H-Bridge Kit 2Go：小體積大能量的直流電機(jī)控制評估板

在電子工程師的日常工作中，直流電機(jī)控制是一個常見且重要的任務(wù)。今天就給大家介紹一款功能強(qiáng)大的評估板——H-Bridge Kit 2Go，它為直流電機(jī)控制提供了低成本且高效的解決方案。

文件下載：HBRIDGEKIT2GOTOBO1.pdf

一、產(chǎn)品概述

H-Bridge Kit 2Go是一個完整的低成本系統(tǒng)解決方案，專門用于驅(qū)動小型有刷直流電機(jī)。它基于英飛凌微控制器套件XMC 2Go，包含一個帶有調(diào)試接口的32位微控制器、一個板載5V穩(wěn)壓器、電源反極性保護(hù)電路，以及一個集成的H橋IFX9201SG，該H橋能夠驅(qū)動高達(dá)6A的峰值電流。

二、快速上手

1. 電源供應(yīng)

H-Bridge Kit 2Go需要一個外部電源連接到VBAT來驅(qū)動直流電機(jī)。為了防止意外的電源極性反轉(zhuǎn)，該評估板配備了反極性保護(hù)電路。微控制器可以通過Micro USB端口由PC供電，同時為了實現(xiàn)無PC連接的獨立操作，板上還設(shè)有5V穩(wěn)壓器，作為微控制器3.3V穩(wěn)壓器的預(yù)調(diào)節(jié)器。不過要注意，5V穩(wěn)壓器是線性穩(wěn)壓器，根據(jù)輸入電壓的不同可能會變得非常熱。VBAT的范圍可以從5V到最大36V而不會損壞電路板，但由于5V穩(wěn)壓器的功耗會隨著輸入電壓的升高而顯著增加，建議將VBAT保持在15V以下，或者在電路板背面安裝散熱片以提供額外的散熱。另一種選擇是在電路板的V5V輸入處外部提供5V電源，這樣可以減輕板載穩(wěn)壓器的負(fù)擔(dān)，使評估板能夠在高達(dá)36V（IFX9201的最大電源電壓）的電壓下運行。

2. 選擇直流電機(jī)

IFX9201可以驅(qū)動峰值電流高達(dá)6A的小型直流電機(jī)。實際可實現(xiàn)的連續(xù)驅(qū)動電流較低，具體取決于電源電壓、開關(guān)頻率和散熱條件。該套件的實際連續(xù)驅(qū)動電流范圍在1A到2A之間，許多玩具、遙控模型或機(jī)器人用的電機(jī)都符合這個范圍。

3. 連接套件

只需按照圖3所示連接合適的直流電機(jī)和電源即可開始使用該套件。電源焊盤的間距為2.54mm，每個電源信號（除V5V外）占用兩個焊盤，因此可以使用2.54mm或5.08mm間距的連接器或螺絲端子。

4. 軟件方面

套件預(yù)裝了一個簡單的示例程序，該程序向電機(jī)施加1kHz的PWM信號，并通過增加和減小PWM占空比來使電機(jī)速度上下變化。當(dāng)占空比達(dá)到0%時，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向會反轉(zhuǎn)，然后再次開始使電機(jī)速度上下變化。此外，還可以在http://www.infineon.com/h-bridge-kit-2go 下載演示代碼。這個程序是使用英飛凌代碼開發(fā)平臺DAVE?（版本4）生成的，關(guān)于該工具的使用和下載信息可訪問http://www.infineon.com/dave 。

5. 端口分配

三、演示操作

1. 設(shè)備發(fā)現(xiàn)

首先要確保J-Link驅(qū)動已正確安裝（DAVE?安裝時會包含該驅(qū)動），更多關(guān)于J-Link的詳細(xì)信息可訪問www.segger.com 。然后將H-Bridge Kit 2Go連接到PC的USB端口，此時會安裝H-Bridge Kit 2Go的驅(qū)動（可能需要管理員權(quán)限）。在“設(shè)備管理器”中檢查“JLink CDC UART Port”是否已正確安裝。

2. 使用DAVE?更新固件

下載并解壓固件示例后，在DAVE?中進(jìn)行以下操作：選擇“File” – “Import”，然后選擇“Infineon” – “DAVE project”并點擊“Next”。選擇解壓后的演示項目文件夾并點擊“Finish”，同時保持“Copy Projects Into Workspace”選項被選中。將H-Bridge Kit 2Go連接到USB端口（如果還未連接），點擊“Generate Code”和“Build Active Project”，然后點擊“Debug”按鈕。如果提示更新J-Link接口，更新完成后再次點擊“Debug”，新的演示固件就會安裝到評估板上。

3. 通過終端接口操作

這個接口為通過PC控制H橋提供了一種簡單的方法。需要注意的是，如果沒有通過USB連接，設(shè)備仍會按照前面提到的示例程序進(jìn)行操作。

四、硬件描述

1. 原理圖

評估板的原理圖展示了各個部分的電路連接，包括電源連接器、反極性保護(hù)電路、5V穩(wěn)壓器、IFX9201及其外圍電路、XMC1100和引腳頭、3.3V穩(wěn)壓器和用戶LED，以及板載調(diào)試器（包括UART到USB橋）。這些電路設(shè)計確保了評估板的穩(wěn)定運行和功能實現(xiàn)。

2. 布局

評估板的布局圖顯示了組件的放置位置，包括頂層和底層的布局。合理的布局有助于提高電路的性能和可靠性。

總之，H-Bridge Kit 2Go評估板為直流電機(jī)控制提供了一個全面且易于使用的解決方案。無論是對于初學(xué)者還是有經(jīng)驗的工程師來說，它都是一個值得嘗試的工具。大家在使用過程中有沒有遇到什么有趣的問題或者有什么獨特的應(yīng)用呢？歡迎在評論區(qū)分享。