Проблема с UC3843, силовой ключ со стабилизацией тока на индуктивность Опции

[king2]

Делаю драйвер шагового двигателя ШД5.

Схемку прилагаю.


На входе PWM меандр 20кГц TTL, на входе IN меандр 1Гц, питание 24в, к разъему P1 подключена обмотка двигателя (одна).
Диод D1 - IN5820, и с ним все работает нормально и правильно (резистором регулируется ток в обмотке - это видно при попытке сдвинуть его с места, форма сигнала похожа, ШИМ работает, и так далее).

Диод этот служит для защиты полевика от выбросов обратной ЭДС, и защищает-таки (видно на осциллографе). И вот решил я его заменить на TVS диод 1.5KE-50A, и ток вдруг резко упал (как и момент на валу двигателя). Окей, воткнул его последовательно с предыдущим шоттки, и вот когда супрессор замыкаю (остается только диод) - ток возрастает (по осциллографу - раза в 2-3), мерял на резисторе R5.

Доктор, что я делаю не так? всю голову поломал...


Что пробовал:
- диод шоттки на базу транзистора, на всякий случай, от отрицаловки
- диод на 3 ногу микрухи, от того же

В процессе экспериментов эффект исчез, теперь ток всегда маленький.
Более внимательное изучение осциллограммы показало, что на ноге 3 присутствуют большие пики

- RC-фильтр на ноге 3, резистор пробовал 1 и 3 ком, кондер от 22p до 10n - пофигу. Вплоть до того, что сигнал превращается в пилу, но импульсы все равно есть.

Я так понимаю, как раз они и портят всю картину, вызывая отсечку по току.
Всю голову поломал, так и не понял. Может есть какие-то мысли по этому поводу?

[Microwatt]

Диод этот вовсе не защищает сток от выбросов напряжения, его назначение принципиально другое.
Не стоит наугад менять компоненты, если назначение их непонятно.

[Andr2I]

- RC-фильтр на ноге 3, резистор пробовал 1 и 3 ком, кондер от 22p до 10n - пофигу. Вплоть до того, что сигнал превращается в пилу, но импульсы все равно есть.

RC фильтр там нуже обязательно - 1K и 1Н (примерно). Если у Вас он с пульсациями не справляется, то вероятно виновата топология.
Вообще-то микруха не приспособлена для работы драйвером - у нее своя внутрення жизнь. Многое может зависеть от скважности импульсов по входу PWM - ограничение по току может не сравбатывать.

[Tanya]

Делаю драйвер шагового двигателя ШД5.
Схемку прилагаю.
Доктор, что я делаю не так? всю голову поломал...

Схемку сами сочиняли?
Вот когда транзистор выключен, что должен думать контроллер по поводу "отсутствия" тока, который он хочет измерять и сравнивать?

[king2]

Диод этот вовсе не защищает сток от выбросов напряжения, его назначение принципиально другое.
Не стоит наугад менять компоненты, если назначение их непонятно.

Может тогда напишете, зачем он нужен и как будет правильно?

RC фильтр там нуже обязательно - 1K и 1Н (примерно). Если у Вас он с пульсациями не справляется, то вероятно виновата топология.
Вообще-то микруха не приспособлена для работы драйвером - у нее своя внутрення жизнь. Многое может зависеть от скважности импульсов по входу PWM - ограничение по току может не сравбатывать.

Вот именно такой и ставил, выбросы остались.
По поводу внутренней жизни - она ж простая как три копейки, выход error amplifier не задействован, стало быть по фронту входа PWM включается, но превышению 1 вольта на ноге 3 выключается..

Скважность регулируемая, пробовал всякую, эффект стабилен.

Схемку сами сочиняли?
Вот когда транзистор выключен, что должен думать контроллер по поводу "отсутствия" тока, который он хочет измерять и сравнивать?

Сам.

Когда транзистор выключен, на R5 будет ноль (когда ток в обмотке закончится).
Но на самом деле как предполагалось, из-за индуктивности обмотки ток будет колебаться где-то около 1 вольта на ноге 3, то есть 1 ампер при верхнем положении переменного резистора..

Я уже и массу-питание толстыми мегапроводами подключал, и кондерами обвешивал..
На Vref напряжение нормальное, без помех.

Есть, правда, мнение, что осциллограф С1-112.. ээээ.. как бы подипломатичнее.. не является лучшим представителем своего рода и поэтому показывает чушь, так что через пару дней попробую на другом. Но, с другой стороны, если бы там действительно был 1 ампер в верхнем положении переменника, то движок было бы трудно прокрутить.

[Tanya]

Сам.
Когда транзистор выключен, на R5 будет ноль (когда ток в обмотке закончится).
Но на самом деле как предполагалось, из-за индуктивности обмотки ток будет колебаться где-то около 1 вольта на ноге 3, то есть 1 ампер при верхнем положении переменного резистора..

Вот и досочинялись...
Когда транзистор выключен, ток будет течь через диод. Тот самый диод преткновения. Или.. отпущения.
Посмотрели бы лучше, как устроены нормальные драйверы шаговых двигателей внутри...
Стандартные.
Или просто их купили.
Allegro, TI, .... много разных есть.

[king2]

Вот и досочинялись...
Когда транзистор выключен, ток будет течь через диод. Тот самый диод преткновения. Или.. отпущения.
Посмотрели бы лучше, как устроены нормальные драйверы шаговых двигателей внутри...
Стандартные.
Или просто их купили.
Allegro, TI, .... много разных есть.

Эээээ... давайте определимся, о каком токе идет речь?
Если о токе, причиной которого является блок питания, то-таки нет, некуда ему течь, когда транзистор закрыт.
Если о токе, возбуждающем в обмотке при отключении транзистора ЭДС, то эта ЭДС должна гаситься через диод.
Замена его на супрессор позволяет тратить энергию из обмотки не всю, а только опасную для полевика Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). В данном случае при закрывании полевика ток продолжает течь (индуктивность, как-никак). Возбуждает в полном соответствии с физикой ЭДС, равную величине тока умножить на сопротивление. Которое при закрытии полевика будет что-то около бесконечности, (если мы берем идеальный сферический полевик в вакууме), то есть дофига. Вот все, что больше предельного напряжения на полевике минус напряжение питания (относительно него же напряжение возникает) - мы гасим супрессором, а все, что меньше, пусть себе течет. Это как бы логика такая была, вроде все верно, нет разве?

На драйверы смотрел, даже внимательно смотрел, везде, сволочи, диоды ставят. Иногда с целью, мною вышеописанной, стабилитроны последовательно с диодами. Ну а я вот решил супрессор поставить, вроде он должен работать, судя по его описанию.

Но даже не то интересно, почему ток возрастает, как то, откуда пик берется при ВКЛЮЧЕНИИ полевика и как от него избавиться.

[Tanya]

Эээээ... давайте определимся, о каком токе идет речь?
Если о токе, причиной которого является блок питания, то-таки нет, некуда ему течь, когда транзистор закрыт.
Если о токе, возбуждающем в обмотке при отключении транзистора ЭДС, то эта ЭДС должна гаситься через диод.

Не увиливайте. Микросхема должна непрерывно отслеживать ток, думать и принимать решение, а Вы ей не даете это делать.

[rezident]

Это как бы логика такая была, вроде все верно, нет разве?
...
Но даже не то интересно, почему ток возрастает, как то, откуда пик берется при ВКЛЮЧЕНИИ полевика и как от него избавиться.

Двигатели чаще всего машины обратимые, то бишь двигатель может как преобразовывать электрический ток в механический момент, так и механический момент в электрический ток. Инерция ротора, продолжающего вращаться, генерирует ЭДС, а не только/не столько прерывание тока в индуктивности обмотки.

[Microwatt]

Эээээ... давайте определимся, о каком токе идет речь?
Если о токе, причиной которого является блок питания, то-таки нет, некуда ему течь, когда транзистор закрыт.
Если о токе, возбуждающем в обмотке при отключении транзистора ЭДС, то эта ЭДС должна гаситься через диод.
Замена его на супрессор позволяет тратить энергию из обмотки не всю, а только опасную для полевика Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). В данном случае при закрывании полевика ток продолжает течь (индуктивность, как-никак). Возбуждает в полном соответствии с физикой ЭДС, равную величине тока умножить на сопротивление. Которое при закрытии полевика будет что-то около бесконечности, (если мы берем идеальный сферический полевик в вакууме), то есть дофига.

Не, давайте без дофига и сферических копыт.
Элементарный понижающий стабилизатор. Только короткозамкнут (стабилизатор тока) и роль индуктивности играют обмотки двигателя.
Закачали в двигатель ампер, выключили ключ, а куда энергия (LI^2)/2 должна деваться? Вовсе не рассеиваться в наугад поставленном сапрессоре.
Ток должен продолжать течь в обмотке , замыкаясь через диод. С минимальным сопротивлением, желательно. На коллекторе (стоке) будет добавка напряжения не более прямого падения на диоде.
Да, верно, физика, ЭДС, сопротивление, но не то сопротивление. Сопротивление открывающегося диода нужно брать.
Переверните рисунок и попробуйте увидеть в схеме степдаун (чоппер, понижающий стабилизатор).
И Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). лучше сразу привыкать 0.7, в крайнем случае - 0.8. Коэффициент 0.9 - попы и студенты применяют.
Алгоритмов измерения тока я не касаюсь.
Но, если уж стоит 3843, то зачем еще какой-то убогий PWM? Она сама себе законченный ШИМ и регулятор. Опять трудоустроить МК нужно?

[domowoj]

Никто не запретит ТС подать внешний ШИМ на все драйвера,
только размах его д.б. уровня питания 384х,
а МК пусть руководит оборотами и реверсом ШД.

Тлько вот подача одного Герца на вход не понятна.

[Tanya]

Тлько вот подача одного Герца на вход не понятна.

Это специально, чтобы никто не догадался. А я вот попробую. Автор хотел рукой пощупать.

[Wise]

..Сказать, что компаратор "непрерывно принимает решения", вероятно, можно. Но, я бы не сказал..
Или это будет уже не компаратор..

[king2]

Не увиливайте. Микросхема должна непрерывно отслеживать ток, думать и принимать решение, а Вы ей не даете это делать.

Татьяна, ну посмотрите же уже структурную схему этого чипа!
Микросхема не думает, у микросхемы внутри из основного функционала операционники и триггер, когда нет тока и на входе 3 ноль (или около того). Если при этом на ноге 2 напряжение больше 2.5 вольт, то при напряжении на ноге 3 меньше одного вольта она включит транзистор по следующему фронту ШИМ, если меньше 2.5 вольт - не включит, вот и все. Эт штатный режим работы микрохемы, описанный в даташите на нее.

Двигатели чаще всего машины обратимые, то бишь двигатель может как преобразовывать электрический ток в механический момент, так и механический момент в электрический ток. Инерция ротора, продолжающего вращаться, генерирует ЭДС, а не только/не столько прерывание тока в индуктивности обмотки.

И это было бы так, если бы двигатель вращался. Но у него сейчас (при отладке одного канала на макетке) подключена только одна обмотка из шести, и он не крутится, так что тут должно быть что-то другое.

[Wise]

..тут должно быть что-то другое.

..Может, за 0,5 секунды ток в обмотке не успевает упасть до нуля..?

[king2]

Не, давайте без дофига и сферических копыт.
Элементарный понижающий стабилизатор. Только короткозамкнут (стабилизатор тока) и роль индуктивности играют обмотки двигателя.
Закачали в двигатель ампер, выключили ключ, а куда энергия (LI^2)/2 должна деваться? Вовсе не рассеиваться в наугад поставленном сапрессоре.
Ток должен продолжать течь в обмотке , замыкаясь через диод. С минимальным сопротивлением, желательно. На коллекторе (стоке) будет добавка напряжения не более прямого падения на диоде.
Да, верно, физика, ЭДС, сопротивление, но не то сопротивление. Сопротивление открывающегося диода нужно брать.
Переверните рисунок и попробуйте увидеть в схеме степдаун (чоппер, понижающий стабилизатор).
И Ubr = 0.9*(Umosfet-HV). лучше сразу привыкать 0.7, в крайнем случае - 0.8. Коэффициент 0.9 - попы и студенты применяют.
Алгоритмов измерения тока я не касаюсь.
Но, если уж стоит 3843, то зачем еще какой-то убогий PWM? Она сама себе законченный ШИМ и регулятор. Опять трудоустроить МК нужно?

По форме изложения - окей, извиняюсь

По току - да, я так и написал. Закачали в двигатель ампер, отключились, ток продолжает течь. При этом:
- если стоит диод шоттки, то он замыкается через диод
- если стоит супрессор, то он замыкается через супрессор, но только тогда, когда напряжение относительно HV достигнет напряжения пробоя супрессора. При этом на стоке будет напряжение не большее, чем напряжение питания (относительно него же обмотка подключена) плюс напряжение пробоя супрессора. То есть в данном случае супрессор просто работает как диод с большим напряжением открытия. Пока не открыт диод (шоттки или снаббер, неважно), напряжение растет, потому что сопротивление стремится к бесконечности. Как только напряжение достигает напряжения открытия диода (0.7 вольта в случае шоттки, или 100 вольт в случае супрессора), ток начинает замыкаться через диод (или супрессор). То есть качественных отличий быть не должно, только количественные. Видимо, качественные увидеть мне не дает недостаточные знания в этой области, если кто-то может помочь и объяснить, что же происходит, и в чем разница - буду благодарен.

На тему запаса по напряжению - у меня оно даже меньше, чем 0.6 - (100+24).200=0.62. Все равно не работает.

Вызывает вопрос утверждение, что диод должен быть с нимимальным сопротивлением. Это нужно зачем-то еще, кроме минимизации выделяющейся на диоде мощности?

Никто не запретит ТС подать внешний ШИМ на все драйвера,
только размах его д.б. уровня питания 384х,
а МК пусть руководит оборотами и реверсом ШД.

Тлько вот подача одного Герца на вход не понятна.

Нет, размех его должен быть TTL, в даташите на микросхему и по ее структурной схеме видно, что нога 4 штатно включается RC-цепочкой от внутреннего стабилизатора на 5 вольт, а нога 3 работает как компаратор с другим входом, подключенным к 2.5 - то есть опять же TTL должно хватать.

Подача одного герца - это просто тест, сейчас подключена только одна обмотка, двигатель не крутится, то есть идеальные условия, чтобы смотреть сигналы. Потом, конечно, МК будет как раз генерировать ШИМ разной скважности, управлять каналами, обеспечивать трансляцию DIR-STEP-ENABLE в импульсы для обмоток (У ШД5 нетрадиционная схема включения обмоток), плюс какие-то минимальные функции по программированию алгоритма переключения каналов (12-123 или 123-1234). Так что микроконтроллер в данном случае не просто попытка пристроить чип, а вполне осознанное решение.

..Может, за 0,5 секунды ток в обмотке не успевает упасть до нуля..?

Да вроде как успевает, если верить осциллографу. тут фишка-как раз в том, что включаем транзистор, идет пик тока (большой!!), после чего его плавное нарастание от нуля до какой-то величины (кстати, весьма медленное, и явно не до одного вольта). То есть там даже ампера не получается при 20кГц ШИМ.

[Wise]

..Во флаях есть характерный короткий пик тока (на токовом датчике) при включении ключа. Гасится той-самой RC-цепочкой, правильно подобранной, чтобы не интегрировала весь период..

..Кажется, происхождение этого пика связано с перезарядом емкости обмотки, что ли.. не помню точно, но, какой-то коммутируемой (попутно ) емкости. Там, просто, ставишь цепочку и больше не думаешь про это..

..А токовая пила, вообще, есть на датчике? Ну, то есть, по формуле
(U/L)*t = I,
когда ключ открыт.

..Ну, а когда ключ закрыт, формула та же, только, вместо U - напряжение вашего супрессора.. и обязан ток упасть до нуля, до последующего включения ключа. Или будет режим с нарастающим током (постоянная составляющая, от периода к периоду).. но, чип должен его запретить, вроде, то есть, пропуски целых пачек тактовых периодов. С иголочками на время срабатывания компаратора.
Так, наверное, как-то..

..Итого, получается, если индуктивность большая и за 25 uS (если меандр) приращение тока совсем мало, с супрессором тем более никакого тока не будет, потому что, насколько вырастет ток за открытое время ключа - настолько и упадет, за время закрытое. Упадет с гарантией, поскольку, напряжение супрессора выше напряжения питания, а времена равны.
А вот если поставить просто диод, тогда, за полсекунды, ток сможет до чего-то дорасти.. Так как, напряжение на открытом диоде сильно меньше напряжения питания, и спад тока гораздо более пологий, чем нарастание (в каждом ШИМ-периоде).
Может быть, у вас такой случай..?

Сообщение отредактировал Wise - Feb 3 2011, 07:24

[king2]

..Во флаях есть характерный короткий пик тока (на токовом датчике) при включении ключа. Гасится той-самой RC-цепочкой, правильно подобранной, чтобы не интегрировала весь период..

..Кажется, происхождение этого пика связано с перезарядом емкости обмотки, что ли.. не помню точно, но, какой-то коммутируемой (попутно ) емкости. Там, просто, ставишь цепочку и больше не думаешь про это..

..А токовая пила, вообще, есть на датчике? Ну, то есть, по формуле
(U/L)*t = I,
когда ключ открыт.

..Ну, а когда ключ закрыт, формула та же, только, вместо U - напряжение вашего супрессора.. и обязан ток упасть до нуля, до последующего включения ключа. Или будет режим с нарастающим током (постоянная составляющая, от периода к периоду).. но, чип должен его запретить, вроде, то есть, пропуски целых пачек тактовых периодов. С иголочками на время срабатывания компаратора.
Так, наверное, как-то..

RC-цепочку я пробовал с номиналами до 3.3к и до 2n - да, оно сглаживает пики на входе чипа, если стоит супрессор, то и пики и сам сигнал меньше по амплитуде, если стоит диод - то амплитуда, как и ток в обмотке, возрастает до номинального значения. Соотношение пиков и сигнала постоянное, то когда стоит супрессор, то И сигнал, И пики меньше.

Токовая пила есть, с этим все нормально. Так как диод стоит последовательно с супрессором, в режиме накачки супрессор шунтировать собой обмотку не может..

По поводу работы чипа - да, так оно и есть. Сначала ток вырастает до какого-то значения, в следующий период чуть больше, и так до насыщения (до того момента, когда оно начинает обрубать ток уже само.

Проблема ровно одна - когда обмотка шунтируется при отключении полевика диодом и супрессором последовательно, ток маленький, когда только диодом - нормальный.

Как объяснить????

Еще пробовал менять обмотку просто на лампочку (убирал индуктивность). Как и предполагалось, вместо продолжительных сигналов получаются только пики, то их адплитуда уже не зависит от того, замкнут супрессор или нет.

То есть получается, что если мы даем нарастать напряжению на обмотке при ее отключении - это вызывает снижение порога срабатывания ограничителя тока.

Ничччего не понимаю! (с) мультик

[Wise]

..То есть получается, что если мы даем нарастать напряжению на обмотке при ее отключении - это вызывает снижение порога срабатывания ограничителя тока.

Ничччего не понимаю! (с) мультик

..Я тоже, чЁ-то, перестал понимать..
Порог, по тому входу, что вы используете, как известно, 1 вольт, или, 1 ампер, при токовом датчике в 1 Ом.
Куда он может измениться..

..А вот увеличивая напряжение, "при обратном ходе", на обмотке, допустим, плавно, некоей волшебной ручкой, вы уменьшаете "элементарное"
приращение тока за ШИМ-период. Потому что спадать ток начинает больше (круче). Все по той простейшей формуле..
И при некотором напряжении и скважности, приращение станет нулевым или даже отрицательным (если было до этого положительным и току есть куда понижаться)..
То есть, получается, если у нас большая индуктивность, настолько, что приращения тока за период ШИМа вполне малы, влиять на элементарное итоговое приращение тока за период, можно как скважностью, так и напряжением на этом самом открытом диоде.

..Это кажется довольно очевидным..
Во-всяком случае, можно промоделировать в Микрокапе, что ли..

Сообщение отредактировал Wise - Feb 3 2011, 07:54

[king2]

..Я тоже, чЁ-то, перестал понимать..
Порог, по тому входу, что вы используете, как известно, 1 вольт, или, 1 ампер, при токовом датчике в 1 Ом.
Куда он может измениться..

..А вот увеличивая напряжение, "при обратном ходе", на обмотке, допустим, плавно, некоей волшебной ручкой, вы уменьшаете "элементарное"
приращение тока за ШИМ-период. Потому что спадать ток начинает больше (круче). Все по той простейшей формуле..
И при некотором напряжении и скважности, приращение станет нулевым или даже отрицательным (если было до этого положительным и току есть куда понижаться)..
То есть, получается, влиять на элементарное итоговое приращение тока за период, можно как скважностью, так и напряжением на этом самом открытом диоде.

..Это кажется довольно очевидным..
Во-всяком случае, можно промоделировать в Микрокапе, что ли..

Примерно понял.
Однако вот здесь на рисунке 25 и в описании рядом используется стабилитрон для цели повышения напряжения ограничения. Люди довольно подробно все описали, полагаю, разбираются в вопросе.

Все врут? (с) доктор Хаус

[Wise]

Все врут? (с) доктор Хаус

..А в чем противоречие?
Там же прямо подписано: ..пример реализации быстрого спада тока.
Быстрый спад достигается повышением напряжения.
О чем я вам толкую.. не будучи специалистом по применению шаговых двигателей.. из самых общих соображений.

..Да и ближайшие к этому рисунку островки текста, сколько успел заметить, все про то же..

..Еще раз:
вот эта формула, (U/L)*t = I, справедлива, как для нарастания, так и для спада тока, какая разница. Ну, может, знак надо на минус изменить..
Что у нас там есть, чтобы повлиять на ток, когда индуктивность задана? Напряжение и время..

..Что ли, возьмите какие-то конкретные цифры напряжения рабочего, напряжения обратного, индуктивности, периода и скважности и прямо посчитайте, как ток вырастет, когда ключ открыт и насколько упадет, когда закрыт. Каков итог за период.
Потом, увеличьте обратное напряжение и снова вычислите..

Сообщение отредактировал Wise - Feb 3 2011, 08:29

[stells]

Доктор, что я делаю не так? всю голову поломал...

а вот гляньте тему, это не один и тот же эффект?:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...59615&st=15

[Microwatt]

Хорошо бы понять что тут нужно получить вообще?
Плавное ШИМ-регулирование тока в обмотке с высоким КПД или единичный импульс тока с возможно более крутым спадом при выключении, любой ценой, не взирая на потери мощности?
Пока это не сформулировано достаточно четко - обсуждать подробности бесполезно.
Я исхожу из плавного регулирования. Стартер, похоже, пытается переделать двигатель в реле с коротким временем отпускания.

[Tanya]

Стартер, похоже, пытается переделать двигатель в реле с коротким временем отпускания.

Да, похоже. Только это реле у него будет часто-часто щелкать. А где будет рассеиваться энергия при выключениях, автор подумал?

[Microwatt]

А где будет рассеиваться энергия при выключениях, автор подумал?

Похоже, только об этом и думает. Как бы побольше бесполезно энергии рассеять.О двигателе он уже забыл.
Часто истинная проблема подменяется совершенно сторонними заботами. Это от непонимания главной цели или от нежелания ее сформулировать.

[halfdoom]

тут фишка-как раз в том, что включаем транзистор, идет пик тока (большой!!), после чего его плавное нарастание от нуля до какой-то величины (кстати, весьма медленное, и явно не до одного вольта). То есть там даже ампера не получается при 20кГц ШИМ.

А вы посмотрите на собственную емкость примененного саппрессора, при включении транзистора она заряжается до напряжения питания, что и вызывает кратковременный всплеск тока.

[Microwatt]

Короткий пик тока при включении ключа наблюдается практически во всех схемах импульсных стабилизаторов.
Здесь причин две:
- паразитная параллельная емкость обмотки (дросселя, трансформатора)
-собственная паразитная емкость сток-исток ключа.
Последнее сказывается намного сильнее, чем можно ожидать, глядя на даташитовские 100-200пФ.
Если этот пичок превосходит амплитудное значение рабочего тока, его подавляют небольшой емкостью на 3-й ноге 38ХХ. Обычно, хватает 50-250пФ при сопротивлении резистора с 3 ноги на датчик 500-1000 ом. На высоких частотах и паразитной емкости монтажа бывает достаточно. Увлекаться этой емкостью нельзя, она замедляет аварийное отключение по току в режиме кз.
Включать датчик тока непосредственно на 3-ю ногу, как показано в стартовом посте, конечно же нельзя. Это выжечь вход токового компаратора 38ХХ при броске тока.

[king2]

Хорошо бы понять что тут нужно получить вообще?
Плавное ШИМ-регулирование тока в обмотке с высоким КПД или единичный импульс тока с возможно более крутым спадом при выключении, любой ценой, не взирая на потери мощности?
Пока это не сформулировано достаточно четко - обсуждать подробности бесполезно.
Я исхожу из плавного регулирования. Стартер, похоже, пытается переделать двигатель в реле с коротким временем отпускания.

КПД не очень волнует, цель - получить высокий момент на двигателе.
Я читал, что если коротить обмотку диодом на обратном ходе, то момент падает, если стабилитроном - увеличивается. К сожалению, я не силен в физике процессов, происходящих при этом (особенно в магнитной части).

Да, похоже. Только это реле у него будет часто-часто щелкать. А где будет рассеиваться энергия при выключениях, автор подумал?

Вот как я читал, если ставить диод - то вся в диод и уйдет, если стабилитрон (супрессор - частный слуай) - то часть в супрессор, часть в работу двигателя (посредством волшебного преобразования электричества в магнетизм ).

А вы посмотрите на собственную емкость примененного саппрессора, при включении транзистора она заряжается до напряжения питания, что и вызывает кратковременный всплеск тока.

Мощный ход!
Искреннее спасибо, в будущем буду обращать внимание на такие ньюансы.
Но, к сожалению, в этом случае не подходит - последовательно с супрессором включен диод, так что на прямом ходу через супрессор ток не течет..

Включать датчик тока непосредственно на 3-ю ногу, как показано в стартовом посте, конечно же нельзя. Это выжечь вход токового компаратора 38ХХ при броске тока.

Ну это же макетка, показано было текущее положение дел, от которого отталкивался. В рабочем варианте, конечно же, будут и блокировочные кондеры по питанию, и RC-цепочка на 3 ногу, и подстроечника не будет.

Завтра померяю время нарастания и спада тока при разных сочетаниях. Есть у меня предположение, что диод надо ставить через полевик, чтобы он был включен только когда включен канал, а в остальное время его размыкать (и останется только супрессор). Тогда получится и рыбку сьесть и момент на движке не потерять. Прав ли я?

[rezident]

Есть у меня предположение, что диод надо ставить через полевик, чтобы он был включен только когда включен канал, а в остальное время его размыкать (и останется только супрессор).

Не совсем понял схему включения, но хочу напомнить два нюанса. 1) в MOSFET уже имеется свой собственный "паразитный" диод (body-diode) между Sourse и Drain. 2) полевик - симметричный в отношении протекания тока элемент, т.е. через открытый канал полевика ток может протекать в обе стороны.

[gumet]

Может быть рассмотрение картинки наведёт на мысль?

[Andr2I]

Проблема ровно одна - когда обмотка шунтируется при отключении полевика диодом и супрессором последовательно, ток маленький, когда только диодом - нормальный.

А как Вы измеряете ток? Вообще если стоит диод, то при отключении транзистора ток в индуктивности падает медленнее, чем с супрессором. Возможно он не падает до нуля к началу следующего цикла. Если включена лампа накаливания, то у Вас на токоизмерительном резисторе достигается 1В или нет?

[Microwatt]

КПД не очень волнует, цель - получить высокий момент на двигателе.
Я читал, что если коротить обмотку диодом на обратном ходе, то момент падает, если стабилитроном - увеличивается. К сожалению, я не силен в физике процессов, происходящих при этом (особенно в магнитной части).


Вот как я читал, если ставить диод - то вся в диод и уйдет, если стабилитрон (супрессор - частный слуай) - то часть в супрессор, часть в работу двигателя (посредством волшебного преобразования электричества в магнетизм ).

Где читали? Момент электродвигателя только от тока в обмотке зависит. При прочих равных условиях. Момент двигателя - взаимодействие магнитных полей. А они там появляются только от тока в обмотках.
Пытаясь, непонятно зачем, побыстрее убрать ток из обмотки Вы момент не увеличите. Вы добились только потери работоспособности вообще. Прежде, чем что-то наугад дорабатывать, хорошо бы понять для чего это делается и что оно даст в принципе. И обязательно разобраться как оно до улучшений работало.
Боюсь, что даже назначение ШИМ в этом устройстве Вы не совсем ясно представляете. Для чего это вообще тут нужно? Можете сформулировать?
Убирайте этот сапрессор подальше и ищите снятый диод. В схеме работы кроме этого места полно.

[king2]

Где читали? Момент электродвигателя только от тока в обмотке зависит. При прочих равных условиях. Момент двигателя - взаимодействие магнитных полей. А они там появляются только от тока в обмотках.
Пытаясь, непонятно зачем, побыстрее убрать ток из обмотки Вы момент не увеличите. Вы добились только потери работоспособности вообще. Прежде, чем что-то наугад дорабатывать, хорошо бы понять для чего это делается и что оно даст в принципе. И обязательно разобраться как оно до улучшений работало.
Боюсь, что даже назначение ШИМ в этом устройстве Вы не совсем ясно представляете. Для чего это вообще тут нужно? Можете сформулировать?
Убирайте этот сапрессор подальше и ищите снятый диод. В схеме работы кроме этого места полно.

По многочисленным форумам. Меня поразило то, что много кто предлагал супрессор вместо стабилитрона, но никто не писал о том, что попробовал это сам. Однако, положительные отзывы о применении стабилитронов последовательно с диодами были (особенно на высоких скоростях). полагаю, что это из-за того как раз, что при большой частоте ток не спадает достаточно быстро, и все еще создаваемое им магинтное поле "тянет" движок обратно (а он уже эту позицию проскочил).

Я и решил попробовать такой вариант, но только с супрессором. До недавнего времени я предполагал, что диод нужен только для того, чтобы защитить полевик от пробоя обратной ЭДС. Однако, сейчас увидел (и вы все пишете, что все правильно!), что не только, а и еще, чтобы не дать спадать току между импульсами ШИМ.

Я вот только не думал, что эффект будет НАСТОЛЬКО выражен (на порядок ток уменьшается, если не больше). Как же тогда это решение используют в двигателях??

ШИМ нужен, чтобы за счет бОльшего напряжения питания сделать резкий фронт сигнала (быстрое нарастание тока в обмотке), не спалив двигатель (потому что если не щелкать полквиком туда-сюда, движок-таки сгорит). Ну, и за счет того, что у нас есть удобно подвернувшаяся индуктивность обмотки, мы можем надеяться, что за то время, пока мы полевик отключали, ток не спадет до нуля, а изменится несущественно. Как-то так..

В принципе, можно было бы забить на этот эффект, поставить диоды и все бы работало, но мне стало интересно разобраться, а почему оно так... вот и закопался.

[Tanya]

Я вот только не думал, что эффект будет НАСТОЛЬКО выражен (на порядок ток уменьшается, если не больше). Как же тогда это решение используют в двигателях??

ШИМ нужен, чтобы за счет бОльшего напряжения питания сделать резкий фронт сигнала (быстрое нарастание тока в обмотке), не спалив двигатель (потому что если не щелкать полквиком туда-сюда, движок-таки сгорит). Ну, и за счет того, что у нас есть удобно подвернувшаяся индуктивность обмотки, мы можем надеяться, что за то время, пока мы полевик отключали, ток не спадет до нуля, а изменится несущественно. Как-то так..

О! Вы уже приближаетесь... А теперь подумайте. Как Вы правильно заметили, для шагания с большой скоростью без потери момента нужно увеличивать напряжение питания, чтобы за некоторое время достичь некоторого же тока в обмотке. А имеет ли смысл ставить стабилитрон (или его имитацию) с напряжением больше, чем первое? Ведь его роль - источник питания обратной полярности.
Они должны быть одного порядка... А если вспомнить о сопротивлении обмотки, то строго меньше...
А энергию посчитать очень полезно... Если Вы (вроде бы писали) не умеете, то это большой минус... Или плюс с точки зрения Глобального Потепления, в служении которому Вас легко заподозрить.
P.S. Если взять "нормальный" биполярный двигатель, то можно даже не думать про все это. А использовать стандартные драйверы.

[king2]

О! Вы уже приближаетесь... А теперь подумайте. Как Вы правильно заметили, для шагания с большой скоростью без потери момента нужно увеличивать напряжение питания, чтобы за некоторое время достичь некоторого же тока в обмотке. А имеет ли смысл ставить стабилитрон (или его имитацию) с напряжением больше, чем первое? Ведь его роль - источник питания обратной полярности.
Они должны быть одного порядка... А если вспомнить о сопротивлении обмотки, то строго меньше...
А энергию посчитать очень полезно... Если Вы (вроде бы писали) не умеете, то это большой минус... Или плюс с точки зрения Глобального Потепления, в служении которому Вас легко заподозрить.
P.S. Если взять "нормальный" биполярный двигатель, то можно даже не думать про все это. А использовать стандартные драйверы.

Хорошо, давайте углубимся в физику процесса.

Полевик включен, по катушке течет ток по пути HV -> обмотка -> полевик -> резистор -> земля. Электрончики внутри катушки бегут, стало быть, в обратном направлении, от земли в HV. Диод как бы не существует.

Предположим для простоты, что двигатель не вращается, и энергия вернется к нам почти вся обратно. Полевик закрылся. Ток продолжает течь, вызывая дефицит электрончиков на выводе обмотки, связанной с полевиком и положительный потенциал там же. Если мы оставим все как есть, без диода, то рано или поздно напряжение на катушке достигнет такого значение, что электирическое поле "вернет" электрончики обратно. То есть разность потенциалов будет возрастать очень быстро и до огромных величин, эта же разность потенциалов создаст нам электрическое поле, которое будет препятствовать движению электрончиков по катушке, ток быстро спадет, а затем может даже за счет емкости проводов и немного "отыграет" обратно.

Если же мы замкнем катушку через диод, то недостаток электрончиков в нижней части обмотки будет компенсироваться из ее верхней части через диод, и ток будет продолжать течь.

Стало быть, нам надо:
- пока идут импульсы ШИМ, замыкать катушку через диод (с рабочим током, равным рабочему току катушки), чтобы ток нарастал быстро
- когда импульсы ШИМ закончились (нам эта катушка больше не нужна), мы должны наоборот, убрать диод, чтобы ток в ней сдох как можно быстрее, не мешался и не тянул ротор обратно (заменив диод на супрессор, чтобы не погорел полевик).

Все правильно?

[Tanya]

Стало быть, нам надо:
- пока идут импульсы ШИМ, замыкать катушку через диод (с рабочим током, равным рабочему току катушки), чтобы ток нарастал быстро
- когда импульсы ШИМ закончились (нам эта катушка больше не нужна), мы должны наоборот, убрать диод, чтобы ток в ней сдох как можно быстрее, не мешался и не тянул ротор обратно (заменив диод на супрессор, чтобы не погорел полевик).
Все правильно?

Да. Только нужно учесть, что почти вся энергия (надо закладываться на всю), запасенная в катушке (обмотке) выделится в виде тепла в супрессоре.
И так будет на каждом шаге. Чем выше частота, тем больше... Хотите поставить еще ключик... оптический?

[king2]

Да. Только нужно учесть, что почти вся энергия (надо закладываться на всю), запасенная в катушке (обмотке) выделится в виде тепла в супрессоре.
И так будет на каждом шаге. Чем выше частота, тем больше... Хотите поставить еще ключик... оптический?

Да, это понятно (по поводу энергии). Супрессоры 1.5KE вроде тянут.
Ну, видимо либо MOSFET с опторазвязкой спецоптронами по гейту, либо вообще забить на это дело и делать просто на диодах.
Скорее второе, именно потому что это проект под определенный станок, на котором слишком быстро крутить движки не надо (поле маленькое, скорость обработки низкая).

Спасибо всем ОГРОМНОЕ за помощь!

[Microwatt]

По многочисленным форумам. Меня поразило то, что много кто предлагал супрессор вместо стабилитрона, но никто не писал о том, что попробовал это сам.

ШИМ нужен, чтобы за счет бОльшего напряжения питания сделать резкий фронт сигнала (быстрое нарастание тока в обмотке), не спалив двигатель (потому что если не щелкать полквиком туда-сюда, движок-таки сгорит). Ну, и за счет того, что у нас есть удобно подвернувшаяся индуктивность обмотки, мы можем надеяться, что за то время, пока мы полевик отключали, ток не спадет до нуля, а изменится несущественно. Как-то так..

Вот если Вы понимаете то, что написали в последнем абзаце, то откуда сама проблема взялась?
Как говорят в Одессе, "теперь слушайте меня сюда!".
ШИМ, обычно, нужен чтобы удерживать в обмотке заданное по паспорту двигателя значение тока обмотки, независимо от напряжения источника питания и длительности включения. Диод стоит там именно для того, чтобы ток в обмотке не спадал заметно, был непрерывным, усреднялся.
Вводя стабилитрон, Вы нарушаете непонятно зачем нормальный режим работы двигателя. Отвлеченные рассуждения об электрончиках станут намного понятнее, если разберете работу понижающего стабилизатора по скелетной схеме.
По сути, этот драйвер двигателя и есть понижающий напряжение стабилизатор, только понижает он его не до фиксированой величины, а до той, при которой достигается заданный ток в нагрузке. Токовый режим стабилизации.
И вообще-то, измерять нужно ток в обмотке двигателя, а не ток ключа, как нарисовано в схеме. Эти величины принципиально разные.
Вот и все.

[king2]

Вот если Вы понимаете то, что написали в последнем абзаце, то откуда сама проблема взялась?
Как говорят в Одессе, "теперь слушайте меня сюда!".
ШИМ, обычно, нужен чтобы удерживать в обмотке заданное по паспорту двигателя значение тока обмотки, независимо от напряжения источника питания и длительности включения. Диод стоит там именно для того, чтобы ток в обмотке не спадал заметно, был непрерывным, усреднялся.
Вводя стабилитрон, Вы нарушаете непонятно зачем нормальный режим работы двигателя. Отвлеченные рассуждения об электрончиках станут намного понятнее, если разберете работу понижающего стабилизатора по скелетной схеме.
По сути, этот драйвер двигателя и есть понижающий напряжение стабилизатор, только понижает он его не до фиксированой величины, а до той, при которой достигается заданный ток в нагрузке. Токовый режим стабилизации.
И вообще-то, измерять нужно ток в обмотке двигателя, а не ток ключа, как нарисовано в схеме. Эти величины принципиально разные.
Вот и все.

Понимал то, что написано в последнем абзаце, я давно (в конце концов, эти азы написаны в любом даташите). Не понимал только одного - что если катушку не замкнуть саму на себя после отключения питания - ток течь перестает настолько быстро, что это становится критичным. Спасибо форумчанам, теперь дошло (гугл погубит этот мир, он отучает думать, всем спасибо не только за помощь по проблеме, но и за то, что теперь буду вдумываться глубже и, надеюсь, самостоятельно, вместо того, чтобы искать ответы).

Проблему подогрело еще и отсутствие нормального осциллографа, вчера притащили какой-то цифровой двухлучевой uni-t на 25 мгц, совсем другое дело (и синхронизация в нем нормально работает, и сигнал четко видно). Все промерил, все увидел, в том числе и те пики, которых не видел на аналоговом, и не увидел тех, что были артефактами ЭЛТ. Стало намного понятнее. Мерял, конечно, и на токосъемном резисторе и на резисторе, включенном последовательно в цепь.

Увидел, что без диода ток не успевает нарастать, с диодом спадает настолько медленно, что при частоте на обмотке 100Гц "болтается" где-то между 2 и 3 амперами, что явно не айс.

В итоге было принято решение реализовать схему из какого-то диплома про ШД5 в упрощенном виде (без генерации трапеции), заодно там не только обеспечивается быстрое нарастание и спад тока, но и рекуперация.


Думаю применить драйвер IR2110, подключить его к верхнему и нижнему плечам, транзистор VT2 подключается ко входу UC3843 (нога 2 или 1, зависит от полярности) и открыт всегда, когда мы хотим питать фазу, транзистор VT1 - выход ШИМ с UC3843 через IR2110 (потому что 3843 сама не умеет верхнее плечо управлять).

Тогда в процессе ШИМ противоЭДС будет замыкаться по цепочке D1-обмотка-VT2-R1, и ток будет продолжать течь, а когда фаза нам уже не нужна, мы выключаем оба транзистора, и обмотка замыкается по пути D1-обмотка-D2 на высокое напряжение, и ток быстро спадает.

Все правильно?

[Microwatt]

Да, спадание тока в косомостовой схеме будет быстрее, в полном мосте - еще быстрее. За счет очень большого усложнения схемы. Оправдано ли это?
Но сама исходная задача осталась непонятна. Что, двигатель не успевает отрабатывать 100Гц? Так он может и не должен более 100 шагов в секунду делать?
Ведь Вы так и не привели ни напряжения, ни токи, ни индуктивность обмотки, ни желаемую форму сигнала....

[king2]

Да, спадание тока в косомостовой схеме будет быстрее, в полном мосте - еще быстрее. За счет очень большого усложнения схемы. Оправдано ли это?
Но сама исходная задача осталась непонятна. Что, двигатель не успевает отрабатывать 100Гц? Так он может и не должен более 100 шагов в секунду делать?
Ведь Вы так и не привели ни напряжения, ни токи, ни индуктивность обмотки, ни желаемую форму сигнала....

Двигатель успевает отрабатывать максимум 100Гц, при этом момент на валу ничтожный, останавливается руками. Там редуктор еще, так что надо быстрее.
Индуктивность оценочная 7.5mH, напряжение питания 24 вольта, форма сигнала пофигу, главное, чтобы ходил (меандр подойдет, трапецию-синус делать перебор, IMHO).

[Tanya]

Все правильно?

А взять нормальные драйверы теперь не кажется более логичным? Когда Вы их сами придумали...
Вам ведь только одна штука (мотор) нужна?
Там полный мост.
Только входы полярности будут лишние... Но не вешаться же теперь из-за этого...

[Microwatt]

Двигатель успевает отрабатывать максимум 100Гц, при этом момент на валу ничтожный, останавливается руками. Там редуктор еще, так что надо быстрее.
Индуктивность оценочная 7.5mH, напряжение питания 24 вольта, форма сигнала пофигу, главное, чтобы ходил (меандр подойдет, трапецию-синус делать перебор, IMHO).

"Пофигизм" - не технический прием.
Если включить 7.5мГн на 23 вольта, то через 1 сотую секунды ток вырастет до 30 ампер. Это не повод задуматься?
Разве у обмоток такой паспортный режим?
Момент двигателя будет зависеть только от тока в обмотке. Значит, он будет ограничен предельным паспортным значением (каково оно, так и непонятным осталось) , никак больше Вы его не получите. Или сожжете обмотки, не добившись существенного увеличения момента из-за возможного насыщения магнитопроводов.
Скорость? Ее можно повысить только снизив момент. Автомобиль на первой передаче до 150км в час ехать не будет. Так и тут.
Снижайте ток, получите быстрее нарастание- спад и частота вращения возрастет, но момент соответственно снизится.
Можно бесконечно долго экспериментировать с трапециями-синусами, сапрессорами-контроллерами, но если основные принципы работы системы четко не сформулированы, непонятно как оно вообще в своей основе работает - ничего в результате не будет.
Прежде чем перепаивать что-то или перепрограммировать с прямоугольника на синус - достаточно ли ясно Вы представляете что это может и должно дать? Или, закончив очередной неудачей с синусом, перейдем к арктангенсу и дальше по всем известным эвольвентам?
В конце-концов, Вы что, хотите удивить мир особо эффективным драйвером шаговика? Их полно готовых. Ищите литературу и смотрите как это уже делается. Удивлять можно потом, сначала почитайте и поудивляйтесь как просто это уже решено.

[Stanislav_S]

Собственно самого мотора ШД5, сам мотор довольно хилый сам по себе старый и многожрущий, единственное его преймущество это цена, почти за пиво Дабы выжать из него момент есть два пути, которые пересекаются
Первый вариант резистивная форсировка, так работает старая добрая 33 стойка, путь суровый, для него надо могучий блок питания, могучие резисторы и т д, вся эта фигня работает нехуже хорошего камина и весит соответственно
Второй путь, использование форсировки повышенным напряжением и использование меньшого напряжения для поддерживания тока в обмотке, обычно делают 60 - 80 вольт форсировка и 5 - 6 вольт для удержания, драйвер в таком случае посложнее, но заметно выше КПД и транс полегче и момент получается паспортный, в общем самая правильная схема ИМХО
В данном контексте что можно сказать, в схеме топикстартера надо использовать повышенное напряжение вольт 80 - 100 (я пока остановился на 80), от 24 вольт момента и скорости не будет, кроме того надо заметить что момент можно повысить, если использовать схему шага 3 - 4, или даже 4 - 5 а не 2 - 3, но блок питания должен быть адекватной мощности и напряжения.
ЗЫ Касаемо готовых драйверов, то тут увы для этого двигателя их применить не получится, поскольку он кушает 3А по обмотке, и рассчитан на 48В, в общем монстр

[king2]

А взять нормальные драйверы теперь не кажется более логичным? Когда Вы их сами придумали...
Вам ведь только одна штука (мотор) нужна?
Там полный мост.
Только входы полярности будут лишние... Но не вешаться же теперь из-за этого...

Нормальные драйвера для 6-фазных униполярников может и есть, да вот только непонятно где.
Переделвать станок под биполярники - тоже не вариант.

Драйверов надо 6 штук плюс запасные, так что оно того стоит.

"Пофигизм" - не технический прием.
Если включить 7.5мГн на 23 вольта, то через 1 сотую секунды ток вырастет до 30 ампер. Это не повод задуматься?
Разве у обмоток такой паспортный режим?
Момент двигателя будет зависеть только от тока в обмотке. Значит, он будет ограничен предельным паспортным значением (каково оно, так и непонятным осталось) , никак больше Вы его не получите. Или сожжете обмотки, не добившись существенного увеличения момента из-за возможного насыщения магнитопроводов.
Скорость? Ее можно повысить только снизив момент. Автомобиль на первой передаче до 150км в час ехать не будет. Так и тут.
Снижайте ток, получите быстрее нарастание- спад и частота вращения возрастет, но момент соответственно снизится.
Можно бесконечно долго экспериментировать с трапециями-синусами, сапрессорами-контроллерами, но если основные принципы работы системы четко не сформулированы, непонятно как оно вообще в своей основе работает - ничего в результате не будет.
Прежде чем перепаивать что-то или перепрограммировать с прямоугольника на синус - достаточно ли ясно Вы представляете что это может и должно дать? Или, закончив очередной неудачей с синусом, перейдем к арктангенсу и дальше по всем известным эвольвентам?
В конце-концов, Вы что, хотите удивить мир особо эффективным драйвером шаговика? Их полно готовых. Ищите литературу и смотрите как это уже делается. Удивлять можно потом, сначала почитайте и поудивляйтесь как просто это уже решено.

Паспортный ток 3 ампера, на нем и ограничиваем.
Через 1 сотую секунды оно упасть успевает с 3 до 2 ампер (через диод FR607). Наверное, это повод задуматься, почему оно так, а не быстрее, но теоретических знаний не хватает.
Трапеции-синусы и прочее применяются для того, чтобы импульс был плавнее, двигатель вращался без рывков и не перескакивал "через шаг" от слишком сильного рывка. В данном случае я это использовать не буду - пусть будет обычный меандр (я это писал уже, вроде бы..)

Момент маленький не из-за слабого тока, а потому, что на такой скорости он не успевает снизиться до нуля, и колеблется между 2 и 3 амперами, таким образом ток течет одновременно через все обмотки, раздирая ротор между ними. Увеличить скорость, не снижая момента можно, если добиться быстрого падения тока после того, как фаза уже не нужна. В эту сторону и смотрю. Да, рано или поздно момент все равно снизится, но характеристики будут лучше.

Мир удивлять я не хочу, мне надо сделать некоторое количество драйверов для использования на имеющихся станках. Те, что продаются, по отзывам, работают не особенно хорошо.. ну, плюс, самообразование в вопросах работы индуктивностей.

Собственно самого мотора ШД5, сам мотор довольно хилый сам по себе старый и многожрущий, единственное его преймущество это цена, почти за пиво Дабы выжать из него момент есть два пути, которые пересекаются
Первый вариант резистивная форсировка, так работает старая добрая 33 стойка, путь суровый, для него надо могучий блок питания, могучие резисторы и т д, вся эта фигня работает нехуже хорошего камина и весит соответственно
Второй путь, использование форсировки повышенным напряжением и использование меньшого напряжения для поддерживания тока в обмотке, обычно делают 60 - 80 вольт форсировка и 5 - 6 вольт для удержания, драйвер в таком случае посложнее, но заметно выше КПД и транс полегче и момент получается паспортный, в общем самая правильная схема ИМХО
В данном контексте что можно сказать, в схеме топикстартера надо использовать повышенное напряжение вольт 80 - 100 (я пока остановился на 80), от 24 вольт момента и скорости не будет, кроме того надо заметить что момент можно повысить, если использовать схему шага 3 - 4, или даже 4 - 5 а не 2 - 3, но блок питания должен быть адекватной мощности и напряжения.
ЗЫ Касаемо готовых драйверов, то тут увы для этого двигателя их применить не получится, поскольку он кушает 3А по обмотке, и рассчитан на 48В, в общем монстр

Резистивная форсировка однозначно не айс, форсировка короткими импульсами выского - тоже (зачем, если можно сделать человеческий ШИМ?).
Проблема сейчас не в том, что ток не успевает нарастать (именно этот вопрос решает повышение напряжения питания) - а в том, что он не успевает спадать, и получается, что через двигатель все время течет пульсирующий ток от 2 до 3 ампер.

Именно эту проблему я и пытался решить использованием супрессора вместо диода, но эффект оказался настолько сильным, что ток перестал успевать нарастать
На осциллограмме при использовании супрессора видно, что между импульсами ток успевает почти до нуля упасть.

Можно, конечно, оставить супрессор и поднять напряжение, но хочется попробовать двухтранзисторную схему - она в теории должна давать результат лучше на мЕньшем напряжении питания.

[Stanislav_S]

Резистивная форсировка однозначно не айс, форсировка короткими импульсами выского - тоже (зачем, если можно сделать человеческий ШИМ?).
Проблема сейчас не в том, что ток не успевает нарастать (именно этот вопрос решает повышение напряжения питания) - а в том, что он не успевает спадать, и получается, что через двигатель все время течет пульсирующий ток от 2 до 3 ампер.

Именно эту проблему я и пытался решить использованием супрессора вместо диода, но эффект оказался настолько сильным, что ток перестал успевать нарастать
На осциллограмме при использовании супрессора видно, что между импульсами ток успевает почти до нуля упасть.

Можно, конечно, оставить супрессор и поднять напряжение, но хочется попробовать двухтранзисторную схему - она в теории должна давать результат лучше на мЕньшем напряжении питания.

Ну во первых, в схеме с форсировкой у вас то же честный ШИМ, только он работает с задержкой Да и подовать меандр в качестве базовой частоты тоже не гуд, зачем 50% времени тратить на спад тока? Конечно 2 транзистора лучше одного, но с таким питанием момент радикально не изменится как и скорость, все эти навороты применяют с повышенным напряжением питания, если пороетесь в интернете то и схему найдете соответствующую, она там есть.

[king2]

Ну во первых, в схеме с форсировкой у вас то же честный ШИМ, только он работает с задержкой Да и подовать меандр в качестве базовой частоты тоже не гуд, зачем 50% времени тратить на спад тока? Конечно 2 транзистора лучше одного, но с таким питанием момент радикально не изменится как и скорость, все эти навороты применяют с повышенным напряжением питания, если пороетесь в интернете то и схему найдете соответствующую, она там есть.

Я этот вопрос по интернетам довольно плотно изучил.

почему 50% времени тратится на спад тока?..
Под меандром я имею в виду не задающую частоту ШИМ, а форму результирующего тока на обмотке.
Если ток за время периода ШИМ не достиг уровня отсечки - его никто отключать не будет, и потерь на спад тока тоже не будет, какая бы ни была скважность задающего ШИМ сигнала.

[Stanislav_S]

А вот теперь понятно, но все же без повышенного напряжения ИМХО никуда, питать половиной паспортного напряжения и пытаться получить момент и скорость ИМХО пустая трата времени.

[king2]

А вот теперь понятно, но все же без повышенного напряжения ИМХО никуда, питать половиной паспортного напряжения и пытаться получить момент и скорость ИМХО пустая трата времени.

Да хоть 80 вольт, от этого ток спадать быстрее не станет.
БП сейчас на 24 вольта, я же не говорю что так будет всегда. На боевом станке будет 48, а то и больше.

[Stanislav_S]

Понятно, хотя странно в теории спад тока зависит напрямую от напряжения на индуктивности Наверно тут что-то не так

[king2]

Понятно, хотя странно в теории спад тока зависит напрямую от напряжения на индуктивности Наверно тут что-то не так

Все так. При спаде тока обмотка замыкается через диод и напряжение на ней будет равно напряжению падения диода, и ей все равно, сколько там БЫЛО питающего, когда ток увеличивался.

[Microwatt]

Все так. При спаде тока обмотка замыкается через диод и напряжение на ней будет равно напряжению падения диода, и ей все равно, сколько там БЫЛО питающего, когда ток увеличивался.

Да, в этом контуре все равно каким напряжением закачивался ток. Но напряжение будет равно падению на открытом диоде + падение на активном сопротивлении обмотки. Время спада будет тем больше, чем меньше сопротивление последней и лучше диод.
Ваши упражнения с сапрессором имели бы какой-то смысл, если бы не применялась шим-стабилизация тока в обмотке. Т.е. обмотка должна по току выдерживать неограниченно длительное включение, ток ограничивается только ее сопротивлением.
Попытка форсировать и фронт и спад за счет повышения питающих напряжений приведет к непомерному усложнению схемы. Она больше будет находиться в ремонте, чем работать.

[Прохожий]

Все так. При спаде тока обмотка замыкается через диод и напряжение на ней будет равно напряжению падения диода, и ей все равно, сколько там БЫЛО питающего, когда ток увеличивался.

Поэтому, все у Вас правильно.
"Косой полумост" - зачет.
Но к нему надо еще и высокое напряжение, как советует уважаемый Stanislav_S.
При достаточно шустрых ключах и диодах можете даже удерживать заданный ток с помощью компаратора с гистерезисом.
А ему на вход подавать опору с помощью ШИМ.

[Microwatt]

"Косой полумост" - зачет.
При достаточно шустрых ключах и диодах можете даже удерживать заданный ток с помощью компаратора с гистерезисом.

Да какая тут шустрость потребна в мирное время при несущей в пару килогерц? Это ж 7.7 миллигенри, а не микрогенри.
Все, что угодно, это скоммутирует, но вот алгоритм управления может оказаться гораздо сложнее, чем кажется с налету.

[Прохожий]

Да какая тут шустрость потребна в мирное время при несущей в пару килогерц? Это ж 7.7 миллигенри, а не микрогенри.
Все, что угодно, это скоммутирует, но вот алгоритм управления может оказаться гораздо сложнее, чем кажется с налету.

Я в детстве такое делал еще на КТ8110.
Шунт -> компаратор с окном -> косой полумост.
Это дело крутило однофазный RS мотор.
Индуктивность в нем была того же порядка, что и у вопрошающего.
Так вот, выяснилось, что шустрость компонентов влияет в этом случае на запаздывание, а оно в свою очередь, влияет на средний ток.
И если на малых скоростях это было практически все равно, то на больших дело обстояло не очень...
Поскольку на больших скоростях все это накладывалось на нелинейности самого двигателя.
И разбираться в этом хитросплетении факторов было достаточно муторно.

[king2]

Да какая тут шустрость потребна в мирное время при несущей в пару килогерц? Это ж 7.7 миллигенри, а не микрогенри.
Все, что угодно, это скоммутирует, но вот алгоритм управления может оказаться гораздо сложнее, чем кажется с налету.

Там не пара килогерц, там их 20.
Больше не советуют, "потому что двигатель греется". А я так понимаю, что при такой индуктивности и 20 достаточно, а чем чаще дергаем транзистор - тем больше на нем высаживаем тепла за счет переходных процессов, когда его сопротивление больше номинального, то есть чем меньше, тем лучше (без фанатизма, конечно).

Алгоритм управления ЧЕМ может оказаться сложнее?
Тут весь алгорит в UC3843 содержится - пришел импульс ШИМ - включились, превысил номинальный ток - выключились.
Или не так?

[Прохожий]

Алгоритм управления ЧЕМ может оказаться сложнее?
Тут весь алгорит в UC3843 содержится - пришел импульс ШИМ - включились, превысил номинальный ток - выключились.
Или не так?

Этот алгоритм хорош, но у Вас будут разные пульсации тока на разных скоростях.
И как следствие - момент неизвестно как зависящий от скорости.
Лучше использовать следующий алгоритм:
Имеем два порога - включения и отключения.
Если ток больше порога отключения, то выключаем транзистор.
Если же он меньше порога включения, то включаем транзистор.
Тогда уровень пульсаций определится разницей между порогами и не будет зависеть от скорости и противо-ЭДС.
Гистерезис задаем жестко. А среднюю величину тока меняем.
Но это уже не для UC384x...
Это LM311+драйверы.

[king2]

Этот алгоритм хорош, но у Вас будут разные пульсации тока на разных скоростях.
И как следствие - момент неизвестно как зависящий от скорости.
Лучше использовать следующий алгоритм:
Имеем два порога - включения и отключения.
Если ток больше порога отключения, то выключаем транзистор.
Если же он меньше порога включения, то включаем транзистор.
Тогда уровень пульсаций определится разницей между порогами и не будет зависеть от скорости и противо-ЭДС.
Гистерезис задаем жестко. А среднюю величину тока меняем.
Но это уже не для UC384x...
Это LM311+драйверы.

Изначально я так и хотел сделать, но какая жуть будет твориться, когда 6x4 = 24 канала будут вразнобой включаться и выключаться?
У uc3843 бОльшие пульсации тока, но она позволяет синхронизировать включение всех фаз.
Впрочем, если поглядеть на осциллограммы, то там видно, что пульсации составляют единицы процентов, на мой взгляд, это вполне приемлемо...

[Прохожий]

Изначально я так и хотел сделать, но какая жуть будет твориться, когда 6x4 = 24 канала будут вразнобой включаться и выключаться?

Опасности асинхронной коммутации сильно преувеличены.
При грамотной топологии их можно обойти.

У uc3843 бОльшие пульсации тока, но она позволяет синхронизировать включение всех фаз.
Впрочем, если поглядеть на осциллограммы, то там видно, что пульсации составляют единицы процентов, на мой взгляд, это вполне приемлемо...

У синхронных машин пульсации тока очень сильно влияют на момент.
Плюс к этому, железо современных машин работает за точкой перегиба кривой намагничивания.
И здесь лишний ток или его пульсации совершенно не к месту.
И еще совет, если хотите.
По-хорошему, для такого рода двигателей нужен энкодер.
Поскольку кривая вдуваемого тока не должна быть простым прямоугольником.
И начало импульса тока зависит от скорости вращения.
При импульсной механической нагрузке все это имеет некое значение.

Сообщение отредактировал Прохожий - Feb 5 2011, 23:47

[Microwatt]

Все-таки, от неумения сформулировать задачу мы часто тратим 10-кратные усилия безрезультатно.
Вам нужно подать токовый сигнал на обмотку. Для этого и существует ШИМ. поскольку точность тут нужна невысокая, а скорость отработки большая, то лучше всего применить релейный стабилизатор (надеюсь, понятно, что реле там нет). как предлагает Прохожий.
Чтобы зря не гонять фронты, нужно установить гистерезис компаратора порядка 5-10%. Частота переключений будет при этом относительно невысокой и схема проста.
Но, когда Вы захотите так же быстро убрать ток из обмотки, ее придется питать напряжением другой полярности. И вовсе не ШИМ другой полярности, а следить за спадением тока до нуля и выключить. В этом сложность.
Косой мост отчасти решает эти проблемы, но .... помоделируйте в симуляторе.
В UC384X Вы не ток обмотки измеряете, а ток ключа. При сем пиковое значение тока устанавливается, а момент спада тока на 5-10% ничем не контролируется. Можно только грубо подобрать частоту работы UC384X. В релейном же стабилизаторе частота сама установится наивыгоднейшая.

[king2]

Все-таки, от неумения сформулировать задачу мы часто тратим 10-кратные усилия безрезультатно.
Вам нужно подать токовый сигнал на обмотку. Для этого и существует ШИМ. поскольку точность тут нужна невысокая, а скорость отработки большая, то лучше всего применить релейный стабилизатор (надеюсь, понятно, что реле там нет). как предлагает Прохожий.
Чтобы зря не гонять фронты, нужно установить гистерезис компаратора порядка 5-10%. Частота переключений будет при этом относительно невысокой и схема проста.
Но, когда Вы захотите так же быстро убрать ток из обмотки, ее придется питать напряжением другой полярности. И вовсе не ШИМ другой полярности, а следить за спадением тока до нуля и выключить. В этом сложность.
Косой мост отчасти решает эти проблемы, но .... помоделируйте в симуляторе.
В UC384X Вы не ток обмотки измеряете, а ток ключа. При сем пиковое значение тока устанавливается, а момент спада тока на 5-10% ничем не контролируется. Можно только грубо подобрать частоту работы UC384X. В релейном же стабилизаторе частота сама установится наивыгоднейшая.

Окей.

Релейный стабилизатор - это как я понимаю, компаратор с гистерезисом, при X (номинальный ток) ключ выключающий, при 0.9X и меньше - включающий. Правильно?
Можете привести примерную структурную схему, которая учитывала бы ток обмотки и тогда, когда питательный ключ выключен?

Чем этот вариант лучше, чем с UC3843, только тем, что пульсации больше, а частота меньше?

[gumet]

Релейный стабилизатор

Тот, что слева.

Сообщение отредактировал gumet - Feb 6 2011, 09:21

[Microwatt]

Тот, что слева.

Если ввести гистерезис, то получится более похоже. Но работать не будет.
Включение даст пик тока, при выключении на датчике тока будет ноль, а не картинка спада тока в катушке.
Ну и катушку нужно чем-то зашунтировать, иначе ключ пробьет на первом же такте.
Датчик тока должен стоять не в ключе, а в катушке, измерять значение и при замкнутом ключе и при разомкнутом.

[king2]

Тот, что слева.

По сравнению даже с моей, схема работать не будет.
При включении даст резкий скачок тока, напряжение на резисторе вырастет, компаратор отключится.
Тут же (почти мгновенно) упадет токк в резисторе (в катушке будет продолжать течь), компаратор врубится снова.
Так и будет включаться туда-сюда с частотой, обусловленной индуктивностью резистора (если он проволочный).

Надо тогда шунтировать катушку и снимать ток с резистора в ЕЕ цепи, а не в цепи транзистора.

Если ввести гистерезис, то получится более похоже. Но работать не будет.
Включение даст пик тока, при выключении на датчике тока будет ноль, а не картинка спада тока в катушке.
Ну и катушку нужно чем-то зашунтировать, иначе ключ пробьет на первом же такте.
Датчик тока должен стоять не в ключе, а в катушке, измерять значение и при замкнутом ключе и при разомкнутом.

Это все мне уже понятно.
В принципе, с этой позиции все равно, включает ли формирователь ШИМа ключ сразу же, или ждет синхронизации, это будет влиять только на пульсации и частоту. Объявим его черным ящиком, регулирующим ток.

Итак, у нас есть ключ, обмотка, черный ящик с входом напряжения отсечки (с токосьемного резистора), диоды, резисторы, прочие элементы.

Как сделать так, чтобы этот черный ящик мог управлять обмоткой, чтобы:
1. ток быстро нарастал
2. ток быстро спадал
3. черный ящик умел контролировать ток и при открытом и при закрытом ключе

Есть ли типовые схемы?
Схема косого полумоста это позволяет, но требует ДВА черных ящика, по одному на каждый резистор (второй ставится в цепи диода слева между ним и массой).
Есть ли решение, позволяющее без 100-500 элементов сделать контроль тока в обмотке при обоих положениях ключа?

[king2]

OK, вот еще одна схема:


Сразу предупрежу, схемка "макетная", только для понимания принципа.

Q1 включен всегда, когда нужна эта обмотка (сильно подозреваю, что надо заменить на P-канальный), через него обратная ЭДС замыкается на диод.
Q2 работает как ключ, совместно с левым компаратором выдерживая ток с нужноым гистерезисом.

Компараторы включены именно так для того, чтобы можно было их токоустанавливающие входы соединять вместе и одним резистором регулировать ток сразу в 6 обмотках.
Может перепутал что-то с обратной связью или полярностью входов, если да - плиз скажите.

Ну, и главная проблема - N-канальный mosfet так работать не будет, думаю.
Или менять на P-канальный, или перемещать его между резистором и катушкой (что лучше?)
Но общий принцип таков - одним регулируем спад тока, другим делаем ШИМ.

Пойдет такой принцип или я опять где-то идиот?

Заранее спасибо!

[gumet]

Пойдет такой принцип или я опять где-то идиот

Вы с прошлого года по всякоразным форумам схемульки рисует, не пора ли научиться рисовать, как они работают?

З.Ы. Мелкопроцессору остаётся лишь рулить опорой UCшки, чтобы регулировать ток по потребности или затыкать её на вовсе, буде времена нарастания (344мкС от нуля до номинала) и спада (124мкС от номинала до нуля ) устраивают потерпевшего.

Сообщение отредактировал gumet - Feb 6 2011, 13:24

[king2]

Вы с прошлого года по всякоразным форумам схемульки рисует, не пора ли научиться рисовать, как они работают?

З.Ы. Мелкопроцессору остаётся лишь рулить опорой UCшки, чтобы регулировать ток по потребности или затыкать её на вовсе, буде времена нарастания (344мкС от нуля до номинала) и спада (124мкС от номинала до нуля ) устраивают потерпевшего.

Ну, я не спешил собенно, хотя до экспериментов вот дошел.

Это схема в протеусе?
Красным нарисованые элементы - чем они отличаются от обычных?
Зачем вторая катушка?
При отключении ключа вторая катушка оказывается ни к чему не подключенной, так (там же стоит диод..)?

В общем, схема родила вопросов больше чем ответов..

p.s. Это какой-то злой рок про форумы - стОит спросить вопрос и нарисовать схему, как вместо ответа на мои вопросы мне предлагают что-то совершенно иное, не объясняя как оно работает и чем оно лучше. Причем на разных форумах по разному...

[gumet]

Это схема в протеусе?
Красным нарисованые элементы - чем они отличаются от обычных?
Зачем вторая катушка?
При отключении ключа вторая катушка оказывается ни к чему не подключенной, так (там же стоит диод..)?

В общем, схема родила вопросов больше чем ответов..

p.s. Это какой-то злой рок про форумы - стОит спросить вопрос и нарисовать схему, как вместо ответа на мои вопросы мне предлагают что-то совершенно иное, не объясняя как оно работает и чем оно лучше. Причем на разных форумах по разному...

Эта схема в Micro-Cap 8. Красным нарисованы паразитные и вспомогательные элементы.
Вторая катушка называется дросселем и нужна для разрядки фиксирующего конденсатора с последующим "сливом" энергии в источник питания. Упомянутый конденсатор выполняет роль столь любимого вами ограничительного диода, но без нагрева и отпаивания оного, о чем вам уже говорили на другом форуме в прошлом году. Из картинки видно, что время спада тока меньше времени нарастания именно из за того, что напряжение на фиксирующей ёмкости больше чем напряжение питания. Что касаемо форумного рока, то никто за вас думать и жевать не будет, коль скоро вы позиционируетесь аки разработчик чего-либо.
З.Ы. В общем, ботва это всё-с фиксирующей емкостиной. Делать
нужно с двумями ключами,

а быстродействие "добирать" напряжением питания.

Сообщение отредактировал gumet - Feb 6 2011, 16:36

[Прохожий]

Что касаемо форумного рока, то никто за вас думать и жевать не будет, коль скоро вы позиционируетесь аки разработчик чего-либо.

Это точно...
Да и трактат на тему синхронных машин сюда не влезет.
И оплату за сей опус никто не предлагает...

[king2]

Это точно...
Да и трактат на тему синхронных машин сюда не влезет.
И оплату за сей опус никто не предлагает...

Все понял, спасибо.