一．電源轉壓模塊

 

 

所謂電源轉壓是將輸入電壓通過轉壓電路實現升/降壓功能以供其他模塊使用，智能車制作中，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、驅動電路12V、CCD/編碼器5V。下面就轉壓電路做一些相關介紹。

 

穩壓電路主要分為以下種類：

 

1、LM2940轉5V：

 

LM2940屬串聯型線性穩壓電路（只用于降壓），此類電路結構簡單、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屬于開關型直流穩壓芯片（可用于升/降壓），此類電路功耗小、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，升壓時其芯片內部通過開關管不斷導通（其頻率與定時電容有關），儲能電感與電容短時間內不斷充放電對負載提供能量（電感可以選的大一點）以輸出連續的直流電壓，另Uo=1.25*(1+R4/R3)（參見手冊公式）。

 

 

3、 MIC29302轉6V:

 

MIC29302是一種線性可調穩壓器，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可作為一個簡單的負電壓轉換器，該電壓逆變器電路只使用兩個外部電容器。

 

 

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、 各類防反接接口

 

二．電機驅動電路

 

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

 

電機驅動主要采用N溝道MOSFET構建H橋驅動電路，H 橋是一個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個開關組成 H 的 4 條垂直腿，而電機就是H中的橫杠。要使電機運轉，必須使對角線上的一對開關導通，通過不同的電流方向來控制電機正反轉，其連通電路如圖所示。

 

 

H橋驅動原理

 

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

 

 

另外，由于驅動電路可能會產生較大的回灌電流，為防止對單片機產生影響，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驅動器，作用是提高驅動能力，滿足一定條件后，輸出與輸入相同，可進行數據單向傳輸，即單片機信號可以到驅動芯片，反過來不行。