BTN9970/BTN9990电机控制盾牌：Arduino评估利器

在电子工程师的日常工作中，电机控制是一个常见且重要的领域。今天，我们就来深入探讨一下英飞凌（Infineon）的BTN9970/BTN9990电机控制盾牌，这是一款专门为Arduino设计的评估板，对于想要评估高电流PMOS/NMOS半桥与集成驱动器的工程师来说，是一个不错的选择。

文件下载：Infineon Technologies DCSHIELDBTN9970LVTOBO1直流电机控制扩展板.pdf

1. 文档概述

这份用户手册详细描述了BTN9970和BTN9990 V1.2电机控制盾牌的使用方法。该电路板可以与Arduino UNO板连接，主要面向电子工程师，用于评估高电流PMOS/NMOS半桥与集成驱动器。不过需要注意的是，该评估板的PCB和辅助电路并未针对最终客户设计进行优化。

2. 重要注意事项

2.1 评估板性质

评估板和参考板仅用于演示和评估目的，并非商业化产品，不能用于可靠性测试或生产。它们可能不符合CE或类似标准，客户需确保其操作符合所在国家的相关要求和标准。

2.2 适用人员

这些评估板和相关信息仅面向合格且熟练的技术人员，用于实验室使用，必须按照文档和相关资料中的条款和条件进行使用和管理。

2.3 客户责任

客户的技术部门有责任评估评估板是否适用于预期应用，并评估文档中信息的完整性和正确性。同时，客户必须确保使用评估板不会对人员或第三方财产造成任何损害。

2.4 英飞凌免责声明

英飞凌提供的评估板和文档信息“按原样”提供，不承担任何明示或暗示的保证责任，也不对因使用评估板和文档信息而导致的任何损害负责。

3. 安全预防措施

3.1 热防护

评估板或参考板的散热片和设备表面在测试过程中可能会变热，处理时需采取必要的预防措施，否则可能会导致受伤。

3.2 专业操作

只有熟悉驱动器、电力电子和相关机械的人员才能规划、安装、操作和维护该系统，否则可能会导致人身伤害和/或设备损坏。

3.3 静电防护

评估板或参考板包含对静电放电（ESD）敏感的部件和组件，在安装、测试、维护或修理时需要采取静电控制措施，否则可能会导致组件损坏。

3.4 正确应用

驱动器的错误应用或安装可能会导致组件损坏或产品寿命缩短，如电机选型过小、交流电源供应不正确或不足、环境温度过高等，都可能导致系统故障。

4. 产品一瞥

4.1 交付内容

纸箱中包含一块带有“BTN99xx NovalithIC+ V 1.2”标记的BTN9970/BTN9990电机控制板，但不包括Arduino UNO板和电源。关于Arduino控制器板的信息可以在Arduino官方网站上找到。

4.2 框图

文档中提供了该电机控制盾牌的框图，帮助工程师更好地理解其内部结构和工作原理。

4.3 主要特性

• 核心元件：该板包含两个集成驱动器的NovalithIC+™高电流半桥，即BTN9970LV和BTN9990LV。
• 工作电压：工作电压范围为8V - 18V。
• 电机电流：平均电机电流可达约10A，不过这受直流链路电容器的值和大小以及PCB的功耗限制（BTN9970LV的电流限制最小为60A，BTN9990最小为75A）。
• 电机控制模式：具有两种电机控制模式，可使用两个独立的单半桥单向操作两个直流有刷电机，也可使用单个H（全）桥双向操作一个直流有刷电机。
• 接口功能：配备一个16针连接器，可通过uIO - 棒与安装了英飞凌工具箱软件的PC或笔记本电脑进行接口连接；还设有连接器，可将电机控制盾牌直接堆叠在Arduino UNO控制器板上。
• 软件支持：可以从BTN9970/BTN9990网页文件夹的单半桥IC中下载用于Arduino UNO的演示软件代码，以在H（全）桥配置下操作电机。
• PWM控制：支持PWM操作，由Arduino UNO板控制。
• 极性保护：具有反向极性保护功能，通过IC0（PMOS晶体管）实现。

5. 硬件描述

5.1 板卡概述和连接器

文档提供了BTN9970/BTN9990电机控制盾牌及其连接器的顶视图，方便工程师了解其布局和接口位置。

5.2 引脚分配、定义和功能

详细介绍了BTN9970LV/BTN9990LV的引脚分配、定义和功能，例如：

• GND（1,2脚）：接地。
• IN（3脚）：输入引脚，用于定义高侧或低侧开关是否激活，内部连接有下拉电阻。
• INH（4脚）：抑制引脚，设置为低电平时，设备进入三态，内部连接有下拉电阻。
• IS（5脚）：用于电流感应、温度感应、压摆率水平和诊断。
• VS（6,7脚）：电源供应。
• OUT（8脚）：桥的功率输出。

6. 电路板设计

6.1 原理图

文档提供了电机控制板的原理图，帮助工程师深入了解其电路设计。

6.2 布局

该电路板采用4层设计，材料为FR4，尺寸为53mm x 70mm，厚度为1.6mm，层叠结构为70 / 35 / 35 / 70 m，并提供了各层的视图。

6.3 物料清单

详细列出了电路板上最重要部件的物料清单，包括电容、电阻、二极管、集成电路、接头等的型号、封装、供应商等信息。

7. 参考资料和附录

7.1 缩写和定义

解释了一些常见的缩写，如CE（Conformite Europeenne）、EMI（Electromagnetic interference）、UL（Underwriters Laboratories）等。

7.2 参考文档

列出了相关的参考文档，包括英飞凌的BTN9970LV和BTN9990LV数据手册、Arduino UNO网页和英飞凌单半桥IC的网页文件夹等。

8. 修订历史

文档记录了修订历史，从2021年2月9日的初始版本到2021年9月30日的版本，电路板升级到1.2版本，采用4层PCB，优化了布局，增加了更大的螺丝头和测试引脚，以便分析半桥的I/O信号。

总的来说，BTN9970/BTN9990电机控制盾牌为电子工程师提供了一个方便的平台来评估高电流半桥驱动器。在使用过程中，工程师们一定要严格遵守安全预防措施和注意事项，充分利用其特性和功能，为电机控制设计带来更多的可能性。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。