工程師經(jīng)驗談:如何實現(xiàn)一個驅動電路的三次設計?
某日,老師叫用mos管驅動個直流電機,做個原理圖。需要設定PWM的占空比改變直流電機的速度。心想,這有什么。于是乎,根據(jù)過去看的51單片機開發(fā)板的驅動繼電器的原理圖畫出了下面的電路。NPN三極管換成N溝道MOS管,由于電機和繼電器一樣是感性元器件,加上續(xù)流二極管,OK。為了保險起見,我拿器件在洞洞板上自搭電路,測試了一下,咋一眼看,能達到要求,于是就把這個圖交給了老師。 老師看了之后笑了笑,拿出了下面一張圖。我一看,這么多元件,比我畫的復雜不少,于是問老師這樣設計的用意。于是老師給我解釋第一級的三極管起到電平變換的作用,我所用的mos管在12V的時候可靠導通。三極管推挽部分,能提高mos管的關斷速度。而門級處的電容用來去除毛刺。另外在電機的供電電源上加上了大的濾波電容。并告訴我按照這個電路圖設計。 畫好圖發(fā)出去,等PCB板收到后焊好元件發(fā)現(xiàn),調節(jié)信號源的輸出能改變電機的轉速,我以為已經(jīng)成功了。但是我發(fā)現(xiàn)一個問題,PWM信號是通過電纜接到驅動板上的,如果PWM信號的輸入端懸空,電機馬上就全速轉動。這當然是不希望出現(xiàn)的,我把這個情況告訴了老師。然后和老師討論解決方案。通過讓用戶先給控制板上電再給驅動板上電,倒是可以避免沒有控制信號電機就全速轉動的尷尬。我提議再加一級反相器。這些都不像是很好的辦法。最后,老師看了電路圖幾分鐘,說去掉一級三極管就可以了。就這樣我以為要返工的電路通過在PCB上簡單的修改就又能達到輸入端懸空的時候,電機不轉的效果了,見下圖。為保險起見,又加上了保險絲。雖然mos有電壓的時候沒電流,有電流的時候沒電壓,功率不大,以防萬一又加上了散熱片。 至此,一個實用的電路經(jīng)過三次設計誕生了。從一個簡陋能用的電路,到一個設計合理性能更佳的電路,再到一個可以與產(chǎn)品融為一體安全可靠的電路,這之間的差距是一個腦子里的電路和商業(yè)化的電路之間的差距,一個模電菜鳥和大蝦米之間的差距。每一次的改進都是一種對模電和對自我的重新認識。同時我也意識到,模電課雖然學完了,但是到成為一個合格的電子工程師要很長一段路要走。
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