Poprawność założeń i dobór elementów do projektu sterownika prędkości silnika BLDC

[Paulo]

Trochę czasu minęło.. o temacie oczywiście nie zapomniałem, a projekt cały czas (niestety żółwim tempem), ale się rozwija. Dziękuję wam za dotychczasową pomoc. Przybliżę pokrótce aktualny stan rzeczy.

Sterownik X-NUCLEO-IHM08M1 sterowany z NUCLEO-F303RE. Zasilanie części mocy, więc i samego silnika z 12VDC. Z małych mocy rzędu kilkunastu wat przerzuciłem się na silnik do 200W ze względu na zastosowanie silnika BLDC przeznaczonego do modeli RC, gdzie są to silniki niskonapięciowe przy sporym prądzie. Z tego względu też wybrałem sterownik z prądem wyjściowym do 15A.

Na szerszy opis oczywiście przyjdzie jeszcze czas, teraz mam prośbę odnośnie omawianego układu źródła prądowego. Wziąłem do serca wszystkie słuszne uwagi marka1707, lecz ze względu na większy zakres prądów mam problem z doborem elementów.

Założenia:
Napięcie wejściowe wzmacniacza: 0-100mV
Regulowany prąd obciążenia: ~0-10A

1. W mcu mam do dyspozycji wyjście DAC, więc z niego bezpośrednio będzie sterowany wzmacniacz, pozbywam się wtedy uśredniania napięcia filtrem, pytanie tylko czy lepsze rezultaty zapewni mi sterowanie wyjściem 0-3.3V i obniżenie tego dzielnikiem napięcia do 100mV, czy bezpośrednie sterowanie wyjściem w zakresie 0-100mV? Jak wtedy wygląda sprawa z wygładzeniem tego napięcia?

2. Rezystor pomiarowy wybrałem 10mΩ 5W: Rezystor, dla 10A wydzieli się na nim tylko 1W mocy, lecz zapas jest po to bym mógł w prosty sposób zwiększyć zakres źródła prądowego poprzez samo zwiększenie napięcia wejściowego wzmacniacza. Np. zmiana z 100mV, na 150mV spowoduje ograniczenie maksymalnego prądu źródła do 15A, lecz wtedy moc na nim jest już P=150mV*15A=2.25W

3. Tranzystor: tutaj zrodził się problem, gdyż zwiększenie mocy układu wymusza stosowanie mocniejszych tranzystorów, gdzie ciężko znaleźć taki, który będzie zdolny oddać tyle ciepła i przepuścić tyle prądu przy tak niskim napięcie U_GS. Znalazłem taki, wydaje się, że poradzi. Aczkolwiek będę stosował do niego radiator z wentylatorem, więc potrzebuję rady, czy zastosować nieco słabsze, ale 2 o pewniejszym otwarciu przy tak niskim napięciu na bramce, czy nawet zestaw 2 na wspólnym radiatorze tego co podałem się nada?

4. Jest jeszcze trzecia opcja, związana z samym wzmacniaczem. Zamiast zasilania 5V, mogę go zasilać z tego samego źródła 12V co sterownik, wtedy nie było by problemu z niskim napięciem na bramce tranzystora i bez problemu otwierałby się w pełni. Nadałby się np. taki? Wtedy bez problemu mógłbym nawet użyć starych kobył jak IRFZ44N, których mam trochę. Wtedy w sumie wzmacniacz z wyjściem rail to rail nie jest potrzebny. Oczywiście stan nasycenia również będę wtedy wykrywał.

5. Sprawa mostka prostowniczego 3f. Również, problem jest przy większym prądzie, nie wiem czy scalone gotowe mostki będą wystarczająco szybkie, ale nawet budowanie go samemu z szybkich diod nie rozwiązuje problemu jakim jest duże napięcie przewodzenia diod na tak wysokie prądy. W trakcie komutacji przewodzą 2 diody, więc spadek na nich mam ponad 2V. Powoduje to, że napięcie z generatora musi wynosić tak naprawdę te 2V + 100mv na R1, by źródło pracowało poprawnie. Mając silnik np. o KV=1000 w teorii musi on pracować z prędkością powyżej 2100 obr/sek by wygenerować takie napięcie i wtedy prędkość ta jest również dolnym ograniczeniem tego układu. Dobrze rozumiem?

Na razie chyba tyle. Jesteście w stanie coś doradzić?