Здраствуйте уважаемые форумчане. У меня собрано управление 3-мя шаговыми двигателями. Управляю затворами с помощью драйверов TC4469 которые в свою очередь управляются PIC микроконтроллерами.
Шаговые двигатели работают нормально ьез нагрузки, как только их поставил на оборудование начался бордак. На каждый двигатель идёт по два полных моста(Full-Bridge) на IRF540 это n-канальный мосфет. Двигатели работают на полном шаге при одновременном включении двух обмоток, при нагрузке похоже возникают какие-то наводки оказывающие влияние на драйвер и в свою очередь на микроконтроллер, всё просто виснет. Я вычитал в датащите, что на затвор надо вешать резистор с шунтирующим диодом а марка нихрена не написана, да ещё можно вешать резисторы между истоком и затвором, скорее всего для гарантированного запирания при включении питания(дескать разрушается переход затвор-исток). Помогите пожалуйста с марками диодов, желательно импортных (типа 1N.... может) и номиналом резистора.
Вот схема силовой части для двигателя.
Спасибо.Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Скорее всего проблема у вас со сквозными токами и с трассировкой общего провода. Проблема сквозных токов решается раздельным управлением всеми четырьмя ключами моста, чтобы при переключении пары их в каждом плече было гарантированное "мертвое" время (dead time). При трассировке следует разделять силовые цепи питания и цепи питания схемы управления. Они должны быть раздельны по всей плате и соединяться только в одной точке на клеммах источника питания.

Резистор на затвор конечно нужен! Порядка 20 - 50 Ом, параллельно ему диод типа 1N4148, кроме того тщательно посмотреть разводку, как идет сигнальная земля и силовая ну и конденсаторы по питанию стоят ли? Кстати, а где демпферные диоды?

Если уж используете n-канальный мосфет в верхнем ключе, то ставьте для него драйвер, а не эту чепуху на резисторах.

У меня стоит два компьютерных блока питания- другого под рукой не было.
Один на плату управления поставил, второй на двигатели. Я понимаю что надо соединять силовую землю с землёй цепи управления, в моём случае это земля драйвера (он на перво блоке на плате управления), а почему тогда система работала при несоединённых землях ??

Я соединял земли прямо на разъёмах питания(черные провода). Мёртвое время между перключениями ?? У меня драйвер, и всё тольк попарно включается. И как паузу держать? Может просто отрубать между переключениями на время все мосты? только от этого не будет дополнительных вибраций или ещё какой мути? И всё же странно как так может пробивать через драйвер до контроллера?


Дак я поидее использую драйвер TC4469, хотя как я понял это всего лишь хренова логика(хренова так кака больно много с меня в магазине содрали). Я понимаю вы говорите о драйверах мосфет ключей, например "Full-Bridge Power MOSFET Controller 3940.Полномостовой силовой контроллер MOSFET - выходное напряжение 40 В. Используется в электромеханических устройствах с большой мощностью", но стоит он капец сколько, а у меня 3-и двигателя. Нужели резисторы так уж и плохи, и если плохи то как можн овыжать из этого решения помаксимуму(формула расчёта).
Помню я часто встчечал в схемах транзисторы разной проводимости в разных полумостах, порылся в инете , все гворят мол так делай - хорошо. Я подумал какая нахрен разница и вляпал все n-канальные, если так нельзя делать, то скажите, если не очень трудно почему ?
Спасибо за ответ.

Очень добрый человек мне дал вот такие формулы, я немного не понял все переменные.
Rg= (Ton_off*Vgs)/Qg.
Ig = Qg/Ton_off
Rg = (Vgs - Vgm)/Igd
Ton > 30Сrss * Rg
Ton/off = (Qg*Rg)/Ug
Rg- это сопротивление на затвор.
Ton_off - время вкл выкл, Vgs - это напряжение которое подаётся для открытия транзистора(кстати учитывать падение на диоде???)
И можно пояснить что такое Qg,Vgm(gate и что-то наверно), откудова взять Igd(датащит???), Сrss(такого не видал даже под мухой).
А я то раньше думал, что использование драйвера решит проблемы обвязки.
Кстати у меня похоже пробивает от мосфетов через драйвер по контроллерам- я в шоке , без нагрузки всё пашет, может самоиндукция ?? Во истину пути микроконтроллером НЕИСПОВЕДИМЫ !!! им даже присуща частичная реинкарнация примерно через месяц в проценте около 20 )))
Мне посоветовали врубить быстрые диоды параллельно внутренним в транзисторах, помню так для гашения самоиндукции в реле применяют. В общем сильный транзистор нельзя врубать просто так, я уже просто боюсь в IGBT лезть )))

Конденсаторы на цепи управления стоят на стабилизаторе питания, сейчас я выдрах его нахрен и врубил напрямую от компьютерного блока питания, а кондёры стоят по 0,1 мкф-полярные электролиты.
СИловое питание напрямую врублено через 1 ОМ на второй блок питания, там точно есть конденстар внутри, так как я посмотрел тестером что напряжение не сразу падает, так что норм. В демпферные диоды это которые между sourse-исток и Drain-сток стоят, как защитные в транзисторе ??? Извините за безграмотноть. Буду благодарен за лекбес, у меня друг говорит вообще "перепускные" диоды, непонятно где он откопал такой термин.
Пока постараюсь поискать на сайте производителя, но там же не пишут для чайников, если уж пишут так в лоб формулами. Спасибо за ответы.

Мрак извините за откровенность С такими знаниями такие вещи не делают.
1 Для расчета резистора надо знать две вещи.
Ton = (Qg * Rg)/Ug - где:
-Ton - время включения/выключения транзистора
- Qg - заряд затвора
- Rg - резистор в цепи затвора
- Ug - напряжение на затворе ( выходе драйвера)
С другой стороны время включения должно удовлетворять такому соотношению
Ton > 30 * Crss * Rg - где
- Crss - емкость затвор сток
Для искомого транзистора
Crss - 120пФ - есть в даташите! Внимательней надо быть !
Qg - 72 нК
Дальше сами посчитаете
2 Если питание двигателя 12В, то зачем применять такие высоковольтные транзисторы? У IRF огромный выбор 30 вольтовых транзисторов с куда лучшимми параметрами.
3 У того же IRF куча правильных драйверов верхнего и нижнего ключа, которые спасут "отца русской демократии".
4 На Микрочипе поищите аппонты по улравлению двигателями, там ИМХО достаточно написано что и ка Да и учебники почитать неплохо бы

Спасибо за ответ. Почитал в интернете литературку. Я так понял что существует два решения:
1. Применение в цепи затвора резистора
2. Поставить снаббер, RC цепочку в общем между истоком и стоком.
Было условие: Ton > 30 * Crss * Rg - если оно не выполняется надо ставить снаббер.
У меня: для включения 11 ns>25 для выключения 35 ns >25 ns. Только одно выполняется, поэтому я понял надо для надёжности снаббер ставить.
Но в формулах нашёл только вычисление резистора Rсн=(5...10)Rds а значение конденсатора просто дано 0,001 мкФ, может его надо считать?? эли коэффициент как раз учитывается в коэффициенте для резистора???
Спасибо.

Итак имеем - напряжение затвора - 12В ( я не о шибаюсь, драйвеп питается от 12В?) резистор в цепи затвора - 47 Ом.
Ton=((72*10-9)*47)/12 = 0.28 мкс.
30 * 47 * 120*10-12 = 0,169 икс.
0,28 > 0.162 . условие выполняется, снаббер не нужен.
кроме того не забываем про демпферные диоды

А как открыть n-канальный транзистор в верхнем ключе? Напряжение на затворе по отношению к истоку чему равно? Открыть в Вашей схеме помогает токоограничительный резистор в стоке, включенный последовательно с нагрузкой. Падение напряжения на нём зависит от тока нагрузки и напряжения питания. Верхние транзисторы у Вас сейчас в полуоткрытом состоянии. После открывания на истоке верхнего транзистора можно сказать напряжение равно падению напряжению на его "стоковом" резисторе. Выше этого напряжения на затвор подать уже не получится. Видно транзистор с крутой характеристикой, что не позволяет ему тут же закрыться.
Ставить в верхнии ключи нужно p-канальные транзисторы.

Или использовать N-канальные, управляемые спец драйверами верхнего уровня - от того же IRF, TI, linear tech, maxim и тд. Идея у них простая - накачкой повышать напряжение на затворе N-канального транзистора верхнего уровня выше источника напряжения на 5-18 V (разные производители делают по-разному) для надежного отпирания верхнего N-канального транзистора. Важно выбрать драйвер с необходимым выходным током для определенного для вашей схемы полевика и нужного вам времени его переключения.

Ну и зачем пересказывать мой первый ответ (Отправлено #4)? Разумеется, либо драйверы, либо транзистор другой проводимости.

Я вот только не понимаю, а почему не воспользоваться полномостовым драйвером со встроенными ключами? За чем весь этот гемор с подбором резисторов, полочек и ступенечек для исключения сквозных токов? Таких готовых микрух и у того же STM, и у Toshiba, и у Mitsubishi, и у Sanyo навалом
зачем велосипед-то изобретать?
Для выбора подходящей для Вас микросхемы основными параметрами будут:
- максимально коммутируемый ток
- максимально коммутируемое напряжение
- частота переключения
- ну и цена наверно

в них есть ещё дополнительные "фичи" типа отдельных выходов для сенсорных резисторов, раздельные питания цифры и аналогового сигнала, ну и т.д.
Настоятельно рекомендую воспользоваться проторенной дорожкой

2 VDG - sorry, I had not seen it.

Я с вами и согласен и нет.
Согласен так как считаю, что готовые изделия экономят время и упрощают схемотехническое решение. Но! Подводные камни и тонкости тех или иных устройств, часто познаются в дискретной реализации. Это для меня конечно, просто я не всегда могу до конца понять все функции и приемущества того или иного решения. Я уже использовал готовые мосты L298 например, но остался неудовлетворённым из-за сильного нагрева, а следовательно солидного радиатора. Я понимаю, что 298-ая это биполярники, но спросив в магазине нужные мне мосфетовские мосты услышал что такое не возим. В ногу со временем похоже ийти не выгодно или чёрт знает почему народ до сих пор так сидит на биполярниках. Если и надо то можно IGBT брать, так как цены падают.

Не согласен, так как дискретное исполнение, как мне кажеться даёт возможность делать силовую часть на практически любую "разумную" мощность. Скажем купив мощные мосфеты значения коммутируемых токов и напряжений просто поражают - это несколько десятков ампер и сотен вольт. Я пока не знаю делают ли такие шаговики вообще, но имея такую силовуху можно подцепить хороший ДПТ и спокойно реализовать реверс. Плюс дискретные элементы значительно дешевле, так сказать можно удешевить готовое устройство за счёт своего ума )) (Немогу понять один факт: почему p- канальные мосфеты стоят дороже чем n-канальные ???)

Я был бы рад если вы могли предложить широкораспространённые транзисторные сборки с номинальным током около 8А и напряжением примерно 20 В.

В любом случае спасибо за ответ.



Спаисбо за ответ большое, я думал что они дураки, а оказалось всё наоборот. Я то думал что без бустреповых ёмкостей будет работать. Мне казалось что на исток верхних(high side) транзисторов будет подтянут к земле через обмотку двигателя и нижний открытый транзистор(low side). Теперь я получил ответ на то почему же так греются верхние ключи ))) Спасибо.
Я так понял что при открытии n-канальных транзист. нам будет важно напряжение затвор исток и чтобы не применять драйверов верхних ключей нужно создать постоянные условия для открыти я верхних транзисторов. Получается надо p- канальный транзистор. Я так понимаю его надо цеплять истоком(sourse) к плюсу питания,а Стоком(Drain) к стоку нижнего ключа. Только управление для него похоже будет инверсное. То есть открытие низким уровнем, закрытие высоким. Скажите тогда диод, шунтирующий резистор на затворе надо ставить в обратном включении????

Особенности производства и используемого дорогого материала для создания в кремнии p-канала.

ТОгда получается в массовом производстве лучше использовать N канальные элементы. там где это возможно, так можно конкретно снизить затраты. Спасибо за ответ, очень познавательно.