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PCB 如何在工业电动推杆中工作


在这里您可了解印刷线路板 (PCB) 及其功能与 LINAK ® 电动直线推杆性能的关系。了解配有集成控制器和总线通讯的 PCB 以及它们具有的共同功能。

了解对推杆进行定位、柔缓起动和停止的控制方法。电流和温度测量如何保护推杆以及装有推杆的工业机械。详细了解 EMC(电磁兼容性)防护和 H 电桥的基本功能。我们专家 Hunter Stephenson 通过视频讲解要点。

H 桥的基本功能是什么?

电动推杆的控制基于集成控制器或 H 桥,可改变直流电机电压的极性。在这里,您可从低电流开关中受益,因为只有几个 mA 的高电平数字信号就能使电动推杆运行。

集成的 H 桥打开 PCB 的不同控制选项,如速度和斜坡。

这是 H 桥,中间是电机正极和负极端子的电源连接。四个开关(在本例中为晶体管)与 H 桥的顶部和底部的电源相连接。这些晶体管替代机械继电器的功能。H 桥以相当简单的方式控制电动推杆的进出运动。当电源接通时,必须启动其中两个晶体管,以使电流以对角线方式流过连接电机,从而使电机朝一个方向运行。要改变方向,必须通过停用之前启动的两个晶体管并启动另外两个晶体管来改变电流。

开关 1 和 4 闭合时的 H 桥插图

如果闭合开关 1 和 4,则正极接到电机左侧,负极接到另一侧,电机会朝一个方向旋转。

 

开关 2 和 3 闭合时的 H 桥插图

如果闭合开关 2 和 3,则正极与右侧相连,负极与左侧相连,电机将朝相反方向旋转。

 

您如何保证电动推杆的定位准确?

了解推杆的其中一个最重要的事项就是其位置。PCB 控制的直线推杆的物理位置基于霍尔效应传感器,可对每个主轴转速的脉冲数进行计数。

传统上,在主轴的每一端都装有电气开关,每当到达物理端点止挡时它都会校准定位系统。为了确保电动推杆提供可靠的位置反馈,需要定期启动至少其中一个端点开关。否则,位置反馈可能会随着时间的推移而漂移,因为编码器上的霍尔脉冲会丢失,主要是在断电时。

由于这种限制,电动推杆未充分利用其行程的应用可能会随着时间的推移导致位置反馈不准确。

LINAK ® 开发的新初始化原理改变了直线运动的初始化方式。它利用安装在螺杆螺母中的小磁铁,在行程长度的初期 " 零 " 点经过电动推杆 PCB 上的两个霍尔传感器。当螺杆螺母中的磁铁经过时,传感器会作出反应,从而产生两个霍尔信号。微处理器检查两个磁场的交叉点,并将交叉点用作初始化的参考点。

哪些 PCB 功能有助于保护机械?

PCB 的一些特性有助保护使用 LINAK ®工业推杆运行的机械。脉冲信号保证电子装置正常工作,而柔缓启动/停止功能可减小对机械装置和推杆的机械应力。这一功能通过增加 PWM 电机控制信号来控制,其工作原理与逐渐松开汽车离合器的方式相同。

测量电流和温度可以保护 PCB 电子装置并有助保证推杆的可靠性能。微控制器测量流经 H 桥电路的电流,如果电流超过预定的水平,微控制器关闭电源。传感器监测 H 桥电路温度和推杆外壳内的环境温度,并在热量达到损坏程度之前停止工作。

对于 EMC 保护,推杆 PCB 具有负载突降功能和极性保护作用。LINAK(力纳克)工业推杆的负载突降标准预定义为 45 伏特。如果电压峰值超过这一标准,PCB 会被关闭。极性保护功能可以保证电源线接错时不会损坏推杆。

您知道吗?

配有集成控制器的 LINAK 推杆减少了外部组件的数量 , 并且也免去了动力电子设备的第三方供应商。它还为您的设计和集成过程提供一系列使用简便的接口 - 即使是复杂的系统。

集成的接口能让您更快地进入电动推杆的运动设计过程,并且通过指定不仅仅是简单的直线运动,更容易实现其全部潜力。无论您的应用要求是基本版还是高级版,选择 带有 IC Integrated Controller™(集成控制器 ™)的电动推杆 都是一件明智的举动。

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