sterowanie hexfetami w mostku H

Nov 07, 2004 39 Replies

witam



Pytanko z dziedziny sterowania silnikami DC (serwonapêdy)



Zalozenie: Mamy mostek typu H (H bridge) steruj±cy bezposrednio silnikiem pradu stalego (DC motor). Warto dodac, ze mostek ten pracuje jako pó³mostek (mas³o ma¶lane:)) czyli half bridge i jest oparty na hexfetach IRFP 460

formatting link
Motor via H-bridge zasilany jest napieciem 24V z zasilacza o wydajnosci max 3A. Mostek sterowany jest sygnalem PWM (f=18kHz) - za pomoca negatorow uzyskuje sie notPWM - pochodzacym z mikrokontrolera. Sprzezenie z uC via enkoder.



Problem:



1.Trzeba dodac uklad buforowy miedzy uC a mostek H, poniewaz napiecie +5V pochodzace z uC nie jest w stanie wysterowac bramek.
2.Hexfety grzeja sie, prawdopodobnie przez za maly dead time - w wyniku czego na silniku otrzymuje stosunkowo maly moment. Twierdze tak, poniewaz po odlaczeniu silnika od mostka, spadek napiecia na tranzystorach jest prawie taki sam. Przy zasilaniu mostka 24V napiecie spada do ok.5V (prad wowczas=ok.2A) kiedy PWM=50% . Spadek do 6V..7V (I niewiele ponizej 2A) jest gdy PWM=!50% ( =! ró¿ne od). Problemu tego nie bylo by, gdyby zastosowac komplementarny sygnal PWM, jednak to rozwiazanie odpada. Odpada rowniez (na razie) mozliwosc obnizenia czestotliwosci PWM.

Pytanie: ad.1. czy mozna zastosowac uklad ULN2003

formatting link
do bezposredniego sterowania hexfetami? ULNa tego zalsilalbym napieciem z zakresu 9 - 12V ad.2. Czy moja teza jest sluszna? Jesli tak, to jak temu zaradzic?


pozdrawiam i czekam na sugestie PS. jak sie tutaj niczego nie dowiem, to wrzucam temat na elektrode, bo juz normalnie wysiadam.


U¿ytkownik "insane" snipped-for-privacy@for.all napisa³ w wiadomoœci news:cmm4fr$3v3$ snipped-for-privacy@julia.coi.pw.edu.pl...

[mlask]

a moze po gotowca siegnac ? np L298 ?

@

To jest dobry pomysl, ale niestety trafila mi sie najbardziej gowniana robota pod sloncem - poprawianie pracy po kims. Niestety L298 nie nada - gosciu sie uparl na hexfety i juz, bo zamiast silnika 24V ma zamiar podlaczyc jakis na wyzsze napiecie i o mocy okolo 1kW.

Szczerze mowiac, to budujemy ze znajomym obrabiarke CNC - przerabiamy zwykla. Na razie korzystam z gotowego sterownika silnika -

formatting link
mam tylko uklad RT990A. Zeby bylo ciekawiej, to niedlugo sam bede budowal regulator PID na uC do tego samego celu, co jest bardziej zwiazane z tematem mojej magisterki - sterowanie silnikiem DC.

To w koncu H-bridge czy half bridge ?

mam nadzieje ze doczytales poprzednie posty. Zeby otworzyc "gorny" tranzystor, to potrzebujesz ponad 30V, lepiej 35V na bramke.

Gdzie spada to napiecie ? Poprzednio pisales jakby zasilanie spadalo, a to sugeruje zasilacz za slaby.

On w ogole nie ma zasilania.

Nada sie z trudem, w zasadzie na granicy. Sama kostka nie jest zla, ale steruje tylko w jedna strone. "gorny" prad bedziesz musial dac przez opornik. Powiedzmy 1k Ohm - z pojemnoscia bramki 3nF daje 3us stalej czasowej narostu - dosc sporo jesli cykl ma 55us. A jak dasz 300 Ohm, to w stanie wylaczenia bedzie trzeba 100mA przez uln puszczac .. i 3W w rezystorze tracic ..

A wrzucaj sobie. I daj schemat tego w zasadzie polmostka ..

J.

mostek typu H, w ktorym parami spiete sa wejscia : A i D, C i B w wyniku czego mostek steruje sie dwoma sygnalami: PWM i notPWM

formatting link

doczytalem,ale nie kumam zdeczka. Mow wyrazniej, bo nie wiem co masz na mysli piszac "gorny tranzystor"

napiecie mierzone jest bezposrednio na zasilaczu. Zasilacz jest nie byle jaki, bo LABORNETZGERAT model PS303D. Ma on pomiar I i U na dwoch oddzielnych wyswietlaczach/miernikach, regulowane ograniczenie pradowe i oczywiscie reg. napiecie. Nie sadze zeby byl za slaby, bo daje rade pchn±æ

30V i 3A, a pomiar wykazuje tylko w porywach do 2A przy tym ukladzie.

r±bn±³em sie - mialem na mysli odpowiednik 2003 mogacy pracowac przy Uzas>5V tj. chyba ULN2004. W sumie liczy sie idea

grunt, to dobra komunikacja (werbalna lub nie) - napisz co masz na mysli, tak zebym zrozumial

jak to w jedna strone? Masz na mysli wyjscia OC ? co to jest "gorny prad" ? czyzbym byl tak bardzo do ty³u z terminologia ?

no tak :\ dlatego zwracam sie z zapytaniem do nieco bardziej obeznanych z tematem niz ja

a wrzuce, tylko czasu brakuje zeby chociaz konto zalozyc ;) masakra, normalnie nie mam czasu zeby dogonic wlasny ogon "schemat tego w zasadzie polmostka" ->

formatting link

To jest klasyczny, pełny mostek.

Górne tranzystory na schemacie - u Ciebie B i D.

I nic dziwnego - działa ograniczenie prądowe zmniejszając prąd do wartości bezpiecznej dla zasilacza. Bez względu na to, jak będziesz bawił się sygnałem na wejściu i czy podłączysz silnik czy nie, któraś z par tranzystorów robi za źródło prądowe o stosunkowo duzym prądzie. Ten układ nie ma prawa działać.

Idea musi być taka, że do sterowania tego mostka potrzebowałbyś napięcia rzędu 30V. A tego nie zniosą bramki 'dolnych' tranzystorów.

[...]

D i B. Zeby je w mocno otworzyc potrzeba jakies 30-35V wzgledem masy.

Dochodzi potem problem "dolnych" - ten tranzystor dopuszcza Ugs 30V.

Jesli na zasilaczu zamiast 24V pojawia sie 5V, to sa trzy mozliwosci:

- zasilacz do d*,

- miernik do d*,

- zasilacz swietny - zabezpieczenie sie wlaczylo i dzieki temu tranzystory jeszcze dzialaja ..

To jest napiecie wejsciowe [sterujace], nie zasilania !

on nie ma nozki do ktorej podlacza sie "napiecie zasilania".

Kiedys bedziesz chcial tranzystory wylaczyc, trzeba bedzie bramki rozladowac i pod potencjal masy podlaczyc - i ULN to zrobi.

Ale jak chcesz wlaczyc, to trzeba podlaczyc pod napiecie te ~30V i pojemnosci naladowac - a tego ULN nie zrobi, bo jest OC ...

No wiec poeksperymentowac mozesz, ale nadaje sie kiepsko..

J.

Nie da sie. Musisz _calkowicie_ zmienic uklad. Nie da sie tego zrobic na PC846 i inwerterach - _zwlaszcza_ jak tam ma isc potem silnik

1kW... Ma byc zrobione porzadnie - dobre PWMy (a nie taki robiony przez HC04), driver do dolnych i gornych mosfetow itp...

Poza tym, jesli serwo jest przewidziane do sterowania CNC, to musi miec mozliwosc trzymania pozycji z niezerowym momentem... Jest to niby proste, ale... :-)

Chodzi tu o d³ugi czas ³adowania pojemnosæi bramki wynikajacy ze s³abego sterowania? Czy moze roznica miedzy czasem nasycenia a zatkania hexfeta: (turn_off_delay_time)-(turn_on_delay_time)=9nS ?

w takim razie jedyna rada jest poprawienie sterowania? Moge dac pare szybkich tranzystorów (npn i pnp) na ka¿dego hexfeta, gdzie jeden z nich bedzie przewodzil do masy, a drugi do +zasilania. Ma to sens? Jesli tak, to czy sa jakies gotowe bufory do tego celu? Jesli znasz oznaczenia ich, to d¼wiêczny by³ bym :)

zgadza sie, ale w nocie aplikacyjnej jest napisane ze do sterowania bramki max 20V. Dlaczego wiec sugerujesz 30V, jesli zasilam mostek 24V ?

mozesz wyszczegolnic jakis konkretny przyklad rozwiazania?

U¿ytkownik "insane" snipped-for-privacy@for.all napisa³ w wiadomo¶ci news:cmm4fr$3v3$ snipped-for-privacy@julia.coi.pw.edu.pl...

U¿yj scalaka IR2113 lub podobnego

formatting link
czasu martwego nie mo¿esz zrobiæ programowo, u¿yj kondensatorów , diod i oporników na wej¶ciach

To NIE bedzie dzialac. Nigdy. Napiecie, ktore otworzy gorne tranzystory zabije dolne, napiecie, ktore zamknie dolne tranzystory przebije bramki gornych. Musisz rozdzielic sterowanie bramek i wstawic odpowiednie drivery. Wygodne i proste w zastosowaniu sa scalaki International Rectifier IR2110/IR2113, bedziesz potrzebowal takich 2 (po jednym na kazde pol mostka).

insane snipped-for-privacy@for.all napisał(a):

Czy ty masz pojecie o elektronice jako takiej? 9ns... abstrakcyjna wartosc, co?

Juz ci raz napisalem w wiadomosci cmecta$pcr$ snipped-for-privacy@news.onet.pl Jesli tam nie przeczytales, to na cholere pytasz?

przypomnij sobie wzgledem czego jest mierzone Twoje max 20V.

[...]

Litości... Napięcie między bramka a źródłem a nie napięcie byle gdzie.

jestem amatorem praktykiem, a z mosfetami zaczynam dopiero rzygode -szczerze mowiac niewiele o nich wiem. Fakt, ze zdazyla sie akurat taka sytuacja, w ktorej potrzebuje natychmiastowego rozwiazania i po prostu nie mam wiele czasu na rozwa¿ania, dlatego zwrocilem sie do Szanownego Grona Grupowiczow. Jednak widze, ze sprowadza sie do malego zamieszania, w ktorym dwoch panow stara sie udowodnic mi ze nic nie wiem, nie dowiem sie i nie bede wiedzial. Chyba ze niejasno zadalem pytanie, ktore oczywiscie moge sprowadzic do prostszej postaci:

jak polaczyc mostek H (na samych hexfetach) z uC ktory daje pojedynczy sygnal PWM?

poprosilbym lopatologicznie, po woli i konkretnie

no such article

U¿ytkownik "SP9LWH" snipped-for-privacy@autorom.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:cmnnp1$jgk$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

formatting link
oczom nie wierze :)) konkret ku*wa konkret!! jeszcze tylko dokladniej przeanalizuje i jak sie nada, to poszukam wersji w obudowie "przewlekanej" i bedzie gicior

co do tego, to jeszcze nie wiem jak sie za to zabrac

pozdrawiam

Już dostałeś. Zostało CI przeczytać PDFa.

nie chrzań, bo właśnie sprawdziłem. Nawet nie powinieneś potrzebować msg.id., bo jest to odpowiedź pod jednym z twoich własnych postów.

U¿ytkownik "insane" snipped-for-privacy@for.all napisa³ w wiadomo¶ci news:cmolbm$rjn$ snipped-for-privacy@julia.coi.pw.edu.pl...

Tu kupisz:

formatting link
sterowniki IGBT/MOSFET

U¿ytkownik "insane" snipped-for-privacy@for.all napisa³ w wiadomo¶ci news:cmolbm$rjn$ snipped-for-privacy@julia.coi.pw.edu.pl...

Czas w którym ¿aden tranzystor nie mo¿e przewodziæ miêdzy kolejnymi prze³±czeniami zale¿y od silnika (a znacznie mniej od tranzystorów) Zwykle przyjmuje wielko¶ci w mikrosekundach (2...20) Badaæ mo¿na go obserwuj±c pr±d zasilania mostka. Czas martwy mo¿na zmniejszaæ do zadzia³ania zabezpieczeñ od zwaræ skro¶nych (lub do zniszczenia tranzystorów)

Z zakupem nie mam problemu - w zasadzie cale zaopatrzenie mam "pod reka". Przynajmniej teraz wiem pod jakim haslem tego szukac :D ... i o to chodzilo

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required