Giảm điện áp MOS-cầu H

7

Sau khi nhận ra đầu ra l293d sẽ không đủ và sự sụt giảm điện áp của l298 là khá cao, tôi tin rằng học cách xây dựng một cây cầu H đơn giản cho phù hợp sẽ có lợi. Trước khi bắt đầu với các thử nghiệm, tôi có đúng không khi cho rằng sự sụt giảm điện áp của mạch bên dưới sẽ được tính bằng các bảng dữ liệu Rds (On) của mỗi mosfet trong đường dẫn cao / thấp nhân với dòng nguồn thoát? Nếu vậy, một cặp kênh n / p lý thuyết với Rdson .4ohms với 2A sẽ là một giọt .8V. Làm tròn đến 1V. Có những yếu tố rõ ràng khác mà tôi không biết điều đó sẽ ảnh hưởng đến việc giảm điện áp có sẵn cho động cơ bên cạnh các đặc tính nhiệt? Cảm ơn nhập mô tả hình ảnh ở đây

voltage mosfet h-bridge

— Khảo cổ học
nguồn

1

Tỷ lệ trở kháng là rất quan trọng cho tốc độ và hiệu quả quay nhanh. Xem xét động cơ Rg / RdsOn / DCR (Motor) làm cho mỗi tỷ lệ dòng điện cao khoảng 100. nếu không thì thêm nhiều giai đoạn. nhu cầu hiện tại cao để điều khiển tải Ciss trên Cổng với tốc độ quay nhanh và giai đoạn đầu ra cần lái DCR khởi động động cơ, với dòng tải định mức 10 lần. Vì vậy, những gì tôi đang nói là sử dụng tỷ lệ trở kháng chuyển đổi là 100 (đến 200)

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Cảm ơn đã chỉ ra các mẹo liên quan đến tỷ lệ trở kháng. Tôi sẽ chuyển nghiên cứu vào khu vực đó để hiểu rõ hơn.

— Khảo cổ học

5

Bạn đã đúng về việc giảm điện áp trong các mosfet. Yếu tố chính duy nhất khác là nguồn cung cấp của bạn (Vdd) và khả năng cung cấp dòng điện mà không bị rơi (ví dụ: nếu dây giữa cầu và nguồn cung cấp dài và nhỏ). Một điều khác cần chú ý khi sử dụng Rds (On) từ biểu dữ liệu là điện áp cổng (Vss) mà Rds (On) được chỉ định tại. Nếu VSS đủ khác nhau (tức là Vss = 10V và bạn sẽ lái nó với 5V) thì bạn nên nhìn vào các đường cong để xem đại khái những gì Rds bạn sẽ nhận được cho điện áp cổng đó.

Ngoài ra, hầu hết các MOSFET đều có các điốt (được gọi là diode cơ thể), do đó, việc thêm các điốt schottky thường không cần thiết.

— kkemper
nguồn

3

Các diode cơ thể của MOSFET thay đổi từ chậm và mất vĩnh viễn để "tách" các chất mang đa số từ chất nền sang trạng thái hiện đại. Tuy nhiên, nếu Vdd đủ thấp để cho phép Schottky ở vị trí đầu tiên, tôi sẽ luôn luôn cho Shottkys song song có Vf thấp hơn và do đó tránh đẩy dòng điện ngay từ đầu và do đó có thể tránh được mọi vấn đề có thể dẫn đến trong tương lai. Nếu bạn không cần chúng, hãy để chúng không bị bỏ lại sau này.

— winny

Tôi sẽ giữ cho rằng trong tâm trí. Chúc mừng.

— Archaeus

Bây giờ tôi đã ngừng sử dụng thêm điốt mà không có vấn đề gì. Tuy nhiên, tôi luôn sử dụng một TVS lớn nhanh song song với các cây cầu của mình để kẹp đường ray xuống mức an toàn cho mosfets max Vds. Điều này rất quan trọng nếu động cơ của bạn sẽ làm công việc tiêu cực. Công việc tiêu cực xảy ra khi di chuyển theo hướng ngược lại của mô-men xoắn được áp dụng và sẽ xảy ra bất cứ khi nào bạn cố gắng đảo ngược hướng động cơ.

— kkemper

7

Đừng dùng điện trở !!! Có trình điều khiển cổng cho điều đó. Lái cổng mất khoảng 5A, nhất định phải được thực hiện nhanh chóng, không qua bộ lọc RC (C là cổng). Nếu không, bạn không thể thực hiện PWM và nếu bạn chỉ chuyển đổi, bạn có nguy cơ đốt cháy MOSFET bằng nhiệt.

— Gregory Kornblum
nguồn

Sự nguy hiểm hoàn toàn phụ thuộc vào tải, Vdd và kích thước mosfet tương đối. Nếu Vdd nhỏ thì bạn có thể dành thời gian ngọt ngào của mình

— kkemper

Chắc chắn rồi. Nhưng nói chung đây là một ý tưởng tồi để sử dụng điện trở. Có thể là một cái nhỏ nếu bạn thực sự không sử dụng chuyển đổi fst. Nhưng ở Hbridge ...

— Gregory Kornblum

(xin lỗi nhận xét trước đây của tôi không đầy đủ) Nguy hiểm hoàn toàn phụ thuộc vào tải, Vdd và kích thước mosfet tương đối. Nếu Vdd nhỏ thì bạn có thể dành thời gian ngọt ngào để bật nó lên. Tương tự như vậy nếu tải nhỏ (trở kháng cao) thì bạn có thể mất nhiều thời gian. Thông thường khi tải có điện trở rất thấp và đường ray rất cao thì việc bật thời gian trở thành một vấn đề. Nếu họ đang làm việc với L293 thì tôi không nghĩ chúng ta đang nói về bộ điều khiển động cơ hiệu suất cao.

— kkemper

Rõ ràng, nếu họ tạo ra một động cơ hiệu suất cao, họ sẽ có một chuyên gia cho loại câu hỏi đó. Tuy nhiên, nếu dòng điện của anh ta là 2A và điện áp của anh ta là 24 V, công suất trên MOSFET có thể đạt tới 25W trong thời gian cần thiết để mở nó. Chà ... Ngay cả một sự kiện như thế này, nếu kéo dài trong vài mili giây sẽ giết chết nó. Không đề cập đến PWM nữa. Nó có thể là một ổ đĩa động cơ hiệu suất thấp chi phí thấp, nhưng nó vẫn sẽ chạy trên tần số nhất định.

— Gregory Kornblum

2

Tải là gì? Tần số là gì? Quan trọng nhất, chạm vào MOSFET, đảm bảo nó không nóng. Tôi đã có một khách hàng là MOSFET quá nhiệt với điện trở 10R. Họ không tin đó có thể là lý do cho đến khi họ rút ngắn chúng.

— Gregory Kornblum

5

Khi bạn có sơ đồ bây giờ, bạn sẽ có tổn thất chuyển đổi cao. Những điều cần xem xét là:

Cổng lái . Bạn không muốn mosfet ở trong khu vực tuyến tính với Rdson cao trong thời gian dài hơn mức cần thiết. Đặc biệt nếu bạn muốn áp dụng PWM trên cổng.
Bạn muốn PWM hiện tại, không phải điện áp cổng. Sử dụng trình điều khiển cổng, ví dụ: MC33883 .
Các điện trở xung quanh cổng trong sơ đồ hiện tại của bạn sẽ làm chậm thời gian chuyển đổi.
EMF trở lại của động cơ. Khi bạn tắt dòng động cơ, sẽ có dòng điện quay ra khỏi động cơ do tính tự cảm và tính chất từ của động cơ. Khi dòng điện này không có nơi nào để đi, nó sẽ tạo ra một điện áp cao có khả năng phá hủy các mosfet.
Để xử lý điều này, bạn có thể dựa vào diode cơ thể bên trong của mosfet. Nhưng nếu bạn đang làm việc với một động cơ lớn, có thể cần điốt bổ sung.
Lưu ý: mosfets thất bại.
Nhiệt , các mosfet sẽ trở nên ấm áp hoặc nóng. Bạn đang nhìn 2A với mức giảm 1V, đó là 2 Watts. Đừng quên dòng diode cơ thể trong tính toán nhiệt. Hãy chắc chắn rằng bạn không chiên các mosfet.

Một lợi ích khi sử dụng trình điều khiển cổng là họ thường có máy bơm sạc cho phép bạn chỉ sử dụng các kênh N. Mà có tốt hơn Rdson == ít nhiệt.

— Jeroen3
nguồn

Tôi đã thử nghiệm động cơ với hex Schmitt pwm và một MOSFET. Tôi đã có vấn đề quá nóng lúc đầu, nhưng đã giải quyết nó. Nó chạy tốt và mát mẻ. Thêm kênh p vào hỗn hợp với Rdson cao hơn một chút có thể đưa ra các vấn đề mới. Tôi có thể xem xét việc chọn một người lái xe cổng để loại bỏ các khối đường. Cảm ơn.

— Archaeus

3

Không cài đặt EMI tụ điện, trừ khi bạn cài đặt thêm một cuộn cảm ở đầu ra. Với các tụ điện được cài đặt, rất nhiều dòng điện xoay chiều (PWM) sẽ đi qua nó. Các tụ điện, bạn đề cập là để triệt tiêu EMI do dòng rôto được giao hoán được cung cấp với điện áp DC, đã được lọc và trơn tru.

Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng tụ điện EMI, nếu bạn đặt một cuộn cảm / cuộn cảm nối tiếp sẽ chặn dòng điện xoay chiều. Một cuộn cảm ở tần số PWM đã cho có phản ứng tạo ra cca. Giảm điện áp 1% -2% là đủ.

— Marko Buršič
nguồn

Vui mừng bạn chỉ ra rằng với lời giải thích vững chắc. Tôi đã không có kế hoạch sử dụng nắp trong dù sao sơ đồ này. Chúc mừng

— Archaeus

Ở trên là cực kỳ quan trọng và bao gồm các tỷ số trở kháng của Z (f) và RdsOn để hiểu nơi / mức độ cộng hưởng Q = thấp tốt nhất xảy ra khi chuyển đổi với chuỗi RL và shunt C ngoài tỷ lệ mất tải / nguồn. Sau đó, bạn có thể đạt được hiệu suất gần hơn với "bộ lọc khớp trở kháng", nếu không, sẽ bị mất tiếng chuông. Một danh sách RLC tăng tốc độ hiểu biết này cho Q và L, và Coss, bộ lọc Crf shunt. Hạt Ferrite cũng giúp. Các cặp xoắn cũng có trở kháng và giúp giảm EMI.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2

Thêm một chút vào các câu trả lời khác ...

Nếu động cơ của bạn vẽ 2A danh nghĩa, thì nó sẽ rút ra nhiều hơn khi bị kẹt / bị đình trệ / bắt đầu. Sẽ không phải là không có lý khi mong đợi 10A trong một gian hàng. Động cơ DC chải có tấn hoặc mô-men xoắn nhưng giá hiện tại cao.

Bây giờ, đây là một vấn đề, vì FETs cao sẽ làm giảm mô-men xoắn của bạn (bằng cách giảm dòng điện có sẵn) nhưng cũng tiêu tan rất nhiều năng lượng khi khởi động hoặc chuồng máy.

Vì PWM của bạn sẽ bị chậm bởi các tiêu chuẩn chuyển đổi chuyển đổi hiện đại (như 25 kHz chứ không phải 250k), bạn không cần tốc độ chuyển đổi nghệ thuật, do đó bạn có thể sử dụng các FET lớn hơn (tức là chậm hơn, nhưng ít hơn) so với tốc độ nhanh hơn nhiều chuyển đổi DCDC.

Vì điện áp của bạn thấp, bạn sẽ dễ dàng tìm thấy các FET có RdsON dưới 10 mOhm, điều này sẽ giải quyết vấn đề của bạn.

Lưu ý rằng sơ đồ NMOS / PMOS của bạn yêu cầu trình điều khiển thích hợp ... và thời gian chết chống đạn! Đừng chuyển cả hai FET cùng một lúc!

Nếu bạn muốn sử dụng tất cả NMOS, có các trình điều khiển cầu tích hợp sẽ điều khiển 4 NMOS của bạn, với bơm sạc trên bo mạch để tạo ra điện áp cổng và ... giới hạn hiện tại ... luôn luôn có giới hạn dòng điện trong trường hợp tuốc nơ vít tìm thấy chính nó trên các thiết bị đầu cuối ...

Ngoài ra còn có chip H-Bridge tích hợp mạnh hơn.

L9958 DRV8829

— peufeu
nguồn

Đúng rồi, thời gian chết! Cũng bởi trình điều khiển cổng thích hợp.

— Gregory Kornblum

@peufeu Cảm ơn bạn. Tôi đã chạy động cơ này với pwm tự chế và 1 mosfet 55v 29A. Chạy mát ngay cả sau khi bắt đầu / ngừng lạm dụng trong nửa giờ. Tôi rất có thể sẽ đầu tư vào một trình điều khiển MOSFET, nhưng tôi thích một thử thách (ngay cả khi nó hút thuốc). Câu hỏi. Tôi thấy rằng bất kỳ kênh p nào có sẵn trong cửa hàng của tôi với thông số kỹ thuật tương tự vẫn có mức phí cao hơn, phí cổng, v.v. Sẽ thật ngu ngốc khi đặt dòng pwm trên kênh n tương ứng và chỉ chuyển kênh p sang logic thấp trong thời gian kích hoạt động cơ? Điều này sẽ giúp giảm bớt thời gian chuyển đổi đồng bộ hóa hay tôi chỉ ra ngoài ăn trưa?

— Khảo cổ học

Trong sơ đồ này, cả hai MOS hàng đầu đều là kênh P, vì vậy nếu bạn muốn gửi dòng điện vào động cơ, một trong số chúng phải ở trên ... PMOS tệ hơn NMOS do vật lý, chúng sẽ không bao giờ gần được, mặc dù ngày nay NMOS cực kỳ tốt thậm chí một PMOS kém hơn cũng có thể thực hiện công việc ...

— peufeu