简介

双路PWM输入的低压(12~24V)大电流有刷电机正反转驱动, 适合驱动大部分生活使用与科研使用的低压有刷电机. 整板成本不到15RMB*.

该模块也适合PWM调光, PWM数控加热与其他电机的驱动, 如有疑问请在评论区提问或私聊.

*替换了部分元件, 但不影响性能

项目背景

H桥是一种使用4个MOSFET驱动单电机实现正反转的控制电路. 通过控制对应MOSFET的导通, 可以控制电机电流方向进而控制有刷电机旋转方向, 结合PWM控制技术, 可以实现电机转速的精确调节.

H桥PWM驱动器由于其构造简单, 价格低廉, 控制容易等特性常常被用于各种有刷电机的控制中, 考虑到稳定性与散热能力, 项目使用两个一体MOSFET搭建了一个H桥驱动器.

特性

一体MOS X 二路开关

PWM输入兼容3.3V与5V电平, 最高500kHz, 支持大多数MCU直接驱动, 部分兼容L298N等传统模块操作逻辑.

支持单电机正反转驱动或双电机单方向驱动.

内置栅极电荷泄放与输入保险, 防止模块故障烧毁

采用5.2mΩ低内阻MOSFET, 支持25A持续强劲输出*, <10A使用无需外加散热器.

兼容相同引脚驱动与MOS, 低成本轻松定制模块.

*替换MOS型号为AON6992, 同时替换50A保险或短接, 使用开窗露铜并增强散热, 替换不影响BOM价格

版本说明

项目中有2个版本处于alpha阶段, 已验证的版本是一体MOS2路开关, 实物图如下: (部分原件没有焊接, PCB进行了调整) 细节见视频介绍

测试

测试环境:

输出波形测试

见输出波形演示视频

成本与制作

本工程成本可以通过更换默认原件型号(无需变更原理图与PCB)降低至约15RMB/PCS,

MOS驱动:        FD2103S ⇨ 0.75RMB/PCS,

MOS:                         AON6992 ⇨ 3RMB/PCS,

若电源电压<12V, 也可以使用16V相同规格的电解电容替代35V电解电容, 电解电容成本可以控制在2RMB/PCS以下, 此时12V辅助供电可以不焊接,像演示视频中那样短接即可,

若不需要防倒灌, 取消防倒灌电路同时3.3V供电也可以取消

此时可以按照精简版PCB打样

低频(PWM载波<50kHz)工作时,陶瓷电容可不焊.

输入保险无货可以使用其他一次性保险丝(xxxT10A250V)大约0.5RMB/PCS,

大电流输出(>10A)时, 模块必须添加散热措施, 建议使用铝合金散热片.

##如果选用拆机笔记本5mmMOS, 15RMB一包中平均可以找到约6个可以正常使用的(看人品), 最具性价比.

其他原件均为标准阻值电阻与常用二极管, 可以迅速找到平价替代品.

如果你对工程的物料替换有问题, 请在评论联系或私信.

该工程焊接需要使用电烙铁热风枪或加热台,没有0402小原件或密脚IC必须焊, 焊接难度一般.

物料资料问题

FDMS3660S的默认资料脚位映射错误, 克隆时请注意不要改变工程中FDMS3660S重新映射的封装.

电源与连接器

使用此模块驱动电机时, 请务必仔细阅读“电源适配与物料替换说明”中的电源选择栏目, 使用不合格电源会给模块带来的安全与稳定性问题.

使用其他电源为模块供电时, 建议将原来的香蕉插座替换为对应的连接器输入.

电机换向与刹车能量

模块没有任何形式的刹车能量回收系统注意不能突然改变电机转动方向,建议的做法是将两路PWM都设置为100%高电平或100%低电平,等待一段时间电机停止转动后再调换电流方向,否则可能烧毁电源(尤其是充电宝+诱骗器之类低质量电源).

单开关休闲板

该版本无H桥电路, 只能实现开关与调速无正反转, 特点是外壳完善,操作十分简单. 在实际使用中, 如果没有正反转的需要, 可以使用这版代替. 部分操作见视频

图2: 使用6x5 MOS与肖特基二极管搭建的“单开关”休闲版(选用贴片二极管)

休闲版制作指南

本工程成本可以通过更换MOS与MOS驱动实现, 若电源电压<12V, 也可以使用16V相同规格的电解电容替代35V电解电容

MOS驱动:        FD2103S                           ⇨ 0.75RMB/PCS,

电解电容:     EKZE160ELL222MJ25S         ⇨ 2RMB/PCS,
          排针, 保险, 电阻, LED等可以在TB: xx微电子之类的店买到, 平均下来大约不到1.5RMB/套, 加上0.75RMB的焊锡与助焊剂与1RMB的二极管. 总耗费不超过7RMB, 且替换完全不影响性能.

##其实MOS也可以选用笔电拆机5mm MOS. 价格降至0.5RMB/PCS