В последнее время очень популярны микросхемы управления силовыми ключами фирмы International Rectifier. Они отличаются высоким быстродействием, относительно низкой стоимость по сравнению с другими аналогами и доступностью.
В данной работе мы используем драйвер IR2101 со следующими характеристиками:
максимальное рабочее напряжение U=20 В;
напряжение питания Uпит=10…20 В;
минимальное выходное напряжение Umin=0.3 В;
максимальное выходное напряжение Umax=16 В;
максимальный выходной ток I=2,5 мА;
время задержки tdon/off = 160/150 нс.
Драйвер совместим со схемами, работающими под напряжением +3,3 В, +5В.
Сопротивление резистора в цепи затвора рассчитывается по формуле 1.
(1)
Принимаем стандартное значение R7…R21: 1 кОм.
Выбираем конденсаторы 0,1 мкФ при t =10 мс
РАСЧЕТ СИЛОВЫХ КЛЮЧЕЙ
В соответствии с техническим заданием силовой ключ должен состоять из MOSFET транзисторов. Номинальный ток двигателя постоянного тока Iном=10 А. При пуске ток двигателя будет значительно выше, рассчитаем его по формуле:, следует что 
. Номинальный ток шагового двигателя Iном=2 А. При пуске ток двигателя будет значительно выше. Рассчитаем его по формуле 
. Выбираем транзистор с запасом по току и напряжению.
Марка транзистора IRF1010 корпус ТО-220.
Достоинства транзистора марки IRF1010:
- высокие динамические характеристики;
- низкое сопротивление во включенном состоянии;
- низкая мощность управления;
- высокое коммутируемое напряжение.
Необходимые характеристики транзистора:
- максимальное напряжение UDSS=60 В;
- максимальный ток ID=50 А;
- рассеиваемая мощность Pw=200 Вт;
- время включения ton=10 мс;
 |
РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ
Разработка конструкции устройства осуществляется на основе разработанной принципиальной электрической схемы с учетом требований к ремонтопригодности, требований технической эстетики, с учетом условий эксплуатации и других требований [6].
При конструировании печатной платы необходимо учитывать следующее.
Если нет каких-либо ограничений, печатная плата (ПП) должна быть квадратной или прямоугольной. Максимальный размер любой из сторон не должен превышать 520 мм, а соотношение линейных сторон ПП – не более 3:1. Толщина ПП должна соответствовать одному из чисел ряда: 0.8; 1.0; 1.5; 2.0 в зависимости от площади ПП.
Разработку платы следует вести, ориентируясь на конкретный промышленный процесс ее изготовления.
Центры отверстий должны располагаться в узлах координатной сетки. Каждое монтажное и переходное отверстие должно быть охвачено контактной площадкой.
Диаметр крепежных отверстий 4,5 мм. Диаметр монтажных отверстий, диаметры выводов микросхем колеблются в пределах 0,5…1,3 мм, а диаметры выводов резисторов и конденсаторов, диодов, колеблются в пределах от 0,6 до 0,8 мм, поэтому на плате разработаны 2 вида отверстий диаметром 0,5 мм и 0,8 мм соответственно. Шаг координатной сетки составляет 1,27 мм.
Паять элементы припоем ПОС-61. Материал платы стеклотекстолит фольгированный СТЭФ 2-1,5-50 по ГОСТ 10316-86.
