电动车控制器.docx
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电动车控制器.docx
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电动车控制器
无锡科技职业学院
协助设计PCB板项目报告
班级:
应电1103
学号:
100110036
姓名:
季琛
指导老师:
居吉乔
电子工程学院
2013年9月
目录
1项目训练目的...................................................................................................1
2项目工作任务...................................................................................................1
3项目相关知识...................................................................................................1
4项目操作步骤...................................................................................................2
A.原理图设计.............................................................................................2
B.元件设计.................................................................................................5
C.ERC检查..................................................................................................6
D.生成网络表.............................................................................................7
E.生成材料报表.........................................................................................8
F.PCB设计.................................................................................................10
G.DRE检查.................................................................................................14
5结果记录..........................................................................................................16
6小结...................................................................................................................17
附件一:
元件清单
附件二:
电动机控制器原理图
附件三:
电动机控制器PCB
项目四协助设计PCB板
1.项目训练目的
1)熟悉PORTEL电路设计软件的功能和使用方法;
2)熟悉原理图设计步骤和技巧;
3)掌握原理图设计、编辑、处理的方法;
4)能使用PORTEL软件完成电路原理图设计;
5)熟悉印制电路板基础知识;
6)掌握PCB设计流程;
7)掌握电路板的规划和设计方法;
8)能使用软件进行PCB设计。
2.项目工作任务
1)认识电路元器件;
2)建立设计、原理图环境设置;
3)元器件的查找、放置及电路的连线;
4)ERC检查、电路报表;
5)建立PCB文件、规划电路板;
6)加载网络表和元件布局;
7)PCB的布线;
8)DRC检查及报表。
3.项目相关知识
基于CY8C24423的电动车控制器的主要参数及功能特点和典型应用电路功能描述如下:
1、控制器的主要参数及功能参数:
额定电压:
DC48V;
额定功率:
350W;
欠压保护:
DC42V±0.5V;
限流电流:
限流值为20A(±0.5A);
静态功耗:
<3w;
限速功能:
最高车速可达35Km/h~45Km/h,限速时行驶速度控制在20Km/h以内;
巡航模式:
具有自动巡航和手动巡航两种功能可选,自动巡航时手把不动8秒进入巡航,稳定行驶速度,无需手柄控制;
1:
1助力功能:
电动车控制器根据汽车者脚踏力的大小,给出相应比例的电机动力,实现在骑行中辅以动力,让骑行者感觉更轻松;
仪表匹配:
可配接各种电动车串显仪表,并显仪表,共正共负指示灯;各种速度仪表;霍尔速度表,共正、共负相线速度;
电机匹配:
600/1200相位,350w,无刷直流电动机;
普通刹车断电:
适用于机械敞开,低电平刹车,高电平刹车;
超静音:
启动及全程行驶过程中噪声极低,大大超越了传统的无刷控制器,减少电动机振动,大大延长电机的寿命;
低发热:
采用国际先进的同步整流技术,大幅度降低控制器的热损耗,提高了整车的能量使用效率,延长了续驶里程;
防飞车功能:
解决了无刷控孩子气由于转把或线路故障引起的飞车现象,提高了系统的安全性;
堵转保护功能:
电机堵转3秒以上控制器自动保护,放置烧毁电机;
短路保护功能:
电动车无刷电机三根相线输出端任意两端短路或三端全短路,控制器不会烧毁。
2、CYC24423主要特征
电源电压:
5V±5%
工作电流:
20mA
时钟频率:
24MHZ
工作温度:
-400C~850C
热阻:
690C/W,1010C/W
回流焊峰值温度:
240~2600C
4.项目操作步骤
A.原理图设计
(1)打开protel99软件,在窗口“文件”菜单栏上剪辑File\new选项呢,弹出NewDesignDatabase对话框,在designstoragetype输入框中输入“电动车控制器.ddb”。
在databaselocation项中单击Browse按钮,弹出数据库定位对话框,将文件保存着在桌面文件夹中。
如图1
(图1)
(2)打开文档管理器,选择SchematicDocument图标,新建一个原理图文件,命名为“电动车控制器.sch”。
(3)打开原理图文件,通过“设计\选项”选项,在弹出的Sheetoptions选项中按照相关要求设置图纸大小等要求。
在原理图编辑器中,点击窗口左边的BrowseSch标签,下拉并选中Libraries。
单击管理器中的Add/Remove按钮,在路径中选中MiscellaneousDevices.lib文件库。
按照要求设计原理图,选择元件并添加。
若元件库中无相应元件需自己创建新元件,修改元件编号、方向、封装、大小等。
(4)对添加的元件进行元件布局要求方便连线、布局合理。
如图6
(图6)
(5)利用工具栏中的放置导线按钮(如图7),对整个电路图进行连线。
注意元件之间用导线连接,不要直接用引脚相连;在导线、导线之间及导线、元件引脚的连线,都不能出现重叠,否则ERC检查会出现错误。
如图8
(图8)
B.元件设计
(6)建立集成芯片PSOC-24423符号:
在Documents中新建SchematicLibraryDocument图标(如图9)、文件重命名为“PSOC-24423”。
(图9)
(7)利用SchLibDrawingTools工具栏,选择矩形工具画出矩形,然后利用直线工具画出输入输出引脚,最后选择文字工具添加引脚名称。
点击窗口左边的BrowseSchLib标签,选择Description,在跳出的选项框中填写Default:
U1;Footprint:
ILEAD28,完成元件设计。
如图10
(图10)
(8)点击Place将新设计的元件PSOC-24423加载到原理图中。
C.ERC检查
(1)在进行电路的ERC检查时,先进行检查规则设置。
执行“工具”菜单ERC命令,弹出对话框,如图11。
(图11)
(2)点击ok确定,系统即开始对电路进行检查,然后生成ERC检查报告,如图12
(图12)
D.生成网络表
(1)执行“设计”菜单命令Design/CreateNetlist;
(2)执行该命令后会出现如图13所示对话框,设置对话框;
(图13)
(3)点击ok按钮,软件生成如图14的网络表。
(图14)
E.生成材料报表
(1)执行“报告”菜单命令Reports/BillofMaterial,出现元件列表对话框;
(图15)
(2)设置好后点击Next键进入下一设置直至结束;
(3)点击Finish按钮生成材料清单,如图16。
(图16)
F.PCB设计
(1)执行“文件”菜单命令File/New,出现NewDocument对话框,选择其中的PCBDocument图标,如图17,双击该图标。
(图17)
(2)添加图层,执行“设计”命令Design/Layers,打开文档设置对话框DocumetLayers,根据电动机控制器的设计要求添加相应图层。
如图18
(图18)
(3)执行“设计”命令Design/Options,打开文档设置对话框DocumetOptions,设置电气栅格范围5mil,可视栅格样式为线状,计量单位选英制单位,其它用系统默认值。
如图19
(图19)
(4)利用绘图工具在KeepOutLayer层绘制外框,外框尺寸9000*6000。
如图20
(图20)
(5)执行“设计”菜单命令Design/Add/RemoveLibrary,弹出PCBLibraries对话框,如图21,选中所需元件库后,点击ADD按钮即可加载元件库。
(图21)
(6)执行“设计”菜单命令Design/Load,弹出Load对话框,如图22,点击Browse选择网络表,确认无误后点击Execute按钮即可加载元件。
如图23
(图22)
(图23)
(7)执行“工具”菜单命令Tools/AutoPlacement,开始自动布局,如图24
(图24)
(8)手动布局,结果如图25
(9)执行“设计”菜单命令Design/Rules,将弹出设计对话框,更改线宽等参数,如图26。
(图26)
点击确定开始自动布线,如图27
(图27)
G.DRE检查
(1)执行“工具”菜单命令Tools/DseignRuleCheck,弹出DseignRuleCheck设置对话框,如图28
(图28)
完成如图28所示设置后点击“RunDRC”,系统自动进行设计检查功能,生成报告。
如图29
(图29)
5.结果记录
(1)绘制PSOC-24423芯片
(2)封装PAD1
(3)电动机控制器电路图
详图见附件一
6.小结
1.问题讨论(实际中遇到的问题及改进方法)
在实际操作过程中常常会遇到在元件库中查找不到元件封装、找不到元件等等,这时就需要我们在自己创建的文件中自行绘制新元件并创建新封装库。
在制作PCB过程中需要将所有元件的封装库都加载进去,不然会出现查找不到相关元件的情况。
在加载过程中还会出现一些错误,比如:
绘制的元件尺寸过大;连接线不在设置范围内;元件重叠等等问题。
对于这些问题解决方法如下:
更改元件尺寸,更改连接线大小或调整设置范围。
手动布局时调整元件与元件间的距离。
2.完成作业
3.收获体会
通过这次实验我熟悉了protel99画图方法,明白了电动机控制器的内部工作原理对我学习电子产品设计和集成电路制造工艺也有非常大的帮助。
要熟练protel99的使用不仅仅要多练习还要有丰富的器件知识。
附件一:
元件清单
附件二:
电动机控制器原理图
附件三:
电动机控制器PCB
附件一:
元件清单
序号
PartType
Designator
Footprint
Description
1
+48V
IO1
PAD1
Connector
2
+48V
IO2
PAD1
Connector
3
0.01uF
C33
805
Capacitor
4
0.001uF
C9
805
Capacitor
5
0.1uF
C11
805
Capacitor
6
0.1uF
C24
805
Capacitor
7
0.01uF
C30
805
Capacitor
8
0.01uF
C27
805
Capacitor
9
0.01uF
C25
805
Capacitor
10
0.01uF
C15
805
Capacitor
11
0.1uF
C37
805
Capacitor
12
0.01uF
C31
805
Capacitor
13
0.01uF
C29
805
Capacitor
14
0.01uF
C20
805
Capacitor
15
0.01uF
C19
805
Capacitor
16
0.01uF
C18
805
Capacitor
17
0.01uF
C28
805
Capacitor
18
0.01uF
C13
805
Capacitor
19
0.01uF
C12
805
Capacitor
20
0.1uF
C16
805
Capacitor
21
0.01uF
C38
805
Capacitor
22
0.01uF
C14
805
Capacitor
23
1K
R22
805
24
1K
R53
805
25
1K
R20
805
26
1K
R65
805
27
1K
R70
805
28
1K
R7
805
29
1K
R21
805
30
1N4007
D4
805
Diode
31
1N4007
D24
805
Diode
32
1N4007
D2
805
Diode
33
1N4007
D7
805
Diode
34
1N4007
D27
805
Diode
35
1N4007
D25
805
Diode
36
1N4148
D12
805
37
1N4148
D14
805
38
1N4148
D13
805
39
1N4148
D8
805
40
1N4148
D5
805
41
1N4733
D18
RAD0.2
ZenerDiode
42
1N4733
D19
RAD0.2
ZenerDiode
43
1N4744
D21
RAD0.2
ZenerDiode
44
1N4744
D22
RAD0.2
ZenerDiode
45
1N4744
D20
RAD0.2
ZenerDiode
46
1N5810
D6
805
Diode
47
2.2K
R58
805
48
2.2K
R43
805
49
2.2K
R42
805
50
2.2K
R28
805
51
2.2K
R45
805
52
2.2K
R26
805
53
2.2K
R67
805
54
2.2K
R30
805
55
2.2K
R56
805
56
3.3
RL9
805
57
3.9K
R27
805
58
3.9K
R31
805
59
3.9K
R29
805
60
5.1K
R54
805
61
5k1
R17
805
62
5k1
R19
805
63
5k1
R18
805
64
10K
R71
805
65
10K
R66
805
66
10K
R57
805
67
10k
R36
805
68
10uF/16V
C10
RB.3/.6
ElectrolyticCapacitor
69
16k
R64
805
70
20K
R6
805
71
20K
RL
805
72
20K
R39
805
73
20K
R63
805
74
20K
R61
805
75
20K
R40
805
76
20K
R62
805
77
20K
R33
805
78
20K
R34
805
79
20K
R49
805
80
20K
R32
805
81
22K
R41
805
82
22K
R50
805
83
22k
R48
805
84
24K
RX
805
85
30K
R37
805
86
30K
R9
805
87
30K
R5
805
88
30K
R52
805
89
30K
R10
805
90
30k
R51
805
91
33
R11
805
92
33
R47
805
93
33
R69
805
94
33
R12
805
95
33
R79
805
96
33
R13
805
97
33
R16
805
98
33
R60
805
99
33
R14
805
100
33
R15
805
101
33uF/63V
C34
RB.4/.8
ElectrolyticCapacitor
102
47uF/50V
C8
RB.3/.6
103
47uF/50V
C6
RB.3/.6
104
47uF/50V
C7
RB.3/.6
105
51K
R4
805
106
51K
R38
805
107
51k/18k
R35
805
108
60/120转矩
RW
805
109
75N75
Q1
TO-2201
110
75N75
Q3
TO-2201
111
75N75
Q4
TO-2201
112
75N75
Q2
TO-2201
113
75N75
Q6
TO-2201
114
75N75
Q5
TO-2201
115
78L05
U3
TO-2201
116
100K%
R3
805
117
100K%
R2
805
118
100K
Rout
805
119
100K
R8
805
120
100uf/16v
C32
RB.3/.6
ElectrolyticCapacitor
121
100uf/16v
C5
RB.3/.6
ElectrolyticCapacitor
122
100uf/63V
C3
RB.4/.8
ElectrolyticCapacitor
123
104/100V
C23
805
Capacitor
124
104/100V
C36
805
Capacitor
125
104/100V
C22
805
Capacitor
126
104/100V
C21
805
Capacitor
127
104/160v
C35
805
Capacitor
128
220uF/25V
C4
RB.4/.8
ElectrolyticCapacitor
129
240
R55
805
130
470uf/50V
C1
RB.4/.8
ElectrolyticCapacitor
131
470uf/50V
C2
RB.4/.8
ElectrolyticCapacitor
132
510
R59
805
133
510
R68
805
134
510
R46
805
135
510
R80
805
136
510
R23
805
137
510
R25
805
138
510
R24
805
139
510/2W
RT1
805
140
510/2W
RT2
805
141
4148
D10
805
142
4148
D11
805
143
4148
D9
805
144
4148
D3
805
145
4148
D28
805
146
4148
D26
805
147
5401
T19
SOT-23
PNPTransistor
148
5401
T20
SOT-23
PNPTransistor
149
5401
T23
SOT-23
PNPTransistor
150
5401
T22
SOT-23
PNPTransistor
151
5401
T17
SOT-23
PNPTransistor
152
5401
T16
SOT-23
PNPTransistor
153
5551
T5
SOT-23
STC
154
5551
T6
SOT-23
STC
155
5551
T21
SOT-23
STC
156
5551
T3
SOT-23
STC
157
5551
T1
SOT-23
STC
158
5551
T18
SOT-23
STC
159
5551
T4
SOT-23
STC
160
5551
T15
SOT-23
STC
161
5551
T2
SOT-23
STC
162
9013
T14
SOT-23
163
9013
T7
SOT-23
164
IN4007
D15
805
Diode
165
LM317
U2
TO-2201
166
PSOC-24423
U1
SSOP28
167
表头
XS2
SIP4
Connector
168
程序写入口
XS1
SIP5
Connector
169
多功能
J7
SIP6
Connector
170
换相
J3
SIP5
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- 电动车 控制器