摘要:本文为凌讯微电子电机驱动/出入口控制专题文章,详解智能道闸控制系统AC220V供电、减速电机正反转驱动与地感/红外防砸联动电控系统拓扑,覆盖交流减速/直流/BLDC无刷电机、防雷浪涌保护与多重防砸安全,面向住宅小区、工业园区、商业停车、学校机关、工地物流、临时道口等场景,提供高压SJ/SiC MOS、低压LV MOS、光耦与整流桥器件选型清单,为道闸控制系统与电机驱动方案设计、器件选型提供参考。
产品概述:智能道闸控制系统以AC220V交流市电作为主供电,由防雷浪涌保护电路、隔离开关电源、MCU主控单元、电机功率驱动回路、限位检测模块、地感车辆检测器、红外防砸传感器、无线遥控接收、RS485通讯接口、状态指示灯以及蜂鸣报警电路组成。主控接收开闸、关闸、停止指令,驱动减速电机带动闸杆完成抬杆、落杆动作;依靠地感线圈实现车辆驶离后自动落杆;红外防砸检测到障碍物立即停止落杆并抬杆;可对接车牌识别、停车场管理上位机系统;具备电机堵转过流保护、过热保护、开‑关闸超时保护、硬件软件双重互锁、故障报警等安全功能,用于出入口车辆通行管理。
基础电气规格
拓扑工作原理:220V市电先送入防雷浪涌保护电路,经过隔离开关电源降压,输出24V、12V、5V直流电压,为MCU主控芯片、传感器、遥控接收模块供电。系统可以接收无线遥控器、现场手动按钮或者车牌识别上位机RS485下发的开闸、关闸、停止指令;主控实时读取上限位、下限位开关信号,判断闸杆当前位置;持续采集地感检测器、红外防砸传感器信号;收到开闸指令后输出驱动信号,电机正向运转抬升闸杆;闸杆到达上限位后电机停止工作;车辆驶过地感线圈,自动触发落杆信号,电机反向运转落下闸杆;落杆途中检测到障碍物,立刻停止落杆并抬杆防砸;电流采样回路实时监控电机电流,堵转、过载故障发生时立即停机保护;设备出现异常故障时点亮故障指示灯,蜂鸣器发出报警提示运维检修。
1、住宅小区停车场出入口场景
2、工业园区厂区大门通道场景
3、商业写字楼、商场收费停车场场景
4、学校、机关大院车辆门禁场景
5、工地、物流园区货运通道场景
6、检查站、临时道口通行管控场景
不适用场景
下表为智能道闸控制系统推荐功率器件:高压半桥SJ/SiC MOS、低压半桥LV MOS、光耦及整流桥,适配减速电机正反转驱动与防砸控制方案选型。
| 应用位置 | 类型 | 型号 | 规格 | 封装 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 高压半桥 | SJ MOS | LC65R040B | 35mR/650V | TO247 | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | SJ MOS | LC60R130F | 130mR/650V | TO220F | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | SJ MOS | LC65R600F | 520mR/650V | TO220F | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | SJ MOS | LC65R600D | 520mR/650V | TO252 | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | HV MOS | CS10N65A2 | 460mR/650V | TO220F | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | HV MOS | CS30N65A6 | 255mR/650V | TO247 | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | SiC MOS | LSC380M65D | 360mR/650V | TO252 | 半桥开关管 |
| 高压半桥 | SiC MOS | LSC040M65B | 35mR/650V | TO247 | 半桥开关管 |
| 低压半桥 | LV MOS | LG120N085AG | 4.2mR/120V | PDFN5*6 | 半桥开关管 |
| 低压半桥 | LV MOS | LG50N15AD | 15.6mR/150V | TO252 | 半桥开关管 |
| 低压半桥 | LV MOS | LT80N04AG | 5.5mR/40V | PDFN5*6 | 半桥/Vbus开关管 |
| 低压半桥 | LV MOS | LG160N06AD | 2.2mR/60V | TO252 | 半桥开关管 |
| 高压隔离 | 光耦 | EL357/3516 | C档 | SOP-4 | 过零采集/可控硅隔离驱动 |
| 前级整流 | 整流桥 | GBP510 | 5A/1000V | GBP | 整流桥 |
| 前级整流 | 整流桥 | MSB30B | 3A/1KV | UMSB | 整流桥 |
| 前级整流 | 整流桥 | KBP810 | 8A/1000V | KBP | 整流桥 |
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Q1:道闸为什么需要红外与地感双重防砸?
A:红外对射可检测落杆路径障碍物立即抬杆,地感线圈判断车辆是否驶离再落杆,双重防护避免砸车砸人,保障安全通行。
Q2:道闸电机驱动MOS如何选型?
A:BLDC减速电机选低Rdson、高耐压LV MOS(如LG160N06AD、LT80N04AG)做三相桥,配合电流采样实现堵转/过流保护。
Q3:露天道闸如何防止雷击损坏?
A:前端加防雷浪涌保护电路并做好接地,主控配合正反转互锁与开/关闸超时保护,降低雷击与误动作导致的损坏风险。
本文为凌讯微电子【电机驱动/出入口控制】专题技术文章。如需了解电机驱动与出入口控制方案,可浏览网站BLDC无刷电机驱动、电机驱动电源选型指南,也可查看【电源类】、【电池类(BMS)】栏目其他选型资料。
来源:广东凌讯微电子
编辑:技术部