)的周边布了一周圆孔，其圆孔的PCB封装实物为金属材料，所述半桥驱动电路板(4)表面贴附一层做过绝缘处理的超薄铜片。
5.根据权利要求1所述的一种散热良好的直流电机驱动设备，其特征在于：所述防护外壳(1)的上方设置有上盖板(6)，所述防护外壳(1)的左右两侧壁均匀设置有散热槽(7)，所述防护外壳(1)的底部固定连接有支撑散热底板(3)。
6.根据权利要求5所述的一种散热良好的直流电机驱动设备，其特征在于：所述支撑散热底板(3)内部底端的横向位置均匀设置有散热孔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201910916031.4A CN110601615A (zh) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | 一种散热良好的直流电机驱动设备 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11140767B2 (en) | 2020-03-05 | 2021-10-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Conductive thermal management architecture for electronic modules in a two-card assembly |
| US11259445B2 (en) | 2020-03-05 | 2022-02-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cooling mechanism for electrionic component mounted on a printed wiring board |
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2019
- 2019-09-26 CN CN201910916031.4A patent/CN110601615A/zh not_active Withdrawn
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| US11140767B2 (en) | 2020-03-05 | 2021-10-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Conductive thermal management architecture for electronic modules in a two-card assembly |
| US11259445B2 (en) | 2020-03-05 | 2022-02-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cooling mechanism for electrionic component mounted on a printed wiring board |
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