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PCB 如何在工業電動推桿中工作


在這裡您可瞭解印刷線路板 (PCB) 及其功能與 LINAK ® 電動直線推桿性能的關係。瞭解配有集成控制器和總線通訊的 PCB 以及它們具有的共同功能。

瞭解對推桿進行定位、柔緩起動和停止的控制方法。電流和溫度測量如何保護推桿以及裝有推桿的工業機械。詳細瞭解 EMC(電磁兼容性)防護和 H 電橋的基本功能。我們專家 Hunter Stephenson 透過影片講解要點。

H 橋的基本功能是什麼?

電動推桿的控制基於整合控制器或 H 橋,可改變直流電機電壓的極性。在這裡,您可從低電流開關中受益,因為只有幾個 mA 的高電平數位訊號就能使電動推桿運行。

整合的 H 橋打開 PCB 的不同控制選項,如速度和斜坡。

這是 H 橋,中間是電機正極和負極端子的電源連接。四個開關(在本例中為電晶體)與 H 橋的頂部和底部的電源相連接。這些電晶體替代機械繼電器的功能。H 橋以相當簡單的方式控制電動推桿的進出運動。當電源接通時,必須啟動其中兩個電晶體,以使電流以對角線方式流過連接電機,從而使電機朝一個方向運行。要改變方向,必須通過停用之前啟動的兩個電晶體並啟動另外兩個電晶體來改變電流。

開關 1 和 4 閉合時的 H 橋插圖

如果閉合開關 1 和 4,則正極接到電機左側,負極接到另一側,電機會朝一個方向旋轉。

 

開關 2 和 3 閉合時的 H 橋插圖

如果閉合開關 2 和 3,則正極與右側相連,負極與左側相連,電機將朝相反方向旋轉。

 

您如何保證電動推桿的定位準確?

了解推桿的其中一個最重要的事項就是其位置。PCB 控制的直線推桿的物理位置基於霍爾效應感應器,可對每個主軸轉速的脈衝數進行計數。

傳統上,在主軸的每一端都裝有電氣開關,每當到達物理端點止擋時它都會校準定位系統。為了確保電動推桿提供可靠的位置回饋,需要定期啟動至少其中一個端點開關。否則,位置回饋可能會隨著時間的推移而漂移,因為編碼器上的霍爾脈衝會丟失,主要是在斷電時。

由於這種限制,電動推桿未充分利用其行程的應用可能會隨著時間的推移導致位置回饋不準確。

LINAK® 開發的新初始化原理改變了直線運動的初始化方式。它利用安裝在螺桿螺母中的小磁鐵,在行程長度的初期 " 零 " 點經過電動推桿 PCB 上的兩個霍爾感測器。當螺桿螺母中的磁鐵經過時,感測器會作出反應,從而產生兩個霍爾信號。微處理器檢查兩個磁場的交叉點,並將交叉點用作初始化的參考點。

那些 PCB 功能有助於保護機械?

PCB 的一些功能有助保護使用 LINAK ® 工業推桿運行的機械。脈衝訊號保證電子裝置正常工作,而柔緩起動/停止功能減少對機械裝置和推桿的機械壓力。這一功能通過增加 PWM 電機控制訊號來控制,其工作原理與逐漸鬆開汽車離合器的方式相同。

測量電流和溫度可以保護 PCB 電子裝置並有助保證推桿的可靠性能 。微控制器測量流經 H 橋電路的電流,如果電流超過預定的水平,微控制器關閉電源。感測器監測 H 橋電路溫度和推桿外殼內的環境溫度,並在熱量達到損壞程度之前停止工作。

對於 EMC 保護,推桿 PCB 具有負載突降功能和極性保護作用。LINAK(力納克)工業推桿的負載突降標準預定義為 45 伏特。如果電壓峰值超過這一標準,PCB 會被關閉。極性保護功能可以保證電源線接錯時不會損壞推桿。

您知道嗎?

配有整合控制器的 LINAK 推桿減少了外部組件的數量 ,並且也免去了動力電子設備的協力廠商供應商。它還為您的設計和整合過程提供一系列使用簡便的介面 - 即使是複雜的系統。

整合的介面能讓您更快地進入電動推桿的運動設計過程,並且通過指定不僅僅是簡單的直線運動,更容易實現其全部潛力。無論您的應用要求是基本版還是高級版,選擇 帶有 IC Integrated Controller™(整合控制器 ™)的電動推桿 都是一件明智的舉動。

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