Я спроектировал схему управления двигателем постоянного тока (с помощью 3В-го сигнала) и столкнулся с некоторыми трудностями. При моделировании данной схемы в Multisim-е получилось вот что. При открытии ключей Q1 и Q4 схема ведёт себя как положено (в ветви двигателя протекает ток), однако при включении противоположной диагонали ключей (Q2 и Q3) ток в ветви двигателя становится равен нулю. Multisim показывает вообще какую-то несуразность: напряжение на затворе ключа Q2 превышает напряжение открывания для данного транзистора, что должно свидетельствовать о его включении. Но если бы Q2 был включен, то потенциал на его стоке приблизился бы к 27В, чего не происходит. Тем более настораживает то факт, что драйверы управления обоих плечей мостовой схемы абсолютно одинаковы и нет никакой разницы в том, какую диагональ транзисторов я включаю. Так как я новичок в области схемотехники, то не могу ещё до конца оценить правильность построенной схемы. Поэтому прошу помощи у знающих людей в оценке данной схемы: верна ли она, искать ли мне ошибку в самой схеме, либо в установках Multisim-а. С подобным вопросом я уже обращался в другом подфоруме, но к сожалению ответа на него не получил. Надеюсь, здесь мне больше повезёт.

Укажите напряжения на всех электродах силовых транзисторов,
что показывает мултисим в том случае, когда у Вас схема работает неправильно.
ТОгда можно будет что-то посоветовать.

Вот:

Верхними ключами нельзя управлять относительно земли.

Не хорошо подавать на затвор исток больше +/- 15В

Visorу
Вы немного невнимательно рассмотрели схему.
В ней верхние ключи управляются относительно потенциала 27В. Биполярники выступают в роли инверторов, то есть при подаче на их базы высокого уровня, на их коллекторе (и, следовательно, на затворе ключей) потенциал становится на столько меньше 27В, что напряжение исток-затвор начинает превышать пороговое напряжение. Это приводит к открытию верхнего ключа. При подаче низкого уровня на базы биполярников верхний ключ, соответственно, закрывается.



slog

Да, я понимаю, что подвергаю при этом ключи опасности выхода из строя. Однако, если вы заметили, истоки нижних ключей не непосредственно заземлены, а сообщаются с землёй посредством низкоомного резистора, с которого впоследствии будет сниматься значение величины тока в якоре двигателя (посредством подключённого к нему вывода АЦП). На этом резисторе и будет «сгорать» часть напряжения, приложенного к затвору нижних ключей.
В Multisim-е я пробовал и другие варианты: прикладывал меньший потенциал к затвору нижних ключей, изымал вышеописанный низкоомный резистор, а результат оставался всё тот же: при открытии ключей Q1 и Q4 схема ведёт себя хорошо, при открытии ключей Q2 и Q3 - плачевно. Здесь какая-то комплексная ошибка, которую я, к сожалению, пока ещё не могу осознать.

Драйвера ключей выполнены неправильно, MOSFET управляется относительно истока, чтоб закрыть транзистор закорачивают затвор на исток, чтоб открыть - подают напряжение 10-15В на затвор относительно истока. У вас же стоят дикие сопротивления в цепях заряда/разряда ёмкостей затворов, этож какое время открытия/закрытия получится, ещё и ёмкость затвора искусственно увеличили.
Я бы на вашем месте нашел типовую схему такого управления, все велосипеды уже изобретены. Например, 4хN-channel MOSFETs управляемых драйверами типа IR2110.

Судя по тому, что напряжение на истоке нижних ключей = 14 Вольт, можно сделать вывод,
что не закрывается соответствующий транзистор нижнего ключа.

Попробуйте провести моделирование, временно убрав конденсаторы из схемы.

Visorу


А в этой схеме итак ключи управляются относительно истока. Верхние (p-канальные) ключи относительно истока 27В, нижние (n-канальные) – относительно истока 0В. А что касается ёмкостей, то, да, с одной стороны они увеличивают общую ёмкость затвора, но, с другой - они также и шунтируют те «дикие» сопротивления в коллекторной цепи биполярников, о которых вы говорили, во время протекания переменного тока в схеме, т.е. во время заряда и разряда затвора. А что касается, «дикого» сопротивления в цепи базы биполярников, то в будущем при косметическом редактировании схемы параллельно ему будет также подключен форсирующий конденсатор для увеличения быстродействия биполярника. Также я хочу обратить внимание на тот факт, что при открытии ключей Q1 и Q4 схема работает нормально и большое время заряда затвора на них не сказывается. Сомневаюсь, что причина в этом. Двигатель будет управляться посредством микроконтроллера MSP430, работающего на частоте 8 МГц, т.е. время одной его команды в среднем 30 миллисекунд. Таким образом, проблема быстродействия ключей, а также возникновения сквозных токов между верхними и нижними ключами здесь не стоит.
А типовой схемы управления двигателем посредством 3-вольтового сигнала, да ещё и с низкоомным резистором в цепи истоков верхних или нижних ключей (чтобы с него можно было снимать значение величины тока в якоре двигателя) я ещё не встречал.

Dima_Ag

На истоке нижних ключей 506 mV. Таблички с информацией соединены с соответствующей точкой на схеме посредством тонких белых линий (если присмотреться, то заметно). Для большей наглядности, чтобы определить, какая табличка к какой точке относится, я немного переделал рисунок. Вот:

Если на истоке нижних ключей 506 мВ, то через резистор течёт ток 50,6 Ампера!
И ещё одна странная вещь - Если посмотреть на табличку, указывающую параметры справа от мотора,
то увидим, что течёт ток 50,6 А. А табличка слева от мотора показывает ток 1.80 мкА.
Хотя нижний ключ справа закрыт, что видно по его напряжению на затворе.

Возможно, как мне кажется, здесь что-то не так с "мотором", или у этой программы есть какие-то особенности в моделировании этого "мотора". Попробуйте для надёжности промоделировать без мотора, используя в качестве нагрузки обычный резистор. Или вообще без нагрузки.


P.S. Управление полевыми транзисторами реализовано в принципе правильно,единственный нюанс -
конденсаторы в цепях управления нижними ключами будут замедлять открытие этих ключей,
а конденсаторы в цепи верхних ключей будут наоборот, замедлять их закрытие, так что
при высокой частоте коммутации может возникнуть проблема - откроются оба правых или оба левых транзистора одновременно, со всеми вытекающими последствиями.

А то что медленное открывание/закрывание ключей их нагревает, это не важно? Я не хочу спорить, что ваша схема может "как-то" работать, только зачем эти мучения? Почему нельзя делать красиво?

Скорость открывания - закрывания ключей должна быть ровно такой, какая необходима.
Если надо раз в пять минут включить мотор на 10 сек, то такая скорость вполне приемлема, и нагрева не будет. Слишком высокая скорость открывания - закрывания может в некоторых случаях создавать проблемы ЭМС, особенно при неправильной разводке платы.

Применение специального драйвера будет опрадано только в том случае, когда из MOSFET необходимо "выжать" максимальную скорость переключения (ну или близкую к максимальной).

Это каким же образом увеличение ёмкости затвора, может способствовать уменьшению времени заряда этой ёмкости, а!!? При открытии Q5 у вас через резистор 100 Ом заряжается суммарная ёмкость затвора и вашего конденсатора(зачем он там!?) 22нФ, постоянная времени процесса пропорциональна этой ёмкости и соответственно время заряда вы увеличили раз в 30! этим элементом! про разряд и говорить нечего 22нФ через 1.2к это круто... причём при продолжительном прибытии Q5 в открытом состоянии напряжение затвор исток Q1 стремится к питанию 27В(точно по pdf он такое держать может?). Я не знаю какие у вас там токи текут, и какие должны быть времена переключения, но советовал бы прислушаться к

и использовать либо повторители, либо придумывать ключи без сопротивлений(например заменить резистор R2 ещё одним транзистором) либо драйвера готовые
про глюк при эмуляции мне тоже кажется, что это чёт не то с мотором, замените индуктивностью или резистором простым...