Sterownik Silnika BTS7960 43A 27V PWM ProRock IBT-2 H-Bridge
BTS7960 Dual Half-Bridge | 5,5–27V | 43A | PWM do 25kHz | Interfejs Logiczny
Moduł ProRock BTS7960 (IBT-2) stanowi zintegrowany sterownik silników DC o wysokiej mocy prądowej przeznaczony dla robotyki mobilnej, pojazdów autonomicznych oraz aplikacji wymagających dokładny sterowania obciążeniami indukcyjnymi. Układ wykorzystuje dwa mostki półprzewodnikowe Infineon BTS7960 połączone w konfigurację pełnego mostka H z wbudowanymi sterownikami tranzystorów MOSFET typu p-kanałowego po stronie wysokiej oraz n-kanałowego po stronie niskiej.
Architektura modułu zapewnia sterowanie PWM z aktywnym ograniczaniem prądu, wyjścia diagnostyczne oraz wielopoziomową ochronę termiczną i elektryczną. Obecność bufora 74AHC244 zwiększa odporność na wyładowania elektrostatyczne i kondycjonuje sygnały sterujące z mikrokontrolera.
Główne cechy
- Dual Half-Bridge BTS7960: dwa niezależne mostki półprzewodnikowe tworzące pełny mostek H sterujący kierunkiem i prędkością silnika
- Wbudowany sterownik IC: zintegrowane układy sterowania tranzystorami MOSFET eliminują potrzebę zewnętrznych sterowników bramek
- Interfejs logiczny: sygnały sterujące kompatybilne z poziomami napięcia mikrokontrolerów bez dodatkowych konwerterów
- Modulacja PWM: sterowanie prędkością silnika poprzez zmianę współczynnika wypełnienia sygnału PWM z aktywnym kołem swobodnym
- Wyjścia diagnostyczne: sygnały statusu i pomiaru prądu umożliwiają monitorowanie stanu pracy i wykrywanie awarii
- Regulowana szybkość zmian: konfiguracja slew rate pozwala optymalizować poziom emisji zakłóceń elektromagnetycznych
- Wielopoziomowa ochrona: automatyczne zabezpieczenia przed przeciążeniem prądowym, zwarciem, przegrzaniem, nadnapięciem i podnapięciem
- Bufor 74AHC244: wzmacniacz z wejściami Schmitta zwiększający odporność na zakłócenia i wyładowania elektrostatyczne
Zasada działania
Moduł wykorzystuje dwa układy BTS7960 w konfiguracji dwóch niezależnych mostków półprzewodnikowych tworzących razem pełny mostek H. Każdy z mostków BTS7960 zawiera tranzystor p-MOSFET po stronie zasilania oraz n-MOSFET po stronie masy wraz ze zintegrowanymi sterownikami. Sygnały PWM podawane na wejścia RPWM i LPWM kontrolują przepływ prądu przez uzwojenia silnika w obu kierunkach, określając jego prędkość i kierunek obrotu.
Aktywne ograniczanie prądu działa w trybie przełączanym, co redukuje straty mocy podczas przeciążenia. System diagnostyczny monitoruje temperaturę krzemowej struktury półprzewodnika, poziomy napięć zasilających oraz prąd obciążenia. Wykrycie stanu awaryjnego aktywuje odpowiednie zabezpieczenie – wyłączenie termiczne blokuje układ do momentu jego resetu, podczas gdy ochrona przed nadprądem i zwarciem działa automatycznie po ustąpieniu zagrożenia.
Specyfikacja techniczna
- Typ produktu: moduł sterownika silnika DC dużej mocy (IBT-2)
- Główny układ scalony: BTS7960 (Dual Half-Bridge)
- Napięcie zasilania B+: DC 5,5–27V
- Rezystancja przewodzenia: typowo 16 mΩ przy 25°C
- Prąd spoczynkowy: typowo 7 µA przy 25°C
- Maksymalna częstotliwość PWM: do 25 kHz
- Typowy poziom ograniczenia prądowego: 43 A
- Zabezpieczenia: wyłączenie termiczne z blokadą, ochrona nadnapięciowa, wyłączenie podnapięciowe, ochrona przed nadprądem i zwarciem
- Interfejs logiczny: wejścia kompatybilne z poziomami logicznymi
- Bufor sygnałowy: 74AHC244 ośmiokrotny bufor z wyzwalaczami Schmitta
Wyprowadzenia (Pinout)
- B+: wejście zasilania silnika
- B- / GND: masa
- RPWM: wejście PWM prawego mostka
- LPWM: wejście PWM lewego mostka
- R_EN: wejście aktywacji prawego mostka
- L_EN: wejście aktywacji lewego mostka
- R_IS: wyjście pomiaru prądu prawego mostka
- L_IS: wyjście pomiaru prądu lewego mostka
- M+ / M-: zaciski wyjściowe silnika
Uwagi
- Podczas pracy pod dużym obciążeniem należy zapewnić odpowiedni radiator i przepływ powietrza chłodzącego.
- Do połączeń silnika i zasilania należy stosować przewody o odpowiednim przekroju dostosowanym do przewidywanego prądu.
- Nie należy przekraczać znamionowego napięcia zasilania modułu.
- Automatyczna ochrona przed przeciążeniem prądowym aktywuje się samoczynnie po przekroczeniu progowej wartości prądu.
Typowe zastosowania
- Sterowanie silnikami w robotach mobilnych i pojazdach autonomicznych
- Napędy silników DC dużej mocy w systemach przemysłowych
- Projekty DIY pojazdów elektrycznych
- Prototypy systemów automatyki przemysłowej
- Robotyka zasilana bateryjnie wymagająca sterowania dużymi obciążeniami
Zawartość zestawu
- 1 × Moduł sterownika silnika ProRock BTS7960 (IBT-2)
Moduł ProRock BTS7960 stanowi kompaktowe rozwiązanie zapewniające wysokoprądowe sterowanie silnikami DC z wielopoziomową ochroną w zastosowaniach robotyki mobilnej i systemów napędowych.
