Poszukianie mostka scalonego dla silnika Un=50V, In=1,65A, Ifn=16A

[Gorrdon]

No zasadę działania mniej więcej znam bo tego pdfa tez w łapskach miałem.Dlatego niemożliwe jest stosowanie wypełnienia 100% dla układu HIP4080. Fakt, mój układ by nie działał bo nie umieściłem diody miedzy zaciskami AHB/BHB a VCC.

Niestety nijak wiem jak dobrać wartość pojemności kondensatora. Musze nad tym posiedzieć.

[marek1707]

HIP4080 to inny układ i pojawił się przypadkowo, czy tak?

Z tymi 100% też pudło - jak się okazuje "mniej więcej" nie wystarczy. 4081 ma niezależną, wewnętrzną pompę ładunku dającą malutki prąd, ale wystarczającą do wysterowania bramek górnych tranzystorów w stanie statycznym. Zewnętrzna dioda i kondensator dają bootstrap potrzebny w stanach przejściowych, gdy do bramki musisz wysłać ponad 1A żeby szybko załączyć klucz. Błędów na schemacie jest więcej, choćby podłączenie +12V do AHB/BHB.

Polecam również to:

http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/an93/an9325.pdf

Elektrolit w takim układzie to moim zdaniem głupi pomysł, ale ciekaw jestem Twoich wniosków. Miłego siedzenia.

[Gorrdon]

Myślałem, że należy podpiąć 12V przez diodę.

[marek1707]

Może i tak myślałeś, ale na schemacie zrobiłeś inaczej. Ten powyżej jest OK, bo pochodzi z dokumentu producenta.

Mamy tu kondensator i diodę - to klucz do układu bootstrap. Analizę trzeba zacząć od załączonego dolnego klucza MOSFET. Jaki jest stan kondensatora i co się dzieje z jego ładunkiem i napięciami po obu stronach gdy odpalamy górny tranzystor? Dalej.. jest już prosto Dioda musi być bardzo szybka a kondensator? Szybki ceramiczny, wystarczy w okolicach 22-100nF.

[Gorrdon]

Teraz jest już poprawnie? Pytam, bo moze coś przeoczylem, a mam tylko jeden taki układ.

[marek1707]

Dlaczego diody Zenera są właśnie tam oraz co i przed czym chronią?

Nie ma wartości wielu elementów - trudno powiedzieć, czy to jest OK. Uzupełnij schemat i spróbuj jeszcze raz.

[Gorrdon]

Diody zenera zabezpieczają bramki tranzystorów mosfet przed napęciem wyższym niz 15V.

Dodatkowo będą Transile 40-50V wpiete w każdy zacisk silnika, a masę.

Nie duże pojemności przy zasilaniu układu, jeszcze nie zdecydowałem jakie, bo aktualnie nie pamiętam co mi jeszcze w warsztacie zostało.

[marek1707]

Nie, może chciałbyś żeby zabezpieczały. Na Twoim schemacie zabezpieczają wyjścia mostka, ale nie wiem przed czym. Dlatego pytałem.

Jeśli mają spełniać rolę o jakiej pisałeś, musisz je podłączyć wprost do bramek i źródeł tranzystorów a jeśli te będą wisiały na drutach (nie bezpośrednio na PCB tylko np. na jakimś radiatorze) to diody muszą być zamontowane bezpośrednio na pinach MOSFETów. Tylko wtedy spełnią rolę ograniczników napięć produkowanych przez indukcyjności pasożytnicze kabelków i ścieżek. Chyba nie trzeba dodawać, że powinny to być szybkie diody transil a nie zwykłe Zenery.

Transile od wyjść silnika do masy? OK, na napięcie zasilania plus dosłownie kilka V zapasu. Dobrą alternatywą jest jeden dwukierunkowy (lub dwa połączone przeciwsobnie) wprost na zaciskach silnika - tłumią szpilki wprost u źródła i to w obie strony. 60V to już jednak przesada - jak sobie wyobrażasz istnienie tak wysokiej szpilki, skoro każda strona mostka ma diodę (wbudowaną w każdy tranzystor) od jego źródła do drenu - nawet masz je na schemacie - które zaczynają przewodzić gdy napięcie ledwo przekracza zasilanie.

Pojemność na szynie zasilania mostka/silnika jest krytyczna jeśli chcesz robić twarde sterowanie hamowaniem itp. Wtedy to obwód zasilania dostaje mocne przepięcia a ponieważ zasilacz nie jest od pochłaniania czegoś takiego (i zwykle jest za daleko), tę rolę musi przejąć szybki i w miarę duży kondensator na 80..100V.

[Gorrdon]

Diody zenera planowałem umieścić zaraz przy pinach mosfetów, które są na PCB razem z radiatorem. Mogę zastosować transile, zenera był na schemacie w PDFie. Jakie transile zastosuje po dokładnym sprawdzeniu jakie napięcie otrzymam z zasilacza. Bo role zasilania silnika pełni transformator + mostek Gretza z kondensatorem elek. 1000uF/50V.

[marek1707]

Na schemacie narysowałeś, że są przed opornikami szeregowymi. To nie to samo co umieszczenie na wyprowadzeniach tranzystorów, ale OK, jeżeli wiesz co robisz to jestem spokojny.

Zwykłe Zenery nie są specyfikowane na duże prądy impulsowe, nie mają określanej energii jaką mogą pochłonąć więc nie za bardzo jest jak przewidzieć ich zachowanie w takim układzie. To diody przewidziane do pracy przy DC. Dla niektórych rysujących schematy symbol diody Zenera to zawsze dioda Zenera - niezależnie od aplikacji - co za różnica. Słyszeli, że służy do obcinania napięcia to wstawiamy i działa(?). Fajnie, że masz jakiegoś pdfa i że skądś czerpiesz natchnienie, ale jak go nie wiedziałem więc co mam powiedzieć?

W tytule wątku masz "Un=50V" - nie możesz tu wstawić kondensatora na tyle samo chyba, że to było trochę na wyrost i napięcie nie przekroczy jakichś 35V. W przeciwnym wypadku, gdy rzeczywiście szczytowe napięcie z prostownika będzie podchodzić pod 50V musisz użyć mocniejszego kondensatora. Ponieważ jednak tak duże elektrolity są bardzo wolne, powinieneś zastanowić się nad czymś dodatkowym równolegle. Albo coś ceramicznego (choć kilka uF na 80/100V), albo jakaś kostka MKT lub MKP.

Daj wystarczająco duży transformator, by napięcie było w miarę stałe i nie przysiadało pod obciążeniem. Inaczej Twój napęd będzie "miękki". Przewidujesz jakieś sprzężenie zwrotne od prędkości obrotowej silnika? Swoją drogą jeśli masz już zaplanowany zasilacz to dlaczego musisz coś jeszcze "dokładnie sprawdzać"?

Ja słyszałem, że jutro ma być słonecznie.

[Gorrdon]

Mam pytanie zagwozdkę. Zaprojektowałem już płytkę i mam pytanie, czy ścieżki są wystarczająco grube? Laminat 70um.

Prąd rozruchowy silnika 16A, pracy 1,65A. Układ pozycjonowania wału, możliwe oscylacje ( tzn może się zdarzyć, że silnik przejedzie wartość zadaną i musi wrócić).

Ścieżki będą miały ok. 3 mm.

Udało mi się znaleźć taki pliczek, może się komuś przyda:

Link

[marek1707]

W którym miejscu masa mostka (źródła dwóch dolnych tranzystorów) łączy się z masą drivera i sygnałów wejściowych? To jest poziom odniesienia dla sterowania dolnych bramek.

Po to masz PWM i sprzężenie zwrotne od położenia wału silnika oraz metody obliczania/dobierania współczynników regulatora PID by odpowiedź układu nie była oscylacyjna.

Naprawdę potrzebujesz takiej dynamiki układu by pakować pełny moment na starcie? Szkoda silnika. Byłoby dziwne gdyby takie wysterowanie wymyślał dobrze dobrany regulator.

Rezystancje ścieżek o zadanej szerokości i grubości policzysz z prostego wzoru a jeśli nie pamiętasz, to są do tego w sieci odpowiednie kalkulatory, niektóre liczące przy okazji przybliżony wzrost temperatury na standardowym laminacie.

Folia 70um to bardzo dobry wybór do takiej płytki.

[Gorrdon]

A faktycznie, nie zwróciłem uwagi na brak połączenia mas.

Niestety nie potrafię póki co w żadnym języku PLC zaimplementować prawdziwego regulatora PID. Program posiada jedyne funkcje zmniejszania się wypełnienia PWM przy dojeżdżaniu do celu i tu także mam problem, bo bez sterownika nie jestem wstanie sprawdzić przy jakim napięciu silnik przestaje się kręcić, a przy jakim już rusza. Układ nazwałbym czysto edukacyjnym na nim właśnie chce sie nauczyć praktycznego pisania programów na PLC. Na koniec chciałbym napisać kod tak, aby cały układ działał jak prawdziwy układ pozycjonowania wyposażony w regulator PID. Dlatego wole aby układ był przystosowany do pracy nawet przy oscylacjach, bo zapewne nie obejdzie się bez błędów.

[Gorrdon]

Niestety układ z niewiadomych mi przyczyn nie działa. Podałem próbnie sygnał PWM (5V) na jedno, a potem drugie wejście układu, oraz logiczne 0 na sygnał DIS. Zasilany był z zasilacza laboratoryjnego VDC 12V. Na zaciskach silnika brak jakiegokolwiek napięcia.

Jakieś pomysły? Zimnych lutów brak, diody wlutowane prawidłowo.

[marek1707]

Czasem zupełnie nie rozumiem dlaczego tak łatwo opadają ręce. Włączyłeś i nie działa? No tak, to straszne. Przecież wiesz jak ten układ powinien się zachowywać. Upewnij się, że podłączyłeś zasilanie do obu kostek (plus mostka i plus scalaka zrobiłeś na dwóch osobnych), że masa też jest podłączona, weź oscyloskop do ręki i zacznij badać poczynając od wejść. Odłącz silnik, bo on tu na razie w ogóle nie jest potrzebny i mierz każdy półmostek osobno.

Jeżeli masz tylko miernik to też może być, choć wtedy powinieneś zacząć od sterowania sygnałami statycznymi 0-1 a nie PWM.

Sygnały z wejść ALI, BLI powinny wprost przenosić się na bramki dolnych tranzystorów. Sprawdziłeś to? Dolne tranzystory powinny zwierać swoje dreny do masy w czasie wysterowania ich bramek - to też zmierzyłeś? Możesz ich dreny podłączyć przez oporniki kilkaset omów do plusa. Przecież to podstawy, jakich "pomysłów" jeszcze potrzebujesz? Potem zabierz się za górne tranzystory. Czy potencjał środka każdego półmostka rośnie do Vcc gdy nie załączasz dolnych tranzystorów (bo wtedy domyślnie załączają się górne dzięki AHI=BHI=12V)? Czy bramki górnych "wyskakują" przy tym ponad Vcc i zostają tam przez chwilę nawet przy sterowaniu statycznym 0-1? itd..

Wszystko to jest typowym rzemiosłem elektronicznym i właśnie tu, na etapie uruchamiania układu a nie rysowania schemacików możesz pokazać co umiesz i na ile rozumiesz to co robisz.