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AI礦山物料皮帶輸送控制系統方案與適用功率器件型號分析推薦VBGP11505與VBA1104N與VBL16R10S與VBN195R03
AI礦山皮帶輸送控制系統總拓撲圖
graph LR
%% 電源輸入與整流部分
subgraph "電源輸入與整流濾波"
AC_IN["三相380VAC輸入"] --> SURGE_PROT["防雷浪湧保護 \n 壓敏電阻+氣體放電管"]
SURGE_PROT --> EMI_FILTER["EMI濾波器"]
EMI_FILTER --> REC_BRIDGE["三相整流橋"]
REC_BRIDGE --> HV_DC_BUS["高壓直流母線 \n ~540VDC"]
HV_DC_BUS --> BULK_CAP["大容量電解電容 \n +薄膜電容"]
end
%% 主驅動逆變橋部分
subgraph "主驅動電機變頻控制(10-100kW)"
subgraph "三相逆變橋臂"
PHASE_U["U相橋臂"]
PHASE_V["V相橋臂"]
PHASE_W["W相橋臂"]
end
HV_DC_BUS --> PHASE_U
HV_DC_BUS --> PHASE_V
HV_DC_BUS --> PHASE_W
subgraph "U相MOSFET陣列"
Q_U_H["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_U_L["VBL16R10S \n 600V/10A"]
end
subgraph "V相MOSFET陣列"
Q_V_H["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_V_L["VBL16R10S \n 600V/10A"]
end
subgraph "W相MOSFET陣列"
Q_W_H["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_W_L["VBL16R10S \n 600V/10A"]
end
PHASE_U --> Q_U_H
Q_U_H --> MOTOR_U["U相輸出"]
MOTOR_U --> Q_U_L
Q_U_L --> GND_INV["逆變器地"]
PHASE_V --> Q_V_H
Q_V_H --> MOTOR_V["V相輸出"]
MOTOR_V --> Q_V_L
Q_V_L --> GND_INV
PHASE_W --> Q_W_H
Q_W_H --> MOTOR_W["W相輸出"]
MOTOR_W --> Q_W_L
Q_W_L --> GND_INV
MOTOR_U --> MOTOR["皮帶驅動電機 \n 10-100kW"]
MOTOR_V --> MOTOR
MOTOR_W --> MOTOR
end
%% 輔助電源與制動單元
subgraph "輔助電源與能耗制動單元"
AUX_DC_DC["DC-DC輔助電源"] --> CONTROL_POWER["控制電源 \n 24V/12V/5V"]
subgraph "同步整流開關"
Q_AUX["VBGP11505 \n 150V/180A"]
end
CONTROL_POWER --> Q_AUX
Q_AUX --> AUX_OUT["輔助輸出 \n 各控制模組"]
subgraph "制動單元開關"
Q_BRAKE["VBGP11505 \n 150V/180A"]
end
HV_DC_BUS --> Q_BRAKE
Q_BRAKE --> BRAKE_RES["制動電阻陣列"]
BRAKE_RES --> GND_BRAKE["制動單元地"]
subgraph "續流保護"
BRAKE_DIODE["續流二極體"]
end
Q_BRAKE --> BRAKE_DIODE
BRAKE_DIODE --> HV_DC_BUS
end
%% 感測器與IO供電管理
subgraph "感測器網路供電管理"
subgraph "粉塵感測器通道"
SW_DUST["VBA1104N \n 100V/9A"]
end
subgraph "跑偏感測器通道"
SW_DEVIATION["VBA1104N \n 100V/9A"]
end
subgraph "撕裂感測器通道"
SW_TEAR["VBA1104N \n 100V/9A"]
end
subgraph "速度感測器通道"
SW_SPEED["VBA1104N \n 100V/9A"]
end
CONTROL_POWER --> SW_DUST
CONTROL_POWER --> SW_DEVIATION
CONTROL_POWER --> SW_TEAR
CONTROL_POWER --> SW_SPEED
SW_DUST --> SENSOR_DUST["粉塵感測器"]
SW_DEVIATION --> SENSOR_DEVIATION["跑偏感測器"]
SW_TEAR --> SENSOR_TEAR["撕裂感測器"]
SW_SPEED --> SENSOR_SPEED["速度感測器"]
SENSOR_DUST --> SENSOR_GND["感測器地"]
SENSOR_DEVIATION --> SENSOR_GND
SENSOR_TEAR --> SENSOR_GND
SENSOR_SPEED --> SENSOR_GND
subgraph "續流保護"
DUST_DIODE["續流二極體"]
DEVIATION_DIODE["續流二極體"]
TEAR_DIODE["續流二極體"]
SPEED_DIODE["續流二極體"]
end
SENSOR_DUST --> DUST_DIODE
SENSOR_DEVIATION --> DEVIATION_DIODE
SENSOR_TEAR --> TEAR_DIODE
SENSOR_SPEED --> SPEED_DIODE
DUST_DIODE --> CONTROL_POWER
DEVIATION_DIODE --> CONTROL_POWER
TEAR_DIODE --> CONTROL_POWER
SPEED_DIODE --> CONTROL_POWER
end
%% 控制與保護系統
subgraph "智能控制與保護系統"
MAIN_MCU["主控MCU/DSP"] --> GATE_DRIVER["隔離型柵極驅動器"]
GATE_DRIVER --> Q_U_H
GATE_DRIVER --> Q_U_L
GATE_DRIVER --> Q_V_H
GATE_DRIVER --> Q_V_L
GATE_DRIVER --> Q_W_H
GATE_DRIVER --> Q_W_L
subgraph "保護電路網路"
RC_SNUBBER["RC吸收網路 \n 1Ω+100nF"]
GATE_TVS["柵極TVS保護"]
OCP_CIRCUIT["過流保護電路"]
OTP_CIRCUIT["過溫保護電路"]
end
RC_SNUBBER --> Q_U_H
RC_SNUBBER --> Q_V_H
RC_SNUBBER --> Q_W_H
GATE_TVS --> GATE_DRIVER
OCP_CIRCUIT --> MAIN_MCU
OTP_CIRCUIT --> MAIN_MCU
MAIN_MCU --> IO_CONTROLLER["本地IO控制器"]
IO_CONTROLLER --> SW_DUST
IO_CONTROLLER --> SW_DEVIATION
IO_CONTROLLER --> SW_TEAR
IO_CONTROLLER --> SW_SPEED
subgraph "通信介面"
CAN_BUS["CAN匯流排"]
ETHERNET["工業以太網"]
RS485["RS485介面"]
end
MAIN_MCU --> CAN_BUS
MAIN_MCU --> ETHERNET
MAIN_MCU --> RS485
end
%% 散熱系統
subgraph "三級熱管理系統"
COOLING_LEVEL1["一級: 強制風冷 \n 主逆變MOSFET"]
COOLING_LEVEL2["二級: 散熱器 \n 制動與輔助MOSFET"]
COOLING_LEVEL3["三級: PCB敷銅 \n 感測器開關MOSFET"]
end
COOLING_LEVEL1 --> Q_U_H
COOLING_LEVEL1 --> Q_V_H
COOLING_LEVEL1 --> Q_W_H
COOLING_LEVEL2 --> Q_BRAKE
COOLING_LEVEL2 --> Q_AUX
COOLING_LEVEL3 --> SW_DUST
COOLING_LEVEL3 --> SW_DEVIATION
%% 樣式定義
style Q_U_H fill:#e8f5e8,stroke:#4caf50,stroke-width:2px
style Q_BRAKE fill:#e3f2fd,stroke:#2196f3,stroke-width:2px
style SW_DUST fill:#fff3e0,stroke:#ff9800,stroke-width:2px
style MAIN_MCU fill:#fce4ec,stroke:#e91e63,stroke-width:2px
隨著礦山智能化轉型與技術迭代加速，AI物料皮帶輸送控制系統已成為現代礦山連續運輸的核心設備。其電機驅動與電源管理模組作為動力控制與能量轉換中樞，直接決定了系統的輸送效率、運行可靠性、能耗及維護成本。功率MOSFET作為該系統中的關鍵開關器件，其選型品質直接影響系統驅動能力、環境適應性、功率密度及使用壽命。本文針對AI礦山皮帶輸送系統的重載、高粉塵、長距離及高可靠標準要求，以場景化、系統化為設計導向，提出一套完整、可落地的功率MOSFET選型與設計實施方案。
一、選型總體原則：系統適配與平衡設計
功率MOSFET的選型不應僅追求單一參數的優越性，而應在電氣性能、熱管理、封裝強度及環境耐受性之間取得平衡，使其與礦山嚴苛工況精准匹配。
1. 電壓與電流裕量設計
依據系統母線電壓（常見DC 24V/48V、AC 380V經整流後的高壓直流），選擇耐壓值留有 ≥60% 裕量的MOSFET，以應對電網波動、長線感應及電機反電動勢衝擊。同時，根據電機的連續與堵轉電流，確保電流規格具有充足餘量，通常建議連續工作電流不超過器件標稱值的 50%~60%。
2. 低損耗與散熱優先
損耗直接影響能效與溫升，在通風受限的電氣櫃內尤為關鍵。傳導損耗與導通電阻 (R_{ds(on)}) 成正比，應選擇 (R_{ds(on)}) 更低的器件；開關損耗需綜合評估，在開關頻率不高的電機驅動中，低 (R_{ds(on)}) 往往優先於低柵極電荷 (Q_g)。
3. 封裝與機械可靠性
根據功率等級、振動環境及散熱條件選擇封裝。高功率主驅動宜採用熱阻低、機械堅固的插件封裝（如TO247、TO263）；中低功率或空間受限處可選DFN等貼片封裝，但需注重焊接可靠性。佈局時應結合散熱器與導熱矽脂強化散熱。
4. 可靠性與環境適應性
在礦山高粉塵、高濕度、大溫差場景，設備常需24小時不間斷運行。選型時應注重器件的寬工作結溫範圍、高抗浪湧能力及在惡劣條件下的長期參數穩定性。
二、分場景MOSFET選型策略
AI礦山皮帶輸送控制系統主要負載可分為三類：主驅動電機控制、輔助電源與制動單元、感測器與通信模組。各類負載工作特性不同，需針對性選型。
場景一：主驅動電機變頻控制（10kW–100kW級三相逆變橋臂）
主驅動電機是系統的動力核心，要求驅動高可靠性、強超載能力、高耐壓。
- 推薦型號：VBL16R10S（N-MOS，600V，10A，TO263）
- 參數優勢：
- 耐壓高達600V，輕鬆應對380VAC整流後的高壓直流母線（約540VDC），留有充足裕量。
- 採用SJ_Multi-EPI技術，在高壓下具有良好的導通電阻特性（(R_{ds(on)}) 為450 mΩ @10V）。
- TO263封裝便於安裝散熱器，機械強度優於貼片封裝，適應振動環境。
- 場景價值：
- 適用於構建三相逆變器的橋臂，支持變頻調速，實現皮帶機的軟啟動與節能運行。
- 高耐壓確保在電網波動和電機發電狀態下可靠運行，降低擊穿風險。
- 設計注意：
- 需並聯使用以滿足大電流需求，必須嚴格篩選參數並確保均流設計。
- 必須搭配隔離型柵極驅動IC，並設置負壓關斷以提高抗干擾能力。
場景二：輔助電源與制動單元控制（DC-DC轉換、能耗制動）
輔助電源為控制系統供電，制動單元用於快速停車，要求高效率與快速回應。
- 推薦型號：VBGP11505（N-MOS，150V，180A，TO247）
- 參數優勢：
- 採用SGT工藝，(R_{ds(on)}) 極低，僅4.4 mΩ（@10 V），傳導損耗極低。
- 電流能力高達180A，可處理極大的暫態制動電流或電源轉換電流。
- TO247封裝熱阻極低，易於通過大型散熱器將熱量導出。
- 場景價值：
- 可用於大電流DC-DC降壓轉換器的同步整流開關，極大提升輔助電源效率。
- 可作為制動單元的開關管，快速泄放電機再生能量，實現精確制動控制。
- 設計注意：
- 柵極驅動回路需使用低阻抗走線，並採用≥2A驅動能力的驅動IC以快速控制。
- 在制動回路中，需並聯大功率吸收電阻和續流二極體。
場景三：感測器與本地IO模組供電開關（粉塵、跑偏、撕裂感測器）
感測器網路是AI系統的“感官”，需頻繁啟停或進行故障隔離，強調低功耗與控制簡便。
- 推薦型號：VBA1104N（N-MOS，100V，9A，SOP8）
- 參數優勢：
- 耐壓100V，遠高於24V/48V控制電源，裕量充足。
- (R_{ds(on)}) 低（32 mΩ @10V），導通壓降低，自身功耗小。
- SOP8封裝體積小，集成度高，便於在密集的IO板上佈局。
- 場景價值：
- 可用於各路感測器或本地執行機構的電源路徑開關，實現分區供電與故障隔離。
- 可由PLC或控制器IO口直接驅動，簡化電路，提高系統模組化程度。
- 設計注意：
- 柵極串聯電阻以抑制振鈴，防止誤觸發。
- 對於感性感測器，輸出端應並聯續流二極體進行保護。
三、系統設計關鍵實施要點
1. 驅動電路優化
- 高壓大電流MOSFET（如VBL16R10S、VBGP11505）：必須使用隔離型或自舉型驅動IC，提供足夠驅動電流（>2A）和負壓關斷能力，確保開關速度與抗擾性。
- 中低壓MOSFET（如VBA1104N）：MCU或光耦直驅時，柵極串接電阻並考慮上拉/下拉，確保穩定關斷。
2. 熱管理設計
- 分級散熱策略：
- 主逆變與制動MOSFET（TO247/TO263）必須安裝於風冷或散熱器上，並塗抹高性能導熱矽脂。
- 輔助電源與開關MOSFET根據熱計算決定是否需要獨立散熱片。
- 環境適應：電氣櫃內需保證強制風冷，使MOSFET基板溫度控制在85℃以下，並進行電流降額。
3. EMC與可靠性提升
- 雜訊抑制：
- 在橋臂MOSFET的漏-源極並聯RC吸收網路（如1Ω+100nF），抑制電壓尖峰。
- 電機輸出線纜套磁環，並在驅動器直流母線端加裝大容量電解電容與薄膜電容。
- 防護設計：
- 所有柵極驅動回路靠近MOSFET處配置TVS管，防止靜電與過壓擊穿。
- 電源輸入端增設壓敏電阻與氣體放電管進行三級防雷浪湧保護。
- 實施全面的過流、過溫、短路保護電路，並具備故障自鎖與上報功能。
四、方案價值與擴展建議
核心價值
1. 可靠性全面提升：通過高耐壓、大裕量選型與強化散熱設計，系統MTBF大幅提升，適應礦山7×24小時嚴苛運行。
2. 能效與智能控制：低 (R_{ds(on)}) 器件降低導通損耗，結合變頻驅動實現皮帶機節能運行；獨立感測器供電開關支持AI系統的精細化功耗管理。
3. 維護成本降低：堅固封裝與多重保護機制減少了因器件失效導致的停機，模組化設計便於快速更換。
優化與調整建議
- 功率擴展：若主電機功率超過100kW，可考慮使用IGBT模組或並聯更多VBL16R10S，並加強均流與散熱。
- 集成升級：對於空間緊湊的分佈式驅動站，可考慮使用智能功率模組（IPM）集成驅動與保護。
- 極端環境：在井下等極端環境，可選擇工業級或具備特殊塗層（三防漆）的器件，並對整個驅動板進行灌封處理。
- 高壓升級：若系統直接採用660V或1140V中壓供電，需選用耐壓1200V及以上的MOSFET（如VBN195R03）或IGBT。
功率MOSFET的選型是AI礦山皮帶輸送控制系統驅動系統設計的重中之重。本文提出的場景化選型與系統化設計方法，旨在實現可靠性、效率、耐用性與智能控制的最佳平衡。隨著礦山智能化深入，未來還可進一步探索碳化矽（SiC）MOSFET在更高開關頻率、更高效率場景的應用，為下一代智能礦山輸送系統的創新提供支撐。在安全生產與降本增效需求日益增長的今天，優秀的硬體設計是保障系統穩定運行與長久服役的堅實基石。
詳細拓撲圖
主驅動電機變頻控制拓撲詳圖
graph TB
subgraph "三相逆變橋臂結構"
HV_BUS["高壓直流母線 \n 540VDC"] --> PHASE_U_NODE["U相上橋節點"]
HV_BUS --> PHASE_V_NODE["V相上橋節點"]
HV_BUS --> PHASE_W_NODE["W相上橋節點"]
subgraph "U相橋臂"
Q_U_H1["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_U_H2["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_U_L1["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_U_L2["VBL16R10S \n 600V/10A"]
end
subgraph "V相橋臂"
Q_V_H1["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_V_H2["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_V_L1["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_V_L2["VBL16R10S \n 600V/10A"]
end
subgraph "W相橋臂"
Q_W_H1["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_W_H2["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_W_L1["VBL16R10S \n 600V/10A"]
Q_W_L2["VBL16R10S \n 600V/10A"]
end
PHASE_U_NODE --> Q_U_H1
PHASE_U_NODE --> Q_U_H2
Q_U_H1 --> MOTOR_U_OUT["U相輸出"]
Q_U_H2 --> MOTOR_U_OUT
MOTOR_U_OUT --> Q_U_L1
MOTOR_U_OUT --> Q_U_L2
Q_U_L1 --> INV_GND["逆變器地"]
Q_U_L2 --> INV_GND
PHASE_V_NODE --> Q_V_H1
PHASE_V_NODE --> Q_V_H2
Q_V_H1 --> MOTOR_V_OUT["V相輸出"]
Q_V_H2 --> MOTOR_V_OUT
MOTOR_V_OUT --> Q_V_L1
MOTOR_V_OUT --> Q_V_L2
Q_V_L1 --> INV_GND
Q_V_L2 --> INV_GND
PHASE_W_NODE --> Q_W_H1
PHASE_W_NODE --> Q_W_H2
Q_W_H1 --> MOTOR_W_OUT["W相輸出"]
Q_W_H2 --> MOTOR_W_OUT
MOTOR_W_OUT --> Q_W_L1
MOTOR_W_OUT --> Q_W_L2
Q_W_L1 --> INV_GND
Q_W_L2 --> INV_GND
end
subgraph "驅動與保護電路"
ISO_DRIVER["隔離型柵極驅動器"] --> GATE_U_H["U相上橋驅動"]
ISO_DRIVER --> GATE_U_L["U相下橋驅動"]
ISO_DRIVER --> GATE_V_H["V相上橋驅動"]
ISO_DRIVER --> GATE_V_L["V相下橋驅動"]
ISO_DRIVER --> GATE_W_H["W相上橋驅動"]
ISO_DRIVER --> GATE_W_L["W相下橋驅動"]
GATE_U_H --> Q_U_H1
GATE_U_H --> Q_U_H2
GATE_U_L --> Q_U_L1
GATE_U_L --> Q_U_L2
GATE_V_H --> Q_V_H1
GATE_V_H --> Q_V_H2
GATE_V_L --> Q_V_L1
GATE_V_L --> Q_V_L2
GATE_W_H --> Q_W_H1
GATE_W_H --> Q_W_H2
GATE_W_L --> Q_W_L1
GATE_W_L --> Q_W_L2
subgraph "保護網路"
RC_U_H["RC吸收網路"] --> Q_U_H1
RC_V_H["RC吸收網路"] --> Q_V_H1
RC_W_H["RC吸收網路"] --> Q_W_H1
TVS_U_H["TVS保護"] --> GATE_U_H
TVS_U_L["TVS保護"] --> GATE_U_L
end
CURRENT_SENSE["電流檢測"] --> MCU["主控MCU"]
MOTOR_U_OUT --> CURRENT_SENSE
end
MOTOR_U_OUT --> MOTOR_TERM["電機端子U"]
MOTOR_V_OUT --> MOTOR_TERM["電機端子V"]
MOTOR_W_OUT --> MOTOR_TERM["電機端子W"]
style Q_U_H1 fill:#e8f5e8,stroke:#4caf50,stroke-width:2px
style ISO_DRIVER fill:#e3f2fd,stroke:#2196f3,stroke-width:2px
輔助電源與制動單元拓撲詳圖
graph LR
subgraph "輔助電源DC-DC轉換"
HV_IN["高壓直流輸入 \n 540VDC"] --> BUCK_CONVERTER["降壓轉換器"]
subgraph "同步整流開關"
Q_AUX_H["VBGP11505 \n 150V/180A"]
Q_AUX_L["VBGP11505 \n 150V/180A"]
end
BUCK_CONVERTER --> Q_AUX_H
Q_AUX_H --> INDUCTOR["功率電感"]
INDUCTOR --> OUTPUT_CAP["輸出濾波電容"]
OUTPUT_CAP --> CONTROL_PWR["控制電源輸出 \n 24V/12V/5V"]
Q_AUX_L --> INDUCTOR
CONTROL_PWR --> Q_AUX_L
BUCK_CTRL["降壓控制器"] --> AUX_DRIVER["柵極驅動器"]
AUX_DRIVER --> Q_AUX_H
AUX_DRIVER --> Q_AUX_L
end
subgraph "能耗制動單元"
BRAKE_HV_IN["高壓直流母線"] --> BRAKE_SW_NODE["制動開關節點"]
subgraph "制動開關管"
Q_BRAKE1["VBGP11505 \n 150V/180A"]
Q_BRAKE2["VBGP11505 \n 150V/180A"]
end
BRAKE_SW_NODE --> Q_BRAKE1
BRAKE_SW_NODE --> Q_BRAKE2
Q_BRAKE1 --> BRAKE_RES["制動電阻"]
Q_BRAKE2 --> BRAKE_RES
BRAKE_RES --> BRAKE_GND["制動單元地"]
subgraph "續流保護"
BRAKE_DIODE1["續流二極體"]
BRAKE_DIODE2["續流二極體"]
end
BRAKE_SW_NODE --> BRAKE_DIODE1
BRAKE_SW_NODE --> BRAKE_DIODE2
BRAKE_DIODE1 --> BRAKE_HV_IN
BRAKE_DIODE2 --> BRAKE_HV_IN
BRAKE_CTRL["制動控制器"] --> BRAKE_DRIVER["高速驅動器"]
BRAKE_DRIVER --> Q_BRAKE1
BRAKE_DRIVER --> Q_BRAKE2
end
subgraph "控制與監控"
MAIN_CONTROLLER["主控制器"] --> BUCK_CTRL
MAIN_CONTROLLER --> BRAKE_CTRL
CURRENT_MON["電流監控"] --> MAIN_CONTROLLER
TEMP_MON["溫度監控"] --> MAIN_CONTROLLER
end
style Q_AUX_H fill:#e3f2fd,stroke:#2196f3,stroke-width:2px
style Q_BRAKE1 fill:#e3f2fd,stroke:#2196f3,stroke-width:2px
感測器網路供電管理拓撲詳圖
graph TB
subgraph "控制電源分配"
PWR_24V["24V控制電源"] --> DISTRIBUTION["電源分配匯流排"]
end
subgraph "感測器供電開關通道"
subgraph "粉塵感測器通道"
SW_DUST_GATE["MCU GPIO"] --> LEVEL_SHIFTER["電平轉換"]
LEVEL_SHIFTER --> Q_DUST["VBA1104N \n 100V/9A"]
PWR_24V --> Q_DUST
Q_DUST --> DUST_SENSOR["粉塵感測器"]
DUST_SENSOR --> SENSOR_GND1["感測器地"]
DIODE_DUST["續流二極體"] --> DUST_SENSOR
DIODE_DUST --> PWR_24V
end
subgraph "跑偏感測器通道"
SW_DEVIATION_GATE["MCU GPIO"] --> LEVEL_SHIFTER2["電平轉換"]
LEVEL_SHIFTER2 --> Q_DEVIATION["VBA1104N \n 100V/9A"]
PWR_24V --> Q_DEVIATION
Q_DEVIATION --> DEVIATION_SENSOR["跑偏感測器"]
DEVIATION_SENSOR --> SENSOR_GND2["感測器地"]
DIODE_DEVIATION["續流二極體"] --> DEVIATION_SENSOR
DIODE_DEVIATION --> PWR_24V
end
subgraph "撕裂感測器通道"
SW_TEAR_GATE["MCU GPIO"] --> LEVEL_SHIFTER3["電平轉換"]
LEVEL_SHIFTER3 --> Q_TEAR["VBA1104N \n 100V/9A"]
PWR_24V --> Q_TEAR
Q_TEAR --> TEAR_SENSOR["撕裂感測器"]
TEAR_SENSOR --> SENSOR_GND3["感測器地"]
DIODE_TEAR["續流二極體"] --> TEAR_SENSOR
DIODE_TEAR --> PWR_24V
end
subgraph "速度感測器通道"
SW_SPEED_GATE["MCU GPIO"] --> LEVEL_SHIFTER4["電平轉換"]
LEVEL_SHIFTER4 --> Q_SPEED["VBA1104N \n 100V/9A"]
PWR_24V --> Q_SPEED
Q_SPEED --> SPEED_SENSOR["速度感測器"]
SPEED_SENSOR --> SENSOR_GND4["感測器地"]
DIODE_SPEED["續流二極體"] --> SPEED_SENSOR
DIODE_SPEED --> PWR_24V
end
end
subgraph "本地IO控制器"
IO_CTRL["IO控制器"] --> SW_DUST_GATE
IO_CTRL --> SW_DEVIATION_GATE
IO_CTRL --> SW_TEAR_GATE
IO_CTRL --> SW_SPEED_GATE
subgraph "信號採集"
DUST_SIGNAL["粉塵信號"] --> ADC["ADC採集"]
DEVIATION_SIGNAL["跑偏信號"] --> ADC
TEAR_SIGNAL["撕裂信號"] --> ADC
SPEED_SIGNAL["速度信號"] --> ADC
end
ADC --> IO_CTRL
end
IO_CTRL --> COMM_BUS["通信匯流排 \n CAN/RS485"]
style Q_DUST fill:#fff3e0,stroke:#ff9800,stroke-width:2px
style IO_CTRL fill:#fce4ec,stroke:#e91e63,stroke-width:2px
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