BTN9970/BTN9990電機控制盾牌：Arduino評估利器

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

文件下載：Infineon Technologies DCSHIELDBTN9970LVTOBO1直流電機控制擴展板.pdf

1. 文檔概述

這份用戶手冊詳細描述了BTN9970和BTN9990 V1.2電機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計進行優化。

2. 重要注意事項

2.1 評估板性質

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

2.2 適用人員

這些評估板和相關信息僅面向合格且熟練的技術人員，用于實驗室使用，必須按照文檔和相關資料中的條款和條件進行使用和管理。

2.3 客戶責任

客戶的技術部門有責任評估評估板是否適用于預期應用，并評估文檔中信息的完整性和正確性。同時，客戶必須確保使用評估板不會對人員或第三方財產造成任何損害。

2.4 英飛凌免責聲明

英飛凌提供的評估板和文檔信息“按原樣”提供，不承擔任何明示或暗示的保證責任，也不對因使用評估板和文檔信息而導致的任何損害負責。

3. 安全預防措施

3.1 熱防護

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

3.2 專業操作

只有熟悉驅動器、電力電子和相關機械的人員才能規劃、安裝、操作和維護該系統，否則可能會導致人身傷害和/或設備損壞。

3.3 靜電防護

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、維護或修理時需要采取靜電控制措施，否則可能會導致組件損壞。

3.4 正確應用

驅動器的錯誤應用或安裝可能會導致組件損壞或產品壽命縮短，如電機選型過小、交流電源供應不正確或不足、環境溫度過高等，都可能導致系統故障。

4. 產品一瞥

4.1 交付內容

紙箱中包含一塊帶有“BTN99xx NovalithIC+ V 1.2”標記的BTN9970/BTN9990電機控制板，但不包括Arduino UNO板和電源。關于Arduino控制器板的信息可以在Arduino官方網站上找到。

4.2 框圖

文檔中提供了該電機控制盾牌的框圖，幫助工程師更好地理解其內部結構和工作原理。

4.3 主要特性

• 核心元件：該板包含兩個集成驅動器的NovalithIC+?高電流半橋，即BTN9970LV和BTN9990LV。
• 工作電壓：工作電壓范圍為8V - 18V。
• 電機電流：平均電機電流可達約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）。
• 電機控制模式：具有兩種電機控制模式，可使用兩個獨立的單半橋單向操作兩個直流有刷電機，也可使用單個H（全）橋雙向操作一個直流有刷電機。
• 接口功能：配備一個16針連接器，可通過uIO - 棒與安裝了英飛凌工具箱軟件的PC或筆記本電腦進行接口連接；還設有連接器，可將電機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。
• PWM控制：支持PWM操作，由Arduino UNO板控制。
• 極性保護：具有反向極性保護功能，通過IC0（PMOS晶體管）實現。

5. 硬件描述

5.1 板卡概述和連接器

文檔提供了BTN9970/BTN9990電機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，用于定義高側或低側開關是否激活，內部連接有下拉電阻。
• INH（4腳）：抑制引腳，設置為低電平時，設備進入三態，內部連接有下拉電阻。
• IS（5腳）：用于電流感應、溫度感應、壓擺率水平和診斷。
• VS（6,7腳）：電源供應。
• OUT（8腳）：橋的功率輸出。

6. 電路板設計

6.1 原理圖

文檔提供了電機控制板的原理圖，幫助工程師深入了解其電路設計。

6.2 布局

該電路板采用4層設計，材料為FR4，尺寸為53mm x 70mm，厚度為1.6mm，層疊結構為70 / 35 / 35 / 70 ?m，并提供了各層的視圖。

6.3 物料清單

詳細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

列出了相關的參考文檔，包括英飛凌的BTN9970LV和BTN9990LV數據手冊、Arduino UNO網頁和英飛凌單半橋IC的網頁文件夾等。

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電機控制盾牌為電子工程師提供了一個方便的平臺來評估高電流半橋驅動器。在使用過程中，工程師們一定要嚴格遵守安全預防措施和注意事項，充分利用其特性和功能，為電機控制設計帶來更多的可能性。你在使用類似評估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗。