开发板连接电机,烧坏芯片的原因、解决

当使用开发板、核心板,连接电机驱动板,控制电机的转动,会很容易烧芯片。

极少数是通电就烧坏,有些是调试了一段时间才烧,也有些是稳定运行好些日子突然烧了......

百度搜索:“STM32 电机 烧坏”,可以看到一堆堆带眼泪的文章。

导致的原因很多:过流、过压、电磁干扰、不当的PWM调速、电源不稳定、保护电路缺失等;

从多年的咨询中收集了大量反馈,最基本的原因:

电机驱动板,与开发板之间,没有做电源隔离、信号隔离。

一、电机的反电动势

这个词,咱长话短说,具体的自行百度。

电机在运行过程中,会产生反电动势,如快速停止或反转等。

即使是小电机,这个反电动势,也可以瞬间窜至几十V。

驱动电路上,如果没有做好续流、过流、过压和隔离等保护,反电动势就很容易损坏设备。

二、开发板,没有针对电机驱动进行预先设计保护措施

目前市面上绝大部分的开发板,芯片的引脚,都是直接连接到排针。

根本没有针对电机的使用作设计保护、隔离。

这并非开发板的设计有啥问题,也并非板商们刻意节约成本。

因为这是“开发板”呢:每一个引脚,都可能被用于实现各种功能。

如引脚-PA10,能作电平输出、能作电平输入,还可以作为USART1_RX、TIM1_CH3......。

每个用户,对每个引脚的使用需求,也不尽相同。

设计时,无法预料每一个引脚将被用于什么功能,就无法预先针对性地设计需要的隔离和保护。

芯片引脚直接“赤裸裸”地引出至排针:

  • 好处:引脚的功能可以灵活地使用。
  • 坏处:很容易因各种原因导致芯片被烧坏,如电机驱动时缺失保护。

因此,用开发板玩电机控制,没有做好外部保护措施,烧芯片就是大概率的事了。

特别是使用一些低端低价的电机驱动板,如L298N等,5元包邮,反烧芯片是很普遍的。

三、如何有效地防止烧芯片

如果使用开发板控制电机,下面三个“必须”,请务必注意:

1、电机驱动器,如L298N等,必须使用独立电源,不能与开发板使用同一个电源供电。

2、如果电机驱动器、开发板,不得不使用同一个电源时,开发板必须使用电源隔离模块。

(如,很多人使用的L298N,开发板直接从L298N上面的5V取电,不能这样操作!别作死!)

3、信号线,即PWM线、方向线,必须经光耦隔离模块!

如果是自己画的电机驱动电路,在参考上述外,增加以下考虑:

1、电机驱动电路,必须配置续流装置,如高速二极管。 

2、Vin端,配置大电容,且按照设计要求配置。

3、控制芯片,单独占用一个隔离电源!

4、控制地和驱动地连接要符合单点连接的原则,杜绝多点接地 。

四、电源隔离模块,参考:

(不上链接了,怕被误判为广告,自行淘宝)

     

五、光耦隔离模块,参考:

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