Управление мощным BLDC. С чего начать? Опции

[Almaz1988]

Добрый вечер, форумчане!
Имеется опыт управления бесколлекторными моторчиками авиамоделей
с помошью 6-ти мосфетов по алгоритму 6-тишаговой коммутации с обратной связью
по АЦП со свободной обмотки:
http://www.edn.com/design/sensors/4407580/...trol-Principles

Встала задача реализовать управление бесколлекторным мотором мощностью 3.5 кВт
и весом 7.5 кг. Фото с характеристиками двигателя в приложении.
Подскажите пожалуйста, возможно ли в принципе управление таким мощным двигателем
по схеме на 6-ти Мосфетах и драйвером, например IR2130?
Или тут необходимо принципиально иное схемотехническое решение?
Если схемотехника нужна иная, то опишите вкратце или дайте пожалуйста линк на
статью/мануал в интернете
Искал в интернете, не нашел ни одной статьи об управлении именно мощными
двигателями.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[amaora]

Ограничение по току зарядки затворов силовых транзисторов. Выше частота переключения, больше мощность которую надо вкачать в затворы, бутстреп перестает справляться. Собирите макетную схему на один полумост и поднимайте частоту ШИМа- в какой то момент начинает падать напряжение на затворе верхнего открытого ключа. Как только ключ выйдет из насыщения- сразу бум будет.

Мне кажется для этого частоты надо задрать до >500 кГц, чтобы паразитные параметры бутстрепных цепей и элементов стали проявляться. Я проверял до 60 кГц, больше просто не нужна была частота.

Или как-то посчитать/оценить это можно?

[khach]

Мне кажется для этого частоты надо задрать до >500 кГц,

Даташит IR2130 гораздо менее оптимистичен . Смотрим Figure 58. IR2130J/IR2132J TJ vs. Frequency (IRGPC50KD2) RGATE = 10Ω, VCC = 15V и соседние. надеюсь допустимые рабочие температуры для кремния помните?
Почему оно так греется- производитель не описывает.
Рассчитать конечно можно- полная емкость затвора известна для транзисторов силового моста, какова амплитуда заряда- разряда затвора-тоже, число циклов ШИМ в секунду дает потребную мощность. Ну мину то что на резисторе в цепи затвора потерялось, но чем больше этот резистор- тем длиннее фронты и выше динамические потери в ключе.
А еще расскажу страшилку- бутстрепные конденсаторы обычно SMD, если при монаже там трещина образуется, или емкость сядет- весь силовой мост с громким бахом летит в ведро. Так что перед подачей силы в новой конструкции обязательно проверяйте все три канала бутсрапа, хватает ли там энергии.

[amaora]

Даташит IR2130 гораздо менее оптимистичен . Смотрим Figure 58. IR2130J/IR2132J TJ vs. Frequency (IRGPC50KD2) RGATE = 10Ω, VCC = 15V и соседние. надеюсь допустимые рабочие температуры для кремния помните?
Почему оно так греется- производитель не описывает.
Рассчитать конечно можно- полная емкость затвора известна для транзисторов силового моста, какова амплитуда заряда- разряда затвора-тоже, число циклов ШИМ в секунду дает потребную мощность. Ну мину то что на резисторе в цепи затвора потерялось, но чем больше этот резистор- тем длиннее фронты и выше динамические потери в ключе.

Вы задали вопрос про бутстрепные драйверы, я считал что речь о них а не конкретно о IR2130. У многих полумостовых в ДШ на графиках частоты до 1 МГц, и приведено собственное потребление для 500 кГц.

Ограничение по нагреву это другое, напряжение из-за этого не просядет. Косвенно только, через дрейф параметров от температуры.

У меня такая идея, как упрощенно посчитать. Цепь из диода и конденсатора заменяем на эквивалентную RC. После расхода заряда на открытие силового ключа, имеем изменение напряжение на конденсаторе dV. Теперь остается посчитать, сколько нужно времени, чтобы восполнить эту потерю напряжения при заряде конденсатора через эквивалентный резистор. Можно взять еще одну дельту напряжения, учесть в ней падение на диоде и просадку напряжения. Итог.

dV = Qg / C
t = - log(1 - dV / (dV + Vdrop - Vfw) * RC

Vdrop - полное падение напряжения, Vfw на диоде. Около ~200 нс я начитал для своей схемы, при условии что на бутстрепной емкости будет на 2в ниже питания, а эквивалентное сопротивление диода 2 Ом. Затворный заряд 100 нКл, емкость 1 мкФ. Еще не учтено время переключения диода, 10 нс. Значение R встроенного диода у меня указано в ДШ драйвера, еще умножил на 2.

Не учел токи утечек, потери в затворной цепи, но полагаю это не сильно изменить результат. Получается, что действительно до 1 МГц, как указано в ДШ, должно работать. Драйвер HIP2101.

А еще расскажу страшилку- бутстрепные конденсаторы обычно SMD, если при монаже там трещина образуется, или емкость сядет- весь силовой мост с громким бахом летит в ведро. Так что перед подачей силы в новой конструкции обязательно проверяйте все три канала бутсрапа, хватает ли там энергии.

UVLO не спасает? Больше опасений возникает за smd конденсаторы на силовой шине питания.