Управление верхним MOSFET в мосте, Удвоение напряжения, преобразователь.. Опции

[Savrik]

Как-то так вышло, что я допустил ужасную ошибку.. Проектировал схему реверсивного управления коллекторным электродвигателем, да поставил во все плечи N-канальные MOSFET'ы (IRFR4105, входная емкость 700пФ)... Естественно, про драйвера забыл, как заказать, так поставить на плату Купить их тоже нет возможности - пока доедут... Поэтому нужно какое-то просто решение, как удвоить 4,8 В.. Пока для себя записал однотактный преобразователь, но он слишком тяжелый для такого... Желательно, что бы минимум деталей экзотических, ресурсы ограничены

Сообщение отредактировал Savrik - Jul 16 2010, 16:20

[rezident]

DT 92-4A - Simple High Side Drive Provides Fast Sw. & Continuous On-Time

[Microwatt]

Поэтому нужно какое-то просто решение, как удвоить 4,8 В.. Пока для себя записал однотактный преобразователь, но он слишком тяжелый для такого... Желательно, что бы минимум деталей экзотических, ресурсы ограничены

Не совсем понятна трагедия.... транзисторы низковольтные, электродвигатель - черепашья скорость...
А чем мост питается (по напряжению)? Может, там и без хитрых драйверов обойтись можно. Исходные 4.8 вольта, как подозреваю, - какой-нибудь логический выход управления от МК?

[Savrik]

DT 92-4A - Simple High Side Drive Provides Fast Sw. & Continuous On-Time

555 таймер еще найду, а вот IR2125...

Не совсем понятна трагедия.... транзисторы низковольтные, электродвигатель - черепашья скорость...
А чем мост питается (по напряжению)? Может, там и без хитрых драйверов обойтись можно. Исходные 4.8 вольта, как подозреваю, - какой-нибудь логический выход управления от МК?

Да, питание батарейное, как двигателя, так и схемы управления, 4,8В. Проблема в том, что верхний ключ простым 4,8В не открыть - относительно истока на затворе будет 0В.. надо минимум на затвор 10В.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[vvs157]

Да, питание батарейное, как двигателя, так и схемы управления, 4,8В. Проблема в том, что верхний ключ простым 4,8В не открыть - относительно истока на затворе будет 0В.. надо минимум на затвор 10В.

Поставте готовый DC-DC преобразователь. С ним Вы сможете получит доп. 10В над питание. Дорого, но доставаемо

[yakub_EZ]

Я тоже за DC-DC. Но в этом случае питание нужно только для того чтобы эпизодически зарядить затвор и держать потенциал. Если у автора и впрямь только 555 таймеры, то дерзайте

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

Крепко сомневаюсь, что и нижний ключ будет нормально работать при таком напряжении затвора....
схема вообще неверно построена.

[Savrik]

Спасибо всем за помощь

Если у автора и впрямь только 555 таймеры, то дерзайте

То, что надо! опробую и отпишусь

..Сейчас полно хороших низковольтных полевиков с логическим уровнем управления. При таком питании, правильней было-бы использовать их.
Ток нагрузки не озвучен, может быть, нашлись бы и в SMD-корпусе. Во-всяком случае, на 6-7 ампер, есть в корпусе SO-8, сборки (пары N и P типа).

IRFR4105 и есть SMD - D-PAK Выбрал эти из-за очень низкого сопротивления во включенном состоянии 0.045 Ом, а также цена Токи небольшие, пусковой около 3А, в рабочем режиме 0.5 - 0.8А в зависимости от нагрузки на механику. Взял с запасом

Крепко сомневаюсь, что и нижний ключ будет нормально работать при таком напряжении затвора....
схема вообще неверно построена.

Могу Вас заверить - работает нормально, да и по даташиту порог 2..4В. Я вполне вписался. А по поводу схемы..Показан только мост, он как раз правильно построен, но по управлению да, есть промах - сначала планировал Р-каналльный поставить, потом передумал, себе сделал заметку дорисовать драйвер, но забыл, схему не исправил, так и пошла в работу.. обнаружил поздно - когда запаивал полевики

[yakub_EZ]

опробую и отпишусь
IRFR4105 Могу Вас заверить - работает нормально, да и по даташиту порог 2..4В. Я вполне вписался

Если так, то можно перейти на схему удвоителя. Выкинуть D5 D6 C7 C8. Будет около 9 вольт с небольшим

[Microwatt]

Могу Вас заверить - работает нормально, да и по даташиту порог 2..4В. Я вполне вписался.

Могу и я заверить, что если случайно разок вписались, то на следующих экземплярах не впишитесь точно.
Даташитовские "2..4 вольта" нужно в Вашем случае читать: "не менее 4, а лучше 5-6".
Для таких применений нужны IRLR...

[rezident]

Выбрал эти из-за очень низкого сопротивления во включенном состоянии 0.045 Ом, а также цена Токи небольшие, пусковой около 3А, в рабочем режиме 0.5 - 0.8А в зависимости от нагрузки на механику. Взял с запасом
Могу Вас заверить - работает нормально, да и по даташиту порог 2..4В. Я вполне вписался.

Судя по всему, дальше первой страницы даташита вы не читали А следовало бы внимательно посмотреть таблицу Electrical Characteristics и графики ниже нее. Потому как V_GS(TH), который вы называете "порогом" нормируется при токе стока 250мкА. И сопротивление канала в открытом состоянии приведено при условии напряжения на затворе 10В. А если рассмотреть внимательно еще и графики, то можно заметить, что при напряжении V_DS=4,5В наблюдается насыщение в районе 3А. То бишь сопротивление канала при вашем питании 4,8В будет вовсе не 0,045Ом, а дай бог если до пары Ом хотя бы опустится. И вообще нужно выкинуть из головы эти рекламные слоганы про logic level MOSFET, а всегда смотреть реальные параметры транзисторов. Тщательнее нужно, тщательнее!

Сообщение отредактировал rezident - Jul 18 2010, 10:30

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Savrik]

Если так, то можно перейти на схему удвоителя. Выкинуть D5 D6 C7 C8. Будет около 9 вольт с небольшим

Я оба варианта испробую. Спасибо.

..А еще лучше, при указанном токе нагрузки, две пары комплементарных ключей с логическим управлением, в "соике"..

Увы, уже ничего менять не буду...

Могу и я заверить, что если случайно разок вписались, то на следующих экземплярах не впишитесь точно.
Даташитовские "2..4 вольта" нужно в Вашем случае читать: "не менее 4, а лучше 5-6".
Для таких применений нужны IRLR...

Даташитовские минимум 2, максимум 4 вольта при напряжении сток-исток 4В. Так и написано, таблица на стр.2.

Потому как V_GS(TH), который вы называете "порогом" нормируется при токе стока 250мкА. И сопротивление канала в открытом состоянии приведено при условии напряжения на затворе 10В. А если рассмотреть внимательно еще и графики, то можно заметить, что при напряжении V_DS=4,5В наблюдается насыщение в районе 3А.

Да, читал невнимательно Но.. Токи у меня явно более 250мкА.. А 3А это как раз то, что надо. Почти угадал...)

сопротивление канала при вашем питании 4,8В будет вовсе не 0,045Ом, а дай бог если до пары Ом хотя бы опустится. И вообще нужно выкинуть из головы эти рекламные слоганы про logic level MOSFET, а всегда смотреть реальные параметры транзисторов. Тщательнее нужно, тщательнее!

Провел измерения. Точность не гарантирую, но дает общее представление. Причем испытания проводил на заниженом питании, 4,12В. Итак, нагрузка 12 мА(332 Ом), падение напряжения на мосфете 2,1мВ, итого Rds = 0,175Ом. Нагрузка 811мкА(5,05кОм), падение напряжения 0,2мВ, итого Rds = 0,246 Ом.
На худой конец, так как все равно придется делать повышающий преобразователь, можно будет управление всех плечей перевести на повышенное напряжение.


P.S. А в общем, будет пример, как не надо проектировать устройства...

Сообщение отредактировал Savrik - Jul 18 2010, 03:55

[Dog Pawlowa]

P.S. А в общем, будет пример, как не надо проектировать устройства...

Защитных диодов в самом деле нет?
Тады да!

[Savrik]

Защитных диодов в самом деле нет?

Есть в самих мосфетах, а также далее по схеме - использую ЭДС, генерируемую двигателем, для определения количеста оборотов

[Dog Pawlowa]

Есть в самих мосфетах...

ну-ну...
Про ЭДС смайлик к месту

[Microwatt]

Даташитовские минимум 2, максимум 4 вольта при напряжении сток-исток 4В. Так и написано, таблица на стр.2.

P.S. А в общем, будет пример, как не надо проектировать устройства...

Товарищ не понимает.....
То, на что Вы ссылаетесь понимать нужно, не только читать.
А понимать следует: "некоторые транзисторы уже при 2 вольтах на затворе начинают открываться, потому не допускайте напряжения выше 1 вольта у закрытого транзистора. Но вот при 4 вольтах уже любой транзистор из коробки в 500 шт должен открыться, потому, старайтесь при открывании дать больше 4 вольт"
А еще более подробно РЕЗИДЕНТ дальше разжевал - уточните что такое "транзистор открыт" - смотрите графики насыщения при разных токах и напряжениях на затворе. И учтите, что это для большинства транзисторов из коробки, но не для всех график, потому, введите в схему гарантированный запас.

Сообщение отредактировал Microwatt - Jul 18 2010, 11:50

[Savrik]

Товарищ не понимает.....

Это Вы не понимаете или не хотите понять. Я, думаю, не ошибаюсь, когда считаю 4.8В больше 4В, и все транзисторы из партии должны открыться, иначе это брак. Не надо тут вилять.

Сообщение отредактировал Savrik - Jul 18 2010, 12:37

[тау]

Я, думаю, не ошибаюсь, когда считаю 4.8В больше 4В, и все транзисторы из партии должны открыться, иначе это брак. Не надо тут вилять.

Вы не ошибаетесь в первой половине своего высказывания, там где 4.8>4 .
А во второй половине делаете ложный вывод : "должны открыться". На самом деле самые "тупые" из большой партии обязаны просто приоткрыться с током более 250 мкА , а вот открыться "на всю катушку" с указанными миллиомами они обязаны только при Uds >=10V.

Иными словами Вы в соответствии со своей методой "забракуете" транзистор у которого при 4.8 В на затворе будет 2mA ток стока. Так как в Вашей схеме он не будет крутить мотор . На самом деле этот транзистор наверняка выполнит требования по миллиомам при указанных в даташите 10V затвор-исток.

[Microwatt]

Это Вы не понимаете или не хотите понять. Я, думаю, не ошибаюсь, когда считаю 4.8В больше 4В, и все транзисторы из партии должны открыться, иначе это брак. Не надо тут вилять.

Да чего ради и перед кем тут вилять? Вилять будете перед начальством, когда придется пояснить куда и почему нужно 500 плат выбросить.
Вам привели даташит. Резидент не поленился ткнуть в букварь, открыть на нужной странице.
Смотрите на рис 1. При напряжении на затворе 4.5 вольта и токе стока 3 ампера в среднем (это, обычно 90-95% выборка, но тут не указано) транзисторы имеют падение 0.3 вольта. Это 0.1 Ома, а не 45миллиом. Некоторые будут иметь еще больше и это вполне законно.
Т.е. транзистор на грани активной области. При 4 амперах все уже точно будут в активной области. Обычно, для ключевого режима управление выбирают с большим гарантированным уровнем на затворе. Об этом Вам и хотели сказать, подсказать...

[Savrik]

Иными словами Вы в соответствии со своей методой "забракуете" транзистор у которого при 4.8 В на затворе будет 2mA ток стока.

Почему же буду неправ? Смотрю Fig 1. даташита, Ugs=4.5В Vds=4.5В, транзистор должен уйти в насищение на уровне 3..4А. Если же будет 2мА, это явное несоответствие даташиту.. Иначе зачем тогда подавать эти данные? А вот по поводу сопротивления...

Да чего ради и перед кем тут вилять? Вилять будете перед начальством, когда придется пояснить куда и почему нужно 500 плат выбросить.

Я извинюсь перед Вами, вспылил.
Да Бог с ними, 0,1 или 0,045.. и даже 1 Ом устроит. До этого схема была на биполярных, а сопротивление одних проводов только около 2-х Ом.. А выбирал транзистор так: сопротивление-стоимость. Повезло конечно, что 3А при 4,5В.. Опять же, так как все равно переделывать управление, в случае чего проблем не составит все ключи перевести на повышенное.
Я, наверное, неправильно поступил ,не сказав, что изделие для себя, единичное.. Заработает - так и будет, дальше экспериментов проводить не буду)

[тау]

Почему же буду неправ? Смотрю Fig 1. даташита, Ugs=4.5В Vds=4.5В, транзистор должен уйти в насищение на уровне 3..4А. Если же будет 2мА, это явное несоответствие даташиту.. Иначе зачем тогда подавать эти данные?

Где Вы там видите насыщение ??? В районе 1-10 V сток-исток ток стока почти не меняется. Активный режим чистой воды.

Кривулина нарисована для "типичного" транзистора из большой выборки , т.е большинство транзисторов будут иметь похожую-близкую выходную характеристику, но не все. Посмотрите на фиг3. - тоже типичные характеристики, из нее следует что на морозе , с учетом тенденции снижения тока стока при низких затворных напряжениях, ваш транзистор даже "типичный" может не дать и 2 А , т.е не провернет двигатель.

Впрочем, для вашего единичного экземпляра, для хобби, может сойдет и предлагаемый Вами вариант прочтения даташита.