Мостовая схема, греются транзисторы Опции

[Hellper]

собрал мостовую схему, в pdf один из полумостов. при включении двигателя от вазовских стеклоподъемников (напряжение 12В ток от 0.8 до 3 А) начинают попеременно в зависимости от направления вращения дико греться верхние ключи, нижние теплые.
управление от микроконтроллера:
при вращении закрывается один из верхних ключей подачей низкого уровня, закрывается противоположный нижний ключ высоким уровнем, открывается верхний ключ высоким уровнем, на противоположный нижний подается инверсный ШИМ с частотой 7200Гц.
что не так ?

Прикрепленные файлы

 cxema.pdf ( 11.73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 434

 

[тау]

шимирует только нижний а верхний в работе постоянно открыт, поставьте емкости С2 побольше , электролит впараллель. А С1 должна быть больше чем С2 на порядок. Не хватает напряжения на затворе верхнего плеча, имхо. Хоть тестером померяйте

[Hellper]

шимирует только нижний а верхний в работе постоянно открыт

так и делаю

Не хватает напряжения на затворе верхнего плеча, имхо. Хоть тестером померяйте

13 В -+ 0.5

Сообщение отредактировал Hellper - Mar 29 2009, 08:51

[Hellper]

поменял С1 на танталовые 22 мкФ 25В и с2 на керамические 4.7 мкФ
перегреваются =(

[mpr]

Вместо двигателя подключи постоянный резистор 100-200 Ом и посмотри на осциллографом напряжение, совпадает ли оно с тем что формирует МК. Греются ли в этом режиме транзисторы?
Проверь режимы работы транзисторов осциллографом (затвор, сток-исток)

[wim]

перегреваются =(

А зашунтировать боди-диоды шоттками пробовали?

[тау]

Возможная причина - нагрев верхнего транзистора от тока самоиндукции обмоток движка, через верхний прет ток самоиндукции при выключенном нижнем и падает на диоде верхнего полевика, падение на нем больше чем на открытом нижнем транзисторе. При скважности ШИМ =50% и значительной индуктивности токи одинаковые , но верхний (не диагональный) будет греться больше нижнего . Осциллограф покажет, имхо.

[Hellper]

вот что показал осциллограф:
HA -- то что на затворе верхнего рабочего транзистора(ГРЕЕТСЯ ЭТОТ).
LA -- то что на затворе нижнего рабочего транзистора(не греется).
HB -- то что на затворе верхнего НЕ РАБОЧЕГО транзистора. ерунда, на входе драйвера нулевой логический уровень, а на выходе ШИМ амплитудой 0.3В. бред какой-то.

Сообщение отредактировал Hellper - Apr 1 2009, 07:14

Эскизы прикрепленных изображений

 

[mpr]

Вы ничего не перепутали в логике работы или в осциллограммах?????
HA - на затворе верхнего рабочего транзистора(ГРЕЕТСЯ ЭТОТ) - 15В, транзистор должен быть открыт.
LA - на затворе нижнего рабочего транзистора(не греется) - ШИМ.
Это точно бред какой-то. Итого получаем сквозной ток.
Отключите нагрузку и проверьте инвертор на холостом ходу.
Если будет греться то сквозняк. Посмотри сток-исток транзисторов и выход инвертора.
Да и зачем поставили R3?
Расскажите потом чем закончится история.

Сообщение отредактировал mpr - Apr 1 2009, 12:43

[тау]

Верхний (диагональный надеюсь ) транзистор имеет на завторе не 12+12(отрытие) а всего лишь какую-то треугольно подобную ерунду, Вы раньше писали что 13 вольт, относительно чего эти 13 вольт , от земли? Если от земли - то и будет греться.
Чтобы не грелись по указанной причине , надо чтобы на затворах верхних диагональных полевиков во включенном состоянии было более 20вольт , тогда на истоке можно считать что будет +12. Перед тем как открывать верхний диагональный - на 1 миллисекунду откройте программно соответствующий нижний транзистор , чтобы зарядилась бутстрепная емкость , обеспечивающая питание затвора верхнего полевика. И осциллогафом убедитесь что потенциал затвора открытого верхнего полевика не снижается наже 20 вольт. Осциллограммы Ваши об это ни слова не говорят.

[mpr]

Уточните относительно чего сняты осциллограммы, земли или затвор - исток , для верхнего транзистора это принципиально.

[Hellper]

измерял относительно земли.
те мне необходимо проделать следующее:

установить выходы управления верхними транзисторами драйвера в ноль. открыть выход нижнего ключа полумоста, в котором верхний в дальнейшем будет работать. подождать 1мс. закрыть нижний ключ. и далее открыть верхний и подать ШИМ на диагональный нижний.
Если так, то происходит следующее: на верхнем затворе рабочего транзистора на короткое время появляется напряжения в районе 18В, после чего оно сбрасывается до 12В. Мотор в течение полусекунды работает бодрее.

[тау]

потребление микросхемой по ножке Vb имеет место и разряжает Ваш бутстрепный конденсатор
Quiescent VBS supply current по даташиту типичное значение 30µA , что определяет скорость разряда (в предположении что затвор полевика условно не имеет утечки) .
Если С2 = 0,1 мкф то током 30µA она разрядится на 10 вольт за 0,03 секунды.
Вы поставили С2 4,7 мкф и увеличили время разряда до 0,15 сек . Реально Вы ощущаете там полсекунды. Ну чтоже, микросхема просто меньше потребляет по ножке Vb
Ставьте С2 = 100....200мкф , а бутстрепный диод с резистором поставьте , чтобы ограничить ток . Время предварительной зарядки С2 с пом нижнего ключа рассчитайте сами.
Вобщем в таком духе.....

[Hellper]

те через какое-то время разрядка все равно произойдет. а если двигатель должен работать дольше ?

[тау]

Конечно разрядка никуда не денется, произойдет , микросхема-то по ножкам Vb Vs ток потребляет, кроме того с Vb на COM тоже ток уходит во внутреннем преобразователе уровня, там же внутри нету гальванической развязки. Поэтому либо большой- пребольшой конденсатор, либо периодически подзаряжайте это кондер нижним полевиком , выключая при этом верхний. На этом эфекте построено большинство схем с драйверами высокого уровня - периодическая подзарадка присутсвует почти у всех (хотя есть извращения с отдельным "плавающим " питанием на ножки VB и VS от отдельной обмотки). Вы же хотите обойтись совсем без нее. Это по вышеприведенной схеме невозможно с примененным драйвером.

[mpr]

те через какое-то время разрядка все равно произойдет. а если двигатель должен работать дольше ?

Открой нижний транзистор рабочей диагонали моста, на противоположную стойку на верхний транзистор подавай рабочий ШИМ, а на нижний инверсный ШИМ ( с учетом мертвого времени и входной логики драйвера) для зарядки бутстрепного конденсатора. Коэффициент заполнения меньше единицы. Иначе ШИМа не будет и емкость разрядится. Ну и емкость побольше.

[Hellper]

2Tay, спасибо.

заключительный вопрос: что за импульсы с низковольтной амплитудой появляются на затворе не рабочего верхнего транзистора ?
это связано с работой нижнего ключа в ШИМ режиме ?

[Hellper]

если поставить ir2184, то ситуация изменится и программных трюков не потребуется ? зарядка/разрядка проходить будет автоматом ? есть подводные камни ?

Сообщение отредактировал Hellper - Apr 2 2009, 10:41

[тау]

если поставить ir2184, то ситуация изменится и программных трюков не потребуется ? зарядка/разрядка проходить будет автоматом ? есть подводные камни ?

Совет от MPR очень кстати для решения Вашей проблемы - шимируйте верхним транзистором и емкость С2 будет сама подзаряжаться. Только 100% заполнение не надо (чтобы импульсы подзаряда проскакивали)

В принципе, если отказаться от драйверов , то можно построить питание затворов верхних ключей на основе непотребляющей схемы (кроме утечек переходов диодов и NPN транзистора ) и тоже решить проблему.

Пульсация у вас видна из-за провала питания на проводах или фильтрующем конденсаторе питания.

[Hellper]

сможете привести примеры схем в которых нет необходимости периодически перезаряжать затвор?

[тау]

примерно так. Это верхний транзистор.
С1- пленочный , собственная постоянная времени большая,
время удержания потенциала на затворе может уменьшаться из-за высокой температуры например.
Естественно, для предварительного заряда нужно на время включить нижний Mosfet.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_Pasha]

Совет от MPR очень кстати для решения Вашей проблемы - шимируйте верхним транзистором и емкость С2 будет сама подзаряжаться.

Так не получится из-за индуктивной нагрузки. Или придется сильно снижать частоту, а кому оно надо? Имхо, на 12 вольт лучше не закладывать бутстрепную технику. Лучше уж комплементар

[тау]

Так не получится из-за индуктивной нагрузки.

А чем мешает индуктивность в нагрузке? Не вижу проблемы. Внизу об землю стоит закрытый полевик с боди диодом, при выключении ток замкнется через диод закрытого полевика и через другой нижний- открытый полевик.

[mpr]

Так не получится из-за индуктивной нагрузки. Или придется сильно снижать частоту, а кому оно надо? Имхо, на 12 вольт лучше не закладывать бутстрепную технику. Лучше уж комплементар

Получится, у нас так все привода на 27В работают, только процессор серии MotorContol, там это реализовать удобнее.
В данной ситуации наверно проще будет применить в качестве верхнего ключа P-канальный полевик

[_Pasha]

Внизу об землю стоит закрытый полевик с боди диодом, при выключении ток замкнется через диод закрытого полевика и через другой нижний- открытый полевик.

Спасибо за мысль. Еще никогда так не делал.

[mpr]

Внизу об землю стоит закрытый полевик с боди диодом, при выключении ток замкнется через диод закрытого полевика и через другой нижний- открытый полевик.

Спасибо за мысль. Еще никогда так не делал.

Только нижний полевик лучше все-таки открывать, чтобы не зависеть от нагрузки, и заодно шунтируем открытым полевиком боди диод и снижаем потери.

[_Pasha]

Только нижний полевик лучше все-таки открывать, чтобы не зависеть от нагрузки, и заодно шунтируем открытым полевиком боди диод и снижаем потери.

Насколько я понял, когда ШИМовать верхним транзюком, время открывания нижнего будет не дополняющим до периода ШИМ, а наоборот, минимальным, на время переключения ?
А то, что Вы говорите - это ШИМ в полумосте, а в это время нижний транзюк второго полумоста открыт.

Какой из этих вариантов имеется ввиду ???

[mpr]

Какой из этих вариантов имеется ввиду ???

На рисунке приведена диаграмма работы инвертора при формировании положительного нарастающего тока нагрузки. У схемы есть ограничение, напряжение на нагрузке всегда меньше напряжения питания, из-за необходимости сохранять минимальный ШИМ на VT2 для подзарядки бутстрепного конденсатора VT1. В большинстве случаев это не мешает работе. При формировании отрицательного тока стойки меняются местами.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[тау]

Уважаемый mpr, а в чем схему рисовали? если не секрет

[mpr]

Уважаемый mpr, а в чем схему рисовали? если не секрет

Пока еще сижу в PCAD-2006

[Hellper]

2 mpr
2 tay
работает, уяснил.

[mpr]

2 mpr
2 tay
работает, уяснил.

Ну вот и прекрасно.
На будущее - проверяйте осциллографом сигналы по цепочке на входе драйвера, на затворе транзистора и выход инвертора на предмет соответствия логике работы. В данной ситуации это позволило бы вам быстро локализовать проблему.
Успехов!

[Ashu]

А зачем в схеме нужны тогда VT3 и VT4?
Или я не поинмаю мостовую схему вообще...

[mpr]

А зачем в схеме нужны тогда VT3 и VT4?
Или я не поинмаю мостовую схему вообще...

Нужны потому что это полный мост и один источник питания, служат для формирования положительных и отрицательных токов в нагрузке
Если в системе два источника (положительный и отрицательный), то можно обойтись одной стойкой (напр. VT1,2) и не забыть про согласование драйвера со схемой управления.