BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌：Arduino評估利器

在電子工程師的日常工作中，電機(jī)控制是一個(gè)常見且重要的領(lǐng)域。今天，我們就來深入探討一下英飛凌（Infineon）的BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌，這是一款專門為Arduino設(shè)計(jì)的評估板，對于想要評估高電流PMOS/NMOS半橋與集成驅(qū)動器的工程師來說，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

文件下載：Infineon Technologies DCSHIELDBTN9970LVTOBO1直流電機(jī)控制擴(kuò)展板.pdf

1. 文檔概述

這份用戶手冊詳細(xì)描述了BTN9970和BTN9990 V1.2電機(jī)控制盾牌的使用方法。該電路板可以與Arduino UNO板連接，主要面向電子工程師，用于評估高電流PMOS/NMOS半橋與集成驅(qū)動器。不過需要注意的是，該評估板的PCB和輔助電路并未針對最終客戶設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

2. 重要注意事項(xiàng)

2.1 評估板性質(zhì)

評估板和參考板僅用于演示和評估目的，并非商業(yè)化產(chǎn)品，不能用于可靠性測試或生產(chǎn)。它們可能不符合CE或類似標(biāo)準(zhǔn)，客戶需確保其操作符合所在國家的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 適用人員

這些評估板和相關(guān)信息僅面向合格且熟練的技術(shù)人員，用于實(shí)驗(yàn)室使用，必須按照文檔和相關(guān)資料中的條款和條件進(jìn)行使用和管理。

2.3 客戶責(zé)任

客戶的技術(shù)部門有責(zé)任評估評估板是否適用于預(yù)期應(yīng)用，并評估文檔中信息的完整性和正確性。同時(shí)，客戶必須確保使用評估板不會對人員或第三方財(cái)產(chǎn)造成任何損害。

2.4 英飛凌免責(zé)聲明

英飛凌提供的評估板和文檔信息“按原樣”提供，不承擔(dān)任何明示或暗示的保證責(zé)任，也不對因使用評估板和文檔信息而導(dǎo)致的任何損害負(fù)責(zé)。

3. 安全預(yù)防措施

3.1 熱防護(hù)

評估板或參考板的散熱片和設(shè)備表面在測試過程中可能會變熱，處理時(shí)需采取必要的預(yù)防措施，否則可能會導(dǎo)致受傷。

3.2 專業(yè)操作

只有熟悉驅(qū)動器、電力電子和相關(guān)機(jī)械的人員才能規(guī)劃、安裝、操作和維護(hù)該系統(tǒng)，否則可能會導(dǎo)致人身傷害和/或設(shè)備損壞。

3.3 靜電防護(hù)

評估板或參考板包含對靜電放電（ESD）敏感的部件和組件，在安裝、測試、維護(hù)或修理時(shí)需要采取靜電控制措施，否則可能會導(dǎo)致組件損壞。

3.4 正確應(yīng)用

驅(qū)動器的錯(cuò)誤應(yīng)用或安裝可能會導(dǎo)致組件損壞或產(chǎn)品壽命縮短，如電機(jī)選型過小、交流電源供應(yīng)不正確或不足、環(huán)境溫度過高等，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

4. 產(chǎn)品一瞥

4.1 交付內(nèi)容

紙箱中包含一塊帶有“BTN99xx NovalithIC+ V 1.2”標(biāo)記的BTN9970/BTN9990電機(jī)控制板，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官方網(wǎng)站上找到。

4.2 框圖

文檔中提供了該電機(jī)控制盾牌的框圖，幫助工程師更好地理解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。

4.3 主要特性

• 核心元件：該板包含兩個(gè)集成驅(qū)動器的NovalithIC+?高電流半橋，即BTN9970LV和BTN9990LV。
• 工作電壓：工作電壓范圍為8V - 18V。
• 電機(jī)電流：平均電機(jī)電流可達(dá)約10A，不過這受直流鏈路電容器的值和大小以及PCB的功耗限制（BTN9970LV的電流限制最小為60A，BTN9990最小為75A）。
• 電機(jī)控制模式：具有兩種電機(jī)控制模式，可使用兩個(gè)獨(dú)立的單半橋單向操作兩個(gè)直流有刷電機(jī)，也可使用單個(gè)H（全）橋雙向操作一個(gè)直流有刷電機(jī)。
• 接口功能：配備一個(gè)16針連接器，可通過uIO - 棒與安裝了英飛凌工具箱軟件的PC或筆記本電腦進(jìn)行接口連接；還設(shè)有連接器，可將電機(jī)控制盾牌直接堆疊在Arduino UNO控制器板上。
• 軟件支持：可以從BTN9970/BTN9990網(wǎng)頁文件夾的單半橋IC中下載用于Arduino UNO的演示軟件代碼，以在H（全）橋配置下操作電機(jī)。
• PWM控制：支持PWM操作，由Arduino UNO板控制。
• 極性保護(hù)：具有反向極性保護(hù)功能，通過IC0（PMOS晶體管）實(shí)現(xiàn)。

5. 硬件描述

5.1 板卡概述和連接器

文檔提供了BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌及其連接器的頂視圖，方便工程師了解其布局和接口位置。

5.2 引腳分配、定義和功能

詳細(xì)介紹了BTN9970LV/BTN9990LV的引腳分配、定義和功能，例如：

• GND（1,2腳）：接地。
• IN（3腳）：輸入引腳，用于定義高側(cè)或低側(cè)開關(guān)是否激活，內(nèi)部連接有下拉電阻。
• INH（4腳）：抑制引腳，設(shè)置為低電平時(shí)，設(shè)備進(jìn)入三態(tài)，內(nèi)部連接有下拉電阻。
• IS（5腳）：用于電流感應(yīng)、溫度感應(yīng)、壓擺率水平和診斷。
• VS（6,7腳）：電源供應(yīng)。
• OUT（8腳）：橋的功率輸出。

6. 電路板設(shè)計(jì)

6.1 原理圖

文檔提供了電機(jī)控制板的原理圖，幫助工程師深入了解其電路設(shè)計(jì)。

6.2 布局

該電路板采用4層設(shè)計(jì)，材料為FR4，尺寸為53mm x 70mm，厚度為1.6mm，層疊結(jié)構(gòu)為70 / 35 / 35 / 70 ?m，并提供了各層的視圖。

6.3 物料清單

詳細(xì)列出了電路板上最重要部件的物料清單，包括電容、電阻、二極管、集成電路、接頭等的型號、封裝、供應(yīng)商等信息。

7. 參考資料和附錄

7.1 縮寫和定義

解釋了一些常見的縮寫，如CE（Conformite Europeenne）、EMI（Electromagnetic interference）、UL（Underwriters Laboratories）等。

7.2 參考文檔

列出了相關(guān)的參考文檔，包括英飛凌的BTN9970LV和BTN9990LV數(shù)據(jù)手冊、Arduino UNO網(wǎng)頁和英飛凌單半橋IC的網(wǎng)頁文件夾等。

8. 修訂歷史

文檔記錄了修訂歷史，從2021年2月9日的初始版本到2021年9月30日的版本，電路板升級到1.2版本，采用4層PCB，優(yōu)化了布局，增加了更大的螺絲頭和測試引腳，以便分析半橋的I/O信號。

總的來說，BTN9970/BTN9990電機(jī)控制盾牌為電子工程師提供了一個(gè)方便的平臺來評估高電流半橋驅(qū)動器。在使用過程中，工程師們一定要嚴(yán)格遵守安全預(yù)防措施和注意事項(xiàng)，充分利用其特性和功能，為電機(jī)控制設(shè)計(jì)帶來更多的可能性。你在使用類似評估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。