BTN9960/BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌：評(píng)估與設(shè)計(jì)指南

在電子工程師的日常工作中，電機(jī)控制是一個(gè)常見且關(guān)鍵的領(lǐng)域。今天，我們將深入探討英飛凌（Infineon）的BTN9960/BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌，這是一款專為評(píng)估而設(shè)計(jì)的Arduino盾牌，能為我們?cè)陔姍C(jī)控制設(shè)計(jì)中提供有力的支持。

文件下載：Infineon Technologies DC-SHIELD_BTN9960LV直流電機(jī)控制評(píng)估套件.pdf

一、文檔概述

這份文檔主要描述了BTN9960/BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌的使用方法，適用于想要評(píng)估帶集成驅(qū)動(dòng)器的高電流PMOS/NMOS半橋的電子工程師。文檔涵蓋了產(chǎn)品的各個(gè)方面，包括交付內(nèi)容、硬件描述、使用入門、電路板設(shè)計(jì)等。不過需要注意的是，這些評(píng)估板和參考板并非商業(yè)化產(chǎn)品，僅用于評(píng)估和測(cè)試目的，不能用于可靠性測(cè)試或生產(chǎn)。

二、評(píng)估板介紹

2.1 交付內(nèi)容

紙箱中包含一塊DC - Shield_BTN9970LV或DC - Shield_BTN9960LV板，但不包括Arduino UNO板和電源。關(guān)于Arduino控制器板的信息可以在Arduino - Home上找到。

2.2 主要特性

• 高電流半橋：板上包含兩個(gè)帶集成驅(qū)動(dòng)器IC的BTN99xx高電流半橋。
• 工作電壓：8 V – 18V。
• 電機(jī)電流：平均電機(jī)電流可達(dá)約10 A，不過受直流鏈路電容器的值和大小以及PCB的功耗限制（BTN9960LV的電流限制最小為35 A，BTN9970LV最小為60 A，BTN9990最小為75 A）。
• 驅(qū)動(dòng)模式：有兩種獨(dú)立的單半橋，可單向操作兩個(gè)直流有刷電機(jī)；也可組成單個(gè)H（全）橋，雙向操作一個(gè)直流有刷電機(jī)。
• 接口方式：配備16針連接器，可通過μIO - Stick連接到安裝有英飛凌Toolbox軟件的PC或筆記本電腦；還可直接堆疊在Arduino UNO控制器板上。
• 控制方式：支持PWM操作，由Arduino UNO板控制；具備反向極性保護(hù)（通過IC0，PMOS晶體管）。

三、硬件描述

3.1 不同版本差異

3.2 電路板概述與連接器

文檔中的圖4展示了電機(jī)控制盾牌及其連接器，適用于DC - Shield_BTN9970LV和DC - Shield_BTN9960LV兩個(gè)版本。

3.3 BTN99xx引腳分配、定義和功能

需要注意的是，所有終端引腳必須在PCB上連接在一起，且PCB走線必須能夠承受最大電流。

四、使用入門

操作這些電路板有兩種方式：

4.1 Arduino Uno控制器板或兼容板

英飛凌提供了BTN99xxLV設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，可在設(shè)備網(wǎng)頁上找到，它提供了一個(gè)簡單的API來配置設(shè)備。同時(shí)，在網(wǎng)頁上也能找到與Arduino Uno板配合使用的示例代碼。

4.2 MOTIX?單半橋IC的配置向?qū)?/h3>

這是一個(gè)運(yùn)行在PC或筆記本電腦上的軟件工具，提供GUI來控制電路板上的BTN99xxLV。要使用該工具，需要一個(gè)μIO - Stick將電路板連接到PC或筆記本電腦的USB端口。更多信息和下載可在設(shè)備網(wǎng)頁上獲取。

五、電路板設(shè)計(jì)

5.1 原理圖

文檔中給出了DC - Shield_BTN9970LV（包含BTN9970LV和BTN9990LV）和DC - Shield_BTN9960LV（包含2個(gè)BTN9960LV）的原理圖。

5.2 布局

電路板采用4層設(shè)計(jì)，材料為FR4，尺寸為53 mm x 70 mm，厚度為1.6 mm，層疊結(jié)構(gòu)為70/35/35/70 mm。文檔中還提供了不同版本的各層布局圖。

5.3 物料清單（BOM）

詳細(xì)列出了DC - Shield_BTN9970LV和DC - Shield_BTN9960LV電路板的主要部件清單，包括電容、電阻、二極管、IC等的參數(shù)、封裝、供應(yīng)商等信息。

六、安全注意事項(xiàng)與警告

在使用這些評(píng)估板時(shí)，一定要注意以下安全事項(xiàng)：

• 測(cè)試期間，評(píng)估板或參考板的散熱器和設(shè)備表面可能會(huì)變熱，處理時(shí)需采取必要的預(yù)防措施，否則可能會(huì)造成傷害。
• 只有熟悉驅(qū)動(dòng)器、電力電子設(shè)備和相關(guān)機(jī)械的人員才能規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)系統(tǒng)，否則可能導(dǎo)致人身傷害和/或設(shè)備損壞。
• 評(píng)估板或參考板包含對(duì)靜電放電（ESD）敏感的部件和組件，安裝、測(cè)試、維修或修理時(shí)需要采取靜電控制措施，否則可能導(dǎo)致組件損壞。
• 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用或安裝不當(dāng)可能導(dǎo)致組件損壞或產(chǎn)品壽命縮短，布線或應(yīng)用錯(cuò)誤（如電機(jī)尺寸過小、交流電源供應(yīng)不正確或不足、環(huán)境溫度過高）可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

此外，由于技術(shù)要求，產(chǎn)品可能含有危險(xiǎn)物質(zhì)，如需了解相關(guān)信息，請(qǐng)聯(lián)系最近的英飛凌技術(shù)辦公室。并且，未經(jīng)英飛凌技術(shù)公司授權(quán)代表簽署的書面文件明確批準(zhǔn)，英飛凌技術(shù)公司的產(chǎn)品不得用于產(chǎn)品故障或使用后果可能導(dǎo)致人身傷害的任何應(yīng)用中。

總之，BTN9960/BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌為電子工程師在電機(jī)控制設(shè)計(jì)評(píng)估階段提供了一個(gè)便捷的工具。但在使用過程中，我們要充分了解其特性、功能、安全注意事項(xiàng)等，以確保設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行和使用的安全性。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。