PCB走线太细,电流不足,电机容易被堵转
之前做了一款电机控制板,主要功能是控制直流电机,当时采用的是PWM方式实现的,功能驱动正常,电机也可以正常运转,但是当电机一被堵转的时候,就会让电池快速的进入到电池保护状态,而且图1被标识的部分会很热。
正常情况下,电池要进入保护的状态,瞬时电流最少也要达到7A以上,但是正常情况下电机堵转的电流根本达不到7A,也就是说,电机堵转不会让电池快速的进入到电池保护状态,那么实际上,为什么会出现这种情况呢?
当时这个问题折磨了我有几天了,由于之前没做过功率大的电机控制板,所以期间也找不到问题所在,但是我总觉得电路板是有点儿问题,最初的电路板如图1所示。
图1 最初版-电机供电部分
由于我怀疑这个电路,然后就带着电路板请教了公司的大佬,问了一下为啥会出现这种现象,他看了一下电路板说“这个电路有些问题。
第一:给电机供电的电源线走的有些细了,这么细的走线通过的电流就会很小,功率不足会导致电机很容易堵转。
第二:当电机堵转时,电源线上的电流就会增大,电源线就会发热消耗能量,而且为了给电机提供足够的能量,电源线上的瞬时电流增大,导致电池保护板为了保护电池,就会让电池进入保护状态。
所以就会出现这种情况”。我听完之后,瞬间茅塞顿开,加班加点的把电路修改了一番。最后,修改之后如图2和图3所示。
图2 修改后-电机供电部分-底层
图3 修改后-电机供电部分-顶层
主要修改是电源走线的面积,增大其面积让更大的电流通过,而且大面积可以使散热加快,提高供电效率,防止烧毁电路板及其元器件,修改后,打样制板,焊接组装,一切就绪之后,开始了暴力测试,发现果然有质的提升,以前令电机堵转2秒左右就会让电池进入到保护状态,现在堵转很久都不会进入保护,而且后续又新增了电流检测电路,进行双重电池保护,所以设备很稳定也不会出现问题。到此,把问题终于解决了。
总结:
电路设计是一个奇妙的事情,尤其是针对大功率驱动或者电机驱动的设计,在电源方面一定要尽可能的把线做宽做粗,让电流尽可能的通过,让功率消耗的最低,这样才可以保证电路的稳定可靠的运行。