Brushless Motor Mosfet udgange

Efter tidskriftet i Elektor februar 2006 Her beskriver hvordan en Brushless Motor Controller laves.

Jeg arbejder på, at få en sådan 3-phase motor til at kører.

Valgt grundprincip H-Bridge using MOSFETs Se her:

formatting link

Som ovenstående bille er vist er motoren "Delta" koblet. Se her:

formatting link

Hele diagramer som Elektor side 27 henviser til. Se herunder. Se her:

formatting link

Her illustreres de 6 steps. Se her:

formatting link

Se også her:

formatting link

Phase A Mosfet udgangstrin: For signal fra Pic-kredsen Output 0 og Output 1

formatting link

Phase B Mosfet udgangstrin: For signal fra Pic-kredsen Output 2 og Output 3

formatting link

Phase C Mosfet udgangstrin: For signal fra Pic-kredsen Output 4 og Output 5

formatting link

I eksempelet som Elektor illustrees er der 6 steps og kun 6 Mosfet. Hvorimod Elektor i diagramer viser 12 Mosfet - nu med 2 indgange.

I den adskelte phase A, har nu 2 input som skal havde signal fra en PICAXE-28X (4Mhz) Hvordan skal desse input-signal være for henholdvis Output 0 og Output 1 ?? Og så vider igennem de andre phaser B og C Kan du forklarer funktionen i f.eks Phase A :

formatting link
Med de 2 indgange??? Funktionen ses illustreret her:
formatting link

--
Med venlig hilsen
Monie
Reply to
Monie Jacobsen
Loading thread data ...

...

Det er fordi MOSFETtene parvis er parallelkoblede for at kunne levere mere strøm eller tabe mindre effekt pga. den halverede MOSFET on-modstand.

Først en advarsel; de to indgange til en fase må aldrig være høje samtidig. Hvis det sker, vil meget stor strøm kortsluttes ned gennem halvbroen.

Der burde sættes pull-down modstande på indgangene til 2N7002, så manglende styring til en gren ikke kommer til at tænde begge grene i en halvbro.

Som vist tændes og slukkes halvbroernes grene (øvre,nedre) i henhold til

1..6.

Diagrammet (

formatting link
)'s phase A,B,C udgange forbindes tilbage til styre-boardet via stik K3. Med stor sikkerhed udledes rotorens elektriske tilstand ("position"), så mikrocontrolleren giver den rigtige styring af de 3 halvbroer, henhold til rotationsretning og evt. accelerationsstyring.

-

Her anvendes LM324 med nogle modstande og mikrocontrolleren til at finde ud af hvordan rotorens elektriske tilstand er.

Ca. halvvejs nede på siden:

DIY Controller Schematic. It is at

formatting link
but is poor quality...I have redrawn it more clearly. The source is also posted at this site but you need to register first:
formatting link

Controlleren anvender både P- og N-channel MOSFET 3 af hver i 3 halvbroer (3 faset).

Via LM324 registeres rotorpositionen så mikrocontrolleren kan give de rigtige halvbrosignaler afhængig af ønsket hastighed og retning.

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Glenn Møller-Holst wrote: ...

...

Rettelse:

Først en advarsel; de to *udgange* til en fase må aldrig være *tændte* samtidig. Hvis det sker, vil meget stor strøm kortsluttes ned gennem halvbroen.

Halvbroernes nedre grenes 2N7002 gate bør have pull-up modstande.

Halvbroernes øvre grenes 2N7002 gate bør have pull-down modstande.

Modstandene kan f.eks. være på 10 kohm.

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Glenn Forstår jeg dig rigtigt, skal de 2 pull-up modstande forbindes på Gate og modstandene på 10k skal så forbindes henholdvis +5V og Gnd eller skal den ene pull-up modstande forbindes til +UBATT

Med venlig hilsen Monie

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:e4mnku$iuk$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

Reply to
Monie Jacobsen

Hej Glenn

Er det sådan du mente med Pull-up modstandene Se her:

formatting link

Med venlig hilsen Monie

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:e4mnku$iuk$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

Reply to
Monie Jacobsen

Hej Monie

Pull-up modstanden bør af sikkerhedsmæssige grunde trække 2N7002 gaten op uanset om 5V og +UBATT er aktiv. Dette kan gøres med 2 modstande med hver en diode i lederetninge ned til 2N7002 gaten.

Man kan nok muligvis nøjes med +UBATT, da de potentielle problemer specielt er der, når +UBATT er aktiv.

Det er vigtigt at disse pull-up (og pull-down) modstande er tæt på halvbroerne. F.eks. hjælper de ikke noget hvis de sidder på et flytbart mikrocontrollerkort.

Det skal dog bemærkes at en mikrocontroller normalt har clamping dioder på de fleste af dens ben til strømforsyningsbenene ("Gnd" og "+5V"). Men da der anvendes modstande på ca. 10 kohm, vil den enkelte og samlede clamp-strøm være indenfor clamp-strøm-margenerne.

-

Til orientering skal alle højohmede indgange være veldefinerede ved fjernelse af signalstyring f.eks. via stik, under programméring eller fjernelse af programmérbare ting (mikrocontrollere, EEPROM, FPGA...).

Why use pullup resistors? (or pulldown resistors):

formatting link

Logic Input/Output Pull-up values:

formatting link

Microcontroller Pullups:

formatting link

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Ja

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Husk at den øvre gren skal have pull-down!

"Halvbroernes øvre grenes 2N7002 gate bør have pull-down modstande."

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Glenn

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:e4mu0a$k4b$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

Hvis jeg forstår dig rigtigt, så er det gjort med:

formatting link
eller hvad mener du med "Halvbroernes øvre grenes 2N7002 gate bør have pull-down modstande"

Reply to
Monie Jacobsen

Hej Glenn Eller er dette bedere:

formatting link

Med venlig hilsen

"Monie Jacobsen" skrev i en meddelelse news:446f01e3$0$27579$ snipped-for-privacy@dread11.news.tele.dk...

Reply to
Monie Jacobsen

Monie Jacobsen wrote: ...

Det vil sige at den øverste 2N7002's (Q7) 10 kohms modstand (R3) ikke skal gå til +UBATT, men Gnd.

Jeg kan se at du spændingsforsyner med 24V - det går ikke da du kommer kommer 24V ind på MOSFET gatene - det kan du ikke (i ret lang tid...). Der må max. komme 10-15V ind på gatene. Kommer der højere spænding ind, vil gate-beskyttelseszenerdioderne begynde at lede.

Jeg vil anbefale dig at anvende dedikerede MOSFET drivere, hvis du vil anvende mere end 15V som forsyningsspænding.

F.eks.:

LM5102 (SMD!):

formatting link

Men så skal du også kun anvende N-channel MOSFETs og kan styre op til

100V, dog max. så højt MOSFETene kan klare.

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Glenn

Er det sådan du mente:

formatting link

Som su skrev: Som vist tændes og slukkes halvbroernes grene (øvre,nedre) i henhold til

1..6. Diagrammet (
formatting link
)'s phase A,B,C udgange forbindes tilbage til styre-boardet via stik K3. Med stor sikkerhed udledes rotorens elektriske tilstand ("position"), så mikrocontrolleren giver den rigtige styring af de 3 halvbroer, henhold til rotationsretning og evt. accelerationsstyring.

Men Elektor viser kun de 6 steps:

formatting link

Med T1 & T4 ON = A og B Med T1 & T6 ON = A og C

Men hvordan skal

formatting link

Input X1-6 Input X1-7

Og

formatting link

Input X1-8 Input X1-9

være stillet for, at give A og B ( T1 & T4 ON )

Hvilken skal være ON og OFF For hver Phase har vi jo nu 2 input, at holde styr på og hvordan de stå i forhold til hinnanden.

Det er rigtig med de 24V som spændingsforsyner men i første omgang til motor-forsøg kan jeg godt holde mig under 15V.

Det er sådan at motoren gerne sener skulle komme til, at køre på en solcelle med 24V Men hvordan skal jeg koble:

formatting link
så den kan lave de 3-phaser har du mulig for, at lave en tegning til mig? Jeg benytte en pic-kreds med 8 Output (PICAXE-28X)

Med venlig hilsen Monie

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:e4n0n1$knc$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

Reply to
Monie Jacobsen

Næsten - D2 skal ikke anvendes.

D5 behøves heller ikke, medmindre du også holder gaten høj med +5V gennem endnu en modstand og en diode. Dioderne giver en "OR"-funktion: "Hvis enten +5V eller +UBATT er høj er gaten høj."

T1 off= X1-6 lav => øvre gren OFF T1 on = X1-6 høj => øvre gren ON ("pull-up", Phase A=+UBATT)

T2 off= X1-7 høj => nedre gren OFF T2 on = X1-7 lav => nedre gren ON ("pull-down", Phase A=Gnd)

X2-8 på tegning:

T3 off= X2-8 lav => øvre gren OFF T3 on = X2-8 høj => øvre gren ON ("pull-up", Phase B=+UBATT)

X2-9 på tegning:

T4 off= X2-8 høj => nedre gren OFF T4 on = X2-8 lav => nedre gren ON ("pull-down", Phase B=Gnd)

-

formatting link

X4-10 på tegning:

T5 off= X4-10 lav => øvre gren OFF T5 on = X4-10 høj => øvre gren ON ("pull-up", Phase B=+UBATT)

X4-11 på tegning:

T6 off= X4-11 høj => nedre gren OFF T6 on = X4-11 lav => nedre gren ON ("pull-down", Phase B=Gnd)

Prøv at bruge tabellen ovenfor.

*Bemærk at de nedre grenes Tx og Xy-zz skal inverteres/NOTtes; NOT(T6) = X4-11. *Bemærk at de øvre grenes Tx og Xy-zz i fase; f.eks. T5 = X4-10.

De 2 input repræsenterer 2 Tx; f.eks. T5,T6. De Tx'er der ikke er ON skal være OFF.

Vcc skal have 10-12V. Vss =Gnd. "(Optionel fast recovery diode)" behøves ikke, med det få antal skift motoren behøver.

0V Med venlig hilsen

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Monie

Ligesom NS har LM5102 har IRF IR2181 og IR21814 (fås også i DIL):

formatting link

De kan levere op til 1,7 Ampere til opladning og afladning af effekt MOSFET gates.

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Glenn Møller-Holst wrote: ...

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Glenn Rigtig mange tak for de mange oplysninger.

Så skal der kobles 3 stk af IR2181 for, at lave en 3-phase bridge. Jeg er mere tilhænger af hustyper som DIL, de er ligsom letter, at lodde med en alm loddekolpe;-) Men så skal de kun benytte Mosfet af typen N-connect.

Indgangene IN og SD på IR2181 de representer vel bare henholdvis ON og OFF ??? Og det er her jeg skal koble fra mikrocontrollerens udgange til indgange på IR2181 ?

formatting link

For som jeg kan se nu, så er jeg nød til, at lave det op så spændingsforsygning på 24V kan bruges. Men hvor købes IR2181 ?

Med venlig hilsen Monie

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:e4nmh8$ofj$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

formatting link

Reply to
Monie Jacobsen

At kunne bruge N-fet'er over det hele har store fordele. Udvalget er stort, og on-modstanden er som regel mindre i N-fet'er

Bo //

Reply to
Bo Bjerre

Det er IR2184 du viser et billede af. Kig i IR2181 databladets diagrammer.

IR2181 har Lin (low side input) og Hin (high side input) ligesom LM5102. IR2181 har også indbyggede pull-down modstande.

For alle MOSFET drivere gælder det at de skal placeres relativt tæt på selve MOSFETtene de skal drive. Indgangene; Lin, Hin, har Schmitt-triggere og er derfor rimelig støjimmune.

Private kan købe begge steder:

formatting link
Skriv i søgefeltet: IR2181 og tryk søg.

formatting link
Under internationale produkter (hvilket private også sagtens kan købe - det tager dog lidt flere dage, før de får komponenterne hjem):

Electronic -> Semiconductors -> Discretes -> MOSFET & IGBT Drivers -> MOSFET & IGBT Drivers

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

Hej Glenn

Komponent-værdierne på kondensator, modstand og dioden, har du et forslag til deres værdier?

formatting link

Med venlig hilsen Monie

"Glenn Møller-Holst" skrev i en meddelelse news:e4p65r$olc$ snipped-for-privacy@news.net.uni-c.dk...

Reply to
Monie Jacobsen

Glenn Møller-Holst wrote: ...

Hej Monie

Hvis du ikke har bestilt IR2181, kan du i stedet købe IR21834.

IR21834 (14 ben) har shoot-through beskyttelse, som du i dit kredsløb ikke umiddelbart har brug for, men hvis du senere vil lave halvbroer til PWM eller SMPS med MOSFET driverkredse, kan IR21834 anvendes.

IR21834 er dog lidt anderledes, Lin er inverteret (NOTtet) i forhold til IR2181. IR21834 har en indbygget pull-up modstand på Lin, hvilket er godt (og pulldown modstand på Hin ligesom IR2181).

IR21834 er næsten den samme som IR2183 (8 ben), men har også mulighed for dead-time justering.

Prisen er næsten den samme.

mvh/Glenn

Reply to
Glenn Møller-Holst

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.