【導(dǎo)讀】所謂電源轉(zhuǎn)壓是將輸入電壓通過(guò)轉(zhuǎn)壓電路實(shí)現(xiàn)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(tǒng)板/OLED/鷹眼攝像頭3.3V、運(yùn)放供電±5V、舵機(jī)供電6V、驅(qū)動(dòng)電路12V、CCD/編碼器5V。下面就轉(zhuǎn)壓電路做一些相關(guān)介紹。
一．電源轉(zhuǎn)壓模塊
所謂電源轉(zhuǎn)壓是將輸入電壓通過(guò)轉(zhuǎn)壓電路實(shí)現(xiàn)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(tǒng)板/OLED/鷹眼攝像頭3.3V、運(yùn)放供電±5V、舵機(jī)供電6V、驅(qū)動(dòng)電路12V、CCD/編碼器5V。下面就轉(zhuǎn)壓電路做一些相關(guān)介紹。
穩(wěn)壓電路主要分為以下種類(lèi)：
1、LM2940轉(zhuǎn)5V：
LM2940屬串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路（只用于降壓），此類(lèi)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)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(zhuǎn)12V：
MC34063屬于開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)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(wěn)壓范圍寬，但其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、故障率較高。其工作原理是，升壓時(shí)其芯片內(nèi)部通過(guò)開(kāi)關(guān)管不斷導(dǎo)通（其頻率與定時(shí)電容有關(guān)），儲(chǔ)能電感與電容短時(shí)間內(nèi)不斷充放電對(duì)負(fù)載提供能量（電感可以選的大一點(diǎn)）以輸出連續(xù)的直流電壓，另Uo=1.25*(1+R4/R3)（參見(jiàn)手冊(cè)公式）。
3、 MIC29302轉(zhuǎn)6V:
MIC29302是一種線性可調(diào)穩(wěn)壓器，使用方法與34063電路相仿，可供大電流負(fù)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(jī)供電。
4、 LM2663轉(zhuǎn)-5V：
LM2663可作為一個(gè)簡(jiǎn)單的負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓逆變器電路只使用兩個(gè)外部電容器。
注：應(yīng)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(shè)計(jì)
1、利用二極管的單向?qū)щ娦裕?/div>
2、MOS管型防反接保護(hù)電路
NMOS管接在電源的負(fù)極，柵極高電平導(dǎo)通。
PMOS管接在電源的正極，柵極低電平導(dǎo)通。（NMOS管的導(dǎo)通電阻比PMOS的小，最好選NMOS）
3、 各類(lèi)防反接接口
二．電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
首先，單片機(jī)可以輸出直流信號(hào)，但是它的驅(qū)動(dòng)能力也是有限的，所以單片機(jī)一般做驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)大的功率管如Mos管(LR7843)，來(lái)產(chǎn)生大電流從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)，且占空比大小可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片控制加在電機(jī)上的平均電壓達(dá)到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的目的。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)主要采用N溝道MOSFET構(gòu)建H橋驅(qū)動(dòng)電路，H 橋是一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路，因?yàn)樗碾娐沸螤羁崴谱帜?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(jī)就是H中的橫杠。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，通過(guò)不同的電流方向來(lái)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，其連通電路如圖所示。
H橋驅(qū)動(dòng)原理
實(shí)際驅(qū)動(dòng)電路中通常要用硬件電路方便地控制開(kāi)關(guān)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板主要采用兩種驅(qū)動(dòng)芯片，一種是全橋驅(qū)動(dòng)HIP4082，一種是半橋驅(qū)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(qū)動(dòng)芯片可以驅(qū)動(dòng)高端和低端兩個(gè)N溝道MOSFET，能提供較大的柵極驅(qū)動(dòng)電流，并具有硬件死區(qū)、硬件防同臂導(dǎo)通等功能。使用兩片IR2104型半橋驅(qū)動(dòng)芯片可以組成完整的直流電機(jī)H橋式驅(qū)動(dòng)電路，而且IR2104價(jià)格低廉，功能完善，輸出功率相對(duì)HIP4082較低，此方案采用較多。
另外，由于驅(qū)動(dòng)電路可能會(huì)產(chǎn)生較大的回灌電流，為防止對(duì)單片機(jī)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驅(qū)動(dòng)器，作用是提高驅(qū)動(dòng)能力，滿足一定條件后，輸出與輸入相同，可進(jìn)行數(shù)據(jù)單向傳輸，即單片機(jī)信號(hào)可以到驅(qū)動(dòng)芯片，反過(guò)來(lái)不行。
