Встала задача управления шаговым двигателем. Работал и с постоянниками и с асинхронниками, а вот с шаговиками как-то неприходилось.
Мой двигатель относится к типу униполярных, т.е. в каждой из обмоток имеется отвод из середины.
Вообщем пока схема управления представляется такой:
Средние точки обмоток подключены к шине постоянного тока
4 n канальных IRL транзистора подключены стоками к концам обмоток, а истоками земляной шине. Естественно быстродействющие антипараллельные диоды.
Управление через затворные резисторы непосредственно с управляющего МК.
У кого есть опыт, поделитель пожалуйста путями обхода подводных камней.
Из таблички на движке:
Ток 8 А.
Момент не помню.
Шаг 1.8 град.
fadm = 800 Гц (что такое ???? может предельная частота вращения????)

основной "подводный камень" пожалуй только один - зависимость момента от частоты следования импульсов (грубо говоря - частоты вращения). т.е. чем быстрее подаёте имульсы, тем сильнее падает момент, по идее у вас д.б. график этой зависимости.

ещё из ПД шаговика - штатный шаг поворота 1,8 градуса, если надо устанавливать точнее, то это уже режимы полушага и микростепирования, однако режимы эти не настолько точны как может следовать из названия

fadm... хм... похоже на максимальную частоту следования импульсов (как правило у шаговиков этот параметр является основным)

Обратите внимание на токоограничение ключей. В момент стоянки можно работать с
половинным током. Обязательна оптронная развязка от сигналов управления.
P. S. ADM это адаптивная дельта модуляция.
В вашем случае, это скорее всего частота приемистости, т. е. частота с которой можно стартовать без
потери шага.

Вот спасибо! Отличная информация по теме.

Вполне возможно.
Меня одно смущает когда я замеряю активное сопротивление обмотки тестером выходит где-то 0.8 Ом. Это что-ж тогда чтобы достичь заданных 8А нужно подать на двигатель напряжение 6,4 В.

Вам потребуется скорость нарастания тока, которая определяется индуктивностью.
Омы работают только в статике, для динамики потребуется напряжение вольт 50 и более.
Рассматриваю ваш двигатель как не слишком удачный, биполярный будет иметь больший КПД.
В конечном итоге всё определяется поставленной задачей, если не нужны высокие скорости поеремещения, сойдёт и такой.

Это понятно.

Вот именно в режиме малых скоростей необходимо ставить регулятор тока, который ограничивает напряжение?

Двигатель менять нельзя, да и требования к нему не особенные.

Регулятор тока и скорость мало связаны.
Ток ШД определяет момент на его валу, т. е. вы можете задать меньший ток, если вам не нужен номинальный момент. И наоборот, в случае коротких циклов можно увеличить ток и как следствие получить больший момент. При повышении частоты коммутации происходит отставание ротора и момент падает, как на картинке. Ешё раз напоминаю, начните с расчёта механических параметров коорд. системы.

PhX, начните с прочтения документа: http://www.telesys.ru/electronics/projects.php?do=p077
Там и теория и практика.
Обычно, у тех кто прочел - 90% вопросов отпадают, остальные 10 % - только экспериментально.

Да, Вы правы отпало 90% вопросов, а остальные 10% еще пока не возникли...

Напряжение не управляется, то есть на вашу плату подводится допустим 40В, так они и будут на вашем шаговике постоянно (или 0). Сформируйте синусоидальный шим (у вас будет ток похож на синусоиду, но не напряжение). Ширину импульсов напряжения (формирующие вашу синусоиду тока, чтобы на низких скоростях движение шаговика было плавным) сначала поставьте минимальным. Если на низких скоростях один шаг формируется допустим из 1000 импульсов напряжения, то уже на высоких из 10-5, далее по одиному импульсу. И потом уже транзисторы только ограничиваясь дидтаймами.
Ограничитель тока (ацп с датчика тока) поставьте на прерывание (например 0.001с) или в формирование импульса напряжения. Соотв. задаете макс. ток, разница в превышении тока дает процент к срезанию ипульса напряжения по оси х и у. А максималный ток это ваш маскмиальный момент, это можно завести на ручной регулятор.

Не могли бы Вы развернуто ответить на вопрос: почему?

Схемы с ШИМ очень критичны к топологии ПП. Если вы остановитесь на схемотехническом решении с
токоограничением на компараторе, то вам не придётся использовать АЦП, что позволяет осуществить схемотехнически простую
гальваническую развязку контроллера от силовой части (ключей). Помехоустойчивость схемы при этом гарантирована. Представьте случай, когда на ПП у вас ключи для 2х-3х моторов по 6 ампер в фазе.
Напоследок скажу, что топология токоизмерительной цепи очень важна и по причине симметрирования токов в фазах, незначительный подброс опорного уровня за счет токов ключей приводит к несимметрии в десятки процентов. Как следствие, снижение рабочих частот и момента ШД.

Продолжу. Оно... эта... Лучше упрвлять ШД посредством КТ829 и 155РЕ3, чем , ,

с напыху, STK или лЫмЫ-комплектом. Топология ПП - рулит

То есть, не каждый сможет- мне драйвер ШД напоминает с некоторых пор усилитель 50W 3МHz . Слушайте Евгения - эта Монстр приводной

Полно-приводной ? )


Думаю, что сложно будет разработать первый драйвер ШД оптимальным.
Поэтому посмотрите в сторону A3986. Там же и почитать можно, как оно должно работать правильно.

Максим пошутил, я из бывших. Делалось такое в далёкие 80е годы в КБТЭМ.
Например, получилось разгонять трехамперным ДШИ-200 каретку в 15 кг до скорости 0,7 м/сек.
Там же и ДШИ-200 проектировали и др. Всё силовое на дискретных компонентах.
Когда коллеги тупо пытались воспроизвести, по готовой схемотехнике, происходило как раз то,
о чём я написал выше. Макетирование топологии, в сл. малого опыта, очень пригодится.
Для таких (6А) токов можно рекомендовать биполярное управление ключами.

Чекистов бывших не бывает(с)


Не соизмеримо - важно с каким ускорением.


Если уж хочется на дискретных, можно взять схему от принтера CM6337 - там как раз и биполяр и униполяр включения. Силовые транзисторы лишь поменять.

А вообще - баловство. Не получится с кондочка сделать одновременно и просто и достичь высоких характеристик ни по КПД, ни скорости (6А - движки уже не игрушечные). Так что лучше попробовать указанный драйверок - с ним потенциально может получиться, не вдаваясь в дебри ШД, лишь на базе предыдущего опыта.

С какой дискретностью. Гляньте момент ДШИ-200.

Присматриваюсь к L297 - удобно. Встроенные регуляторы тока на компараторах, позволяет разгрузить контроллер.

А это как?
Макетирование топологии - утюг?

Двухполярное относительно истока позволяет быстрее закрыть транзистор.
Способ изготовления лазерный принтер, сейчас так делают.

Вы имеете в виду, то, что потенциал истока опускается ниже нуля? И насколько это улучшает характеристики ключа? Максимальную частоту переключения ключа планирую взять равной 20кГц (т.е. регулятор тока будет работать с этой частотой).
Кстати насколько быстродействующими выбирать оптроны?

Вы имеете в виду лазерно-утюжную технологию, или что-то другое?

Я уже написал, что транзистор лучше закрывать отрицательным напряженим ЗС, так на мой взгляд правильнее. Можно использовать оптроны или трансформаторы, дело вкуса.

Да.

Быстродействие оптронов значения не имеет, если они одинаковы для всех фаз.
Имеет значение быстродействие ключа в целом.
Надеюсь, вы проделали расчёты, подобные этим.

Примерно такое я бы сделал в качестве драйвера.

Нет, ускорением. Как раз из-за того, что момент у ДШИ-200 никакой и дана только масса - реально можем говорить о силе, действующей на указанную массу, а значит только об ускорении. Т.к. при нулевом трении и "коробке передач" скорость может быть гораздо больше указанной, даже для 15кг и ДШИ-200.

Вы хоть сам понимаете, что сказали?
Постройте для ДШИ кривую разгона торможения на участке в метр длиной.

Да.


Аха, вот появилась база для скорости.

Пример был для другого приведен. Максимальная частота вращения ШД (момент=0)
сильно зависит от способа коммутации и качества силовых ключей.
При плохих ключах гармоники тока ведут к появлению резонансов, несимметрия токов снижает КПД.
И тдтп.

Серьезно... А может попроще что-нибудь есть с однополярным питанием, да и микросхемы этой в ближайшем ларьке нету... Мне в принципе этот привод в космос не запускать, но вообще-то хотелось бы чтобы работал надежно.

ОоО! В куче хлама намел оптроны (J312) по 2 бакса штука и ровно 4 микросхемки! Вот их-то и применю.

Есть Power MOSFET/IGBT Gate Drive Optocouplers.

Если подходить по простому, то для начала можно почитать.
Design Considerations in Using the Inverter Gate Driver Optocouplers for Variable Speed Motor Drives.
Optically Isolated IGBT Gate Drive Circuit.
Завтра добавлю ещё.

В применении оптронных драйверов для каждого ключа меня смущает тот факт, что остается гальваническая связь по токовым обратным связям. Ставить гальваническую развязку еще и между МК и L297 как-то расточительно... А что Вы думаете по поводу управления с L297 без драйверов транзисторами типа IRL640?

В случае необходимости можно и аналоговые цепи оптоизолировать.
Avago Optocoupler Designer’s Guide.
Компания Avago Technologies.

Не понимаю, как можно L297 управлять четырьмя силовыми ключами с 6А током.

Наверное, предполагается собрать свою L298 по известной логической схеме на IRL640. Только драйверы-то всё равно нужны какие-никакие

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Между прочим, почему бы просто L298 не запараллелить, если по напряжению проходят?

L298 параллелить можно, но они же предназначены для биполярных ШД.
Ток у них выходной недостаточен, 6А никак не получится.
297ю пробовать можно, только не верится, что будет работать.
Сама она ключ не раскачает, значит нужен драйвер и кувыркания с топологией.
Компаратор, ПМСМ, должен быть максимально приближен к токоизмерительному резистору.
Кстати, для небольших токов подходит такая схема.

После недолгих расчетов определил, что драйвер должен отдавать в начальный момент около 13мА (для времени нарастания tвкл=tвыкл=5мкС. транзистор IRL640). Правда по теплу не считал. Может вообще сделать как на рис. Ну или добавить чего еще... А оптроны поставить на выходы МК.
На резистор R4 сигнал в выхода L297

Ага, пардон про биполярные и 298.

Сути это не меняет, можно параллелить каналы и в драйверах типа
HA13408





Двухтактный надо для полевика, работающего с индуктивной нагрузкой.

Почему бы IR2106 не поставить? доб. Про инверсию уточнив

О, присоветуйте _низковольтный_ (ну чтоб дешево) драйвер для полумоста

зы: IR2106 вроде бы без dead-time`а

Максим, поясню, почему нужно двухполярное питание для управления ключами.
Физическое устройство гибридных ШД таково, что они имеют в роторе постоянные магниты.
Следовательно, отключенная (якобы) фазная обмотка генерерует ЭДС когда вращается ротор.
Плюс к этому трансформаторные связи через магнитовод. Если транзистор не закрылся, через него
начинает течь ток, на который с. у. не реагирует, она уже "закрыла".
Для устранения этой проблемы вводят мёртвое время между сигналами отключения пред. и вкл.
следующей фазы, что не улучшает качество движения механики.
А всего-то нужно иметь ключ, который закрывается достаточно быстро, чтобы через
него не протекал лишний ток. Посему я и предлагал сначала просчитать механику,
чтобы не городить огород в слепую.

Если обясните почему? Буду признателен. Опоздал с постом.

Вероятнее нужно поставить IR2121 или IR4426, поскольку нужно комутировать только транзисторы нижнего плеча.


А почему он может не закрыться? Вроде ушел заряд с затвора в ноль и все транзистор закрыт...

Не понимаю как связана механика и ключи, особенно если частота их коммутации в основном определяется частотой регулятора тока...
Механика мне к сожалению не доступна. Дали движок и гарантию, что мощи и скорости хватит с запасом.

Дык, это и здОрово, чтобы им без загвоздок управлять двумя нижними. И 3,3В по входу..

Есть даже русскоязычные аппноты (вернее Design Tips) интернациональных выпрямителей по организации двухполярного управления затворами обыдеными драйверами.




Объяснил Евгений про гибридность ШД. И на плато Миллера ключ будет срабатывать с шумом. Надо его четко включать и четко выключать.




А зачем? Даже автогеренаторный 2153 позволяет управлять двумя нижними ключами, подключаете Vb+Vcc к питанию , а Vs+COM к массе драйверного питателя. Памятуя про отрицательное напряжение на затворе надо чуть-чуть извратиться, чтобы на Vs+COM было отрицательно без помех для логики управления

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Огурцов, их там столько, что выбирай - не хочу Вообще-то полумосты разные бывают, надо от транзисторов, от заряда, плясать

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Транзистор считается закрытым, когда через канал не протекает ток.
Вы его как-то будете измерять?
А механика и ключи у вас похоже и не свяжутся, к сожалению.

Оригинально, сразу и не понял.



Потому и спрашиваю. И низковольтные - зачем мне на 600V
Ок, в чем разница (никак не нашел) между IR2108 IRS2108 IR2108S IRS2108S ?

Я как раз сейчас пытаюсь сделать устройство позиционирования.
Драйвера для шаговых двигателей уже готовы, и отлично работают.
Я остановилась на A3986 + полевики (сейчас не вспомню какие), были трудности
с достоваемостью, но в итоге приплыли из USA за 3 недели. Кстати у меня 1штука осталась
Скоро буду заказывать ещё 50 штучек.
Выражу своё мнение: L297+L298 уже морально устарели, да и делать на россыпи есть смысл если
нужно получить нечто уникальное. Если напряжение в 50Вольт на обмотку вас устроит,
используйте A3986, если нравится программировать на микроконтроллерах возьмите A3985
У меня вся силовая часть уместилась в объем пачки сигарет (1 канал). + Вы получаете режимы микрошагов, и ещё кучку интересных режимов работы драйвера.

Для размышления немного литературы
http://files.mail.ru/PGOIB1

А тут униполяры крутить надо.

Была бы STK672-050 помощнее...

Правда, есть один нетехнологичный вариант - снять ей крышку и вывести ей транзисторы "какие надо"




S на конце -soic

А после IR, похоже, RoHS

Так униполяры от биполярного драйвера работают. Вот наоборот, как бы, сложно.


Вроде бы не нашел такой зависимости у продавца. Хотя ошибки возможны. Буду мучать irS2108S

зы: RoHS, похоже 2108SPBF

Это как? Надо же вывесить или демпфировать нерабочую в данные момент фазу. Взлетает она под два питания.

Или там обмотки как-то перекоммутируются?

Согласен. Измерять не буду.
Про отрицательное напряжение прочитал вот это. Стало понятно.

Вот! Супер! Похоже то-что надо! И в ларьке есть микросхема IR2112. -5 В на Vs_COM хватит?

-3...-5 В на затвор достаточно.

Сейчас посмотрю датащит 2112 напрЕдмет возможных засад

По-моему, с 2112 очень здОрово всё получится, судя по левел шифтерам в обоих каналах, Logic and power ground ±5V offset и VSS Logic Supply Offset Voltage min -5 max 5

Сделайте трёшницу разницы между com и Vss.

видимо имеется ввиду работу следующим образом
беретсяя и включается обмотка униполяра в режиме бироляра
получается так что режим двойного тока заменяется токами через две обмотки одинарного значения но в разном направлении - что в принципе одно и тоже
вообщем то вполне рабочий режим
и так очень часто включают - кстати ток таким образом в обмотке уменьшается в два раза что тоже может помочь например при выборе микросхемы
так как требует например 1 амперного тока в ключе при работе в униполярном режиме 2 ампер
ну это так для примера

net, а схематически можно? Или где почитать?

То есть пока не понятно, две фазы вместе, а средняя точка -второй конец, или как?