Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.

ddokupil 03 Maj 2009 17:20 6737 36
  • #1 03 Maj 2009 17:20
    ddokupil
    Poziom 15  

    Mam problem następujący. Buduję układ rozładowywania akumulatorków sterowany mikroprocesorowo. Chciałbym sterować prądem rozładowywania w następujący sposób: Za pomocą PWM z uC chciałbym generować napięcie wzorcowe które będzie porównywane z napięciem odkładającym się na rezystorze przez który płynie prąd rozładowywania. Jaki układ powinien być w miejscu "?" który by pilnował aby napięcia z PWM i wyżej wymienionego rezystora były równe?

    Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.[/img]

    0 29
  • #2 03 Maj 2009 21:14
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Po prostu - komparator napięcia.
    Pozdrawiam.

    0
  • #3 03 Maj 2009 21:24
    ddokupil
    Poziom 15  

    Problem w tym, że:

    Komparator napięcia służy do porównywania analogowego sygnału u(t) z napięciem progowym
    (referencyjnym) U: w przypadku idealnym wyjście komparatora przyjmuje tylko dwie wartości napięcia,
    wysoką H (high) i niską L (low), jedną dla u(t)<U, drugą dla u(t)>U. Przejście od jednego stanu do drugiego
    zachodzi dla u(t) = U, to jest dla punktu, w którym charakterystyka wyjściowa wykazuje nieciągłość (rys. 1).
    Jest zatem komparator napięcia układem o wejściu analogowym i wyjściu cyfrowym, działa na styku
    elektroniki analogowej i cyfrowej, pełni rolę jednobitowego przetwornika analogowo-cyfrowego. Bywa
    nazywany komparatorem analogowym, dla odróżnienia od komparatora cyfrowego, porównującego dane
    cyfrowe podawane w postaci wielobitowych słów zerojedynkowych.

    Ja potrzebuję czegoś co płynnie zwiększy wyrzucane z siebie napięcie jeśli napięcie na rezystorze spadnie lub zmniejszy jeśli podskoczy.

    Generalnie na dzień dzisiejszy układ działa w ten sposób, ze atmega generuje PWM i sprawdza napięcie. Zwiększa wypełnienie jeśli napięcie jest zbyt niskie lub zmniejsza jeśli zbyt wysokie. Jednak stabilność tego jest kiepska. Może można by troche poprawić program jednak chciałbym aby to się analogowo odbywało.

    0
  • #4 03 Maj 2009 21:44
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    ddokupil napisał:

    Ja potrzebuję czegoś co płynnie zwiększy wyrzucane z siebie napięcie jeśli napięcie na rezystorze spadnie lub zmniejszy jeśli podskoczy.

    No to po prostu - wzmacniacz odwracający (różnicowy).
    Pozdrawiam.

    ps. a tak na marginesie - przez tak włączony MOSFET z kanałem typu "p" nie popłynie żaden prąd :cry:

    0
  • #5 04 Maj 2009 11:18
    Dar.El
    Poziom 40  

    Witam
    Potrzebne jest źródło prądowe, zrobione na wzmacniaczu operacyjnym + mosfet. Jeżeli na schemacie jest mosfet N, to 5V na bramkę może być za mało.

    0
  • #6 04 Maj 2009 14:48
    ddokupil
    Poziom 15  

    Znalazłem w czeluściach netu coś takiego:

    Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.

    Wrzucone w Micro-Cap działa ok

    Nie wiem tylko co to za dziwny ten układ ze wzmacniaczem U5B. Troche jak integrator ale w sumie nie. W każdym razie będę to składał na dniach i zobaczę jak się spisuje. może ktoś rozszyfruje jak to działa?

    A ten MOSFET to będzie chyba IRFP250N. Według not i Micro-Capa powinien się zadowolić 5V. Z resztą Ten układ powinien móc oddać więcej niż 5V.

    0
  • #7 04 Maj 2009 17:39
    Dar.El
    Poziom 40  

    Zastosuj LM358. Bramka mosfeta wg schematu może być wysterowana nawet 10V, więc starczy.

    0
  • #8 04 Maj 2009 17:43
    ddokupil
    Poziom 15  

    Że to jest wzmacniacz operacyjny to wiem. Zastanawia mnie co to jest za konfiguracja układu. Szukałem w literaturze i nie znalazłem nigdzie takiej samej

    0
  • Pomocny post
    #9 04 Maj 2009 18:13
    Dar.El
    Poziom 40  

    Jest to właśnie źródło prądowe. U5A wzmacnia napięcie z rezystora pomiarowego R GOLD, U5B porównuje to napięcie z zadanym z dzielnika i tak steruje mosfetem, aby spadek napięcia na rezystorze pomiarowym był stały.

    0
  • #11 05 Maj 2009 09:59
    ddokupil
    Poziom 15  

    No :) To teraz wszystko jasne. tego mi było trzeba. Dziekówa.

    0
  • #12 15 Maj 2009 12:08
    ddokupil
    Poziom 15  

    W teorii i symulacjach wszystko fajnie ale nie mam pojęcia jak podłączyć tego Mosfeta (IRFP250N) żeby nie przewodził. Na razie dysponuję zasilaczem tylko 3A ale tak czy inaczej w żaden sposób nie mogę zejść poniżej tej wartości prądu jeśli napięcie Vds jest wyższe niż 1.6V. W ogóle nie wiem jak nim sterować.

    Jak sprawdzić działanie mosfeta za pomocą skrajnie prostegu układu?

    0
  • #13 15 Maj 2009 12:45
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    ddokupil napisał:

    Jak sprawdzić działanie mosfeta za pomocą skrajnie prostegu układu?


    Na przkład tak:
    Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.

    Wskaźnikiem stanu otwarcia/zamknięcia tranzystora nie musi być oczywiście LED, ale dowolne inne obciążenie (np. żarówka).
    Pozdrawiam.

    0
  • #14 18 Maj 2009 10:40
    ddokupil
    Poziom 15  

    No nie wiem. Coś ewidentnie źle robię. Już myślałem, że powyższy schemat działa ale okazało się, że zasilacz nie wyrabiał i dlatego led gasł. Podłączyłem więc to w ten sposób:

    Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.

    I teraz tak... chciałem sterować mosfetem regulując napięcie na dolnym wyjściu ale zanim ono dochodzi do jakichś sensownych woltów dochodzi również do 3A i tyle z próby... WTF?

    0
  • #15 18 Maj 2009 11:55
    _jta_
    Specjalista elektronik

    To wygląda na to, że już spaliłeś MOSFET-a...

    0
  • #16 18 Maj 2009 12:10
    ddokupil
    Poziom 15  

    Jeśli spaliłem to dwa, bo dwa zachowują się identycznie. raczej mało prawd. bo przy drugim uwazałem zeby go nie nadwyrężać.

    0
  • #17 18 Maj 2009 12:53
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Najprościej sprawdzić omomierzem - jak przewodzi między bramką, a którąś inną końcówką, to jest spalony.

    0
  • #19 18 Maj 2009 16:51
    dzik84
    Poziom 17  

    Z tego co zauważyłem to nigdzie tu nie było wspomniane że biegun " - " baterii/pakietu również musi byc podpięty, tzn. połączony z masą rozładowywarki.
    Sam kiedyś zbudowałem cyfrową rozładowywarkę w czasach jak się bawiłem modelarstwem. Użyłem IRFP260N a wzmacniacze o ile pamietam to były OPA2241 i OPA2277 (jeden sterowanie IRFP a drugi pomiar prądu) sterowała tym atmega8 gdzie wysterowanie IRFP odbywało się przez PWM na podstawie wartosci pradu która trafiała na wejście ADC. Niestety nie mogłem teraz znaleśc ani schematu ani programu, a sam układ leży w szafce pozbawiony już lcd, procka i wzmacniaczy operacyjnych

    0
  • #20 17 Lip 2009 12:07
    ddokupil
    Poziom 15  

    Od czasu ostatniego postu posunąłem się ładny kawał do przodu z projektem. Chciałbym jednak dodać zabezpieczenie przed odwrotnym podłączeniem pakietu i tutaj pojawiły się schody. Totalnie nie przewidziałem tego, ze IRFP250N będzie przewodził cały czas w drugą stronę. Znaczy to tyle, ze nie mogę się pomylić przy podłączaniu akumulatora bo wszystko się zjara. Czy ktoś opatentował jakieś rozwiązanie, żeby mosfet zatkać również w drugą? Ponieważ ma tutaj lecieć prąd >= 60A musiałbym podłączyć duży przekaźnik a to słabe rozwiązanie.

    0
  • #21 17 Lip 2009 13:37
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jak najbardziej można podłączyć MOSFET-a tak, że zabezpieczy przed odwrotnym podłączeniem zasilania,
    o ile napięcie nie przekracza dopuszczalnego napięcia bramki - WYKORZYSTUJĄC to, że przewodzi w drugą
    stronę; i taki układ zabezpieczający zawiera tylko MOSFET-a, bez jakichkolwiek innych elementów. ;)
    O ile pamiętam, jest podany gdzieś na forum - można użyć "Szukaj", albo zgadnąć, bo możliwości jest niewiele.

    0
  • #22 17 Lip 2009 14:34
    ddokupil
    Poziom 15  

    No tak, znalazłem, ale musiałby to być mosfet który by wytrzymał ciągłe 60A. Chyba zwyczajnie dam diody Shottkyego przy każym mosfecie mocy i pozamiatane. Już robiłem próby. Powinny przeżyć.

    0
  • #23 17 Lip 2009 15:45
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Myślę, że MOSFET, który wytrzyma stały prąd 60A, kosztuje dużo taniej od diody na taki prąd
    (chyba, że masz namiary na sklep, w którym diody 60A są po parę zł, bo ja w jednym sprawdziłem
    i okazało się, że Schottky 2x30A są po 18 zł - więc kilka razy więcej od MOSFET-a na 75A).

    0
  • #24 18 Lip 2009 09:05
    ddokupil
    Poziom 15  

    No tak, są mosfety na 75A ale to nie jest z nimi do końca tak chyba, że puszczę 75A i mam resztę gdzieś. One 75A to chyba w ciekłym azocie mają, inaczej idą z dymem. Mam tak na prawdę kilka mosfetów mocy połączonych równolegle. Przed każdym dam diodę na 15A i sprawa powinna być załatwiona.

    Chociaż z drugiej strony może sprawa nie jest taka przegrana... Przy mosfecie mającym Rds(ON) 5,8mΩ puszczając 60A, a o minimum taki prąd mi chodzi, wydzieli się nie całe 21W. Tylko, że on jest odwrotnie spolaryzowany a wtedy to już nie wiadomo jaką ma rezystancję. To w ogóle się dioda z tego robi i jest jeszcze inaczej. No nie wiem. Mam cały weekend żeby nad tym pomyśleć.

    No i druga kwestia skoro już piszę. Te mosfety są sterowane przez układ taki jak wyżej gdzieś był pokazany, chyba nawet przeze mnie. Czyli opamp porównuje napięcia z PWM i z rezystora wzorcowego i stara sie je zrównać sterując mosfetem. Przy trzech sztukach działa znakomicie ale przy ośmiu ani przy pięciu już nie. Jak PWM jest bardzo małe to tranzystory pozostaja zamknięte a jak już nieco większe to się chyba całkiem otwierają. W sumie to nie wiem do końca bo mam ograniczenie na zasilaczu do 3A a nie chce podłączać akumulatora żeby tego nie zjarać. Dobrze, że nie podłączyłem akumulatora od razu. :) Późno wczoraj było i już mi się nie chciało szukać przyczyny ale najbardziej podejrzewam, że opamp nie wyrabia prądowo. Zaraz sprawdzę w katalogach jak to jest, ale gdyby tak było to jakie rozwiązania sugerujecie?

    Sprawdziłem. Jeśli dobrze odczytałem datasheet od IRFP250N to prąd bramy jest 100nA. A prąd wyjściowy z LM358 to 20mA, więc nie tutaj leży przyczyna złej pracy.

    0
  • #25 18 Lip 2009 11:32
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    ddokupil napisał:
    Jeśli dobrze odczytałem datasheet od IRFP250N to prąd bramy jest 100nA. A prąd wyjściowy z LM358 to 20mA, więc nie tutaj leży przyczyna złej pracy.

    Przyczyną jest pojemność wejściowa MOSFETA. Przy sterowaniu impulsowym (PWM) i jeszcze równoległym łączeniu kilku tranzystorów wydajność prądowa op-ampa jest za mała - konieczny jest driver o małej rezystancji wyjściowej (najprostsze rozwiązanie to para komplementarna tranzystorów npn-pnp lub specjalne drivery - opisy znajdziesz na forum).
    Pozdrawiam.

    0
  • #26 18 Lip 2009 12:47
    ddokupil
    Poziom 15  

    No dobrze, ale para komplementarna mi albo całkowicie otworzy mosfeta albo całkowicie zamknie. Podobnie chyba driver. Właśnie sobie uświadomiłem, że nie wiem do końca na jakiej zasadzie działa ten układ:

    Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.

    Czy to jest tak, że z opampa wychodzi odpowiednie stałe napięcie które otwiera tranzystor częściowo i dzięki temu można sterować prądem czy z opampa wychodzi coś blizej sygnału pwm i mosfet jest nim kluczowany? Gdyby to był drugi przypadek to para komplementarna by się sprawdziła.

    0
  • #27 18 Lip 2009 20:20
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    No tak, powyższy układ pracuje liniowo, a nie impulsowo (sygnał PWM jest uśredniany) więc mój poprzedni post nie ma tu raczej zastosowania, chociaż wiele zależy od częstotliwości PWM (wartości kondensatorów są stosunkowo małe).
    Pozdrawiam.

    0
  • #28 19 Lip 2009 16:14
    ddokupil
    Poziom 15  

    No właśnie. Jeszcze raz przeliczę filtr PWM i zwiększę częstotliwość, może zacznie działać. A jak powinna być rozwiązana kwestia wyjścia z opampa na mosfety? Powinien być jeden rezystor na wszystkie czy dla każdego mosfeta osobno? No i jaka wartość? Teraz mam po 4k7 dla każdego z tranzystorów. Może dokładność 5% to zbyt duży rozrzut parametrów?

    0
  • #29 20 Lip 2009 03:32
    nemo07
    Poziom 36  

    ddokupil napisał:
    No właśnie. Jeszcze raz przeliczę filtr PWM i zwiększę częstotliwość, może zacznie działać. A jak powinna być rozwiązana kwestia wyjścia z opampa na mosfety? Powinien być jeden rezystor na wszystkie czy dla każdego mosfeta osobno? No i jaka wartość? Teraz mam po 4k7 dla każdego z tranzystorów. Może dokładność 5% to zbyt duży rozrzut parametrów?
    Problem nie lezy w czestotliwosci PWM, tylko filtracji. Dla lepszej filtracji PWM wypadaloby do R5I zapiac rownolegle pojemnosc ≥1nF. Zmien tez C5D na ≥ 1nF. Podobnie C5C - na ≥ 1nF, inaczej uklad bedzie potencjalnie niestabilny, zaleznie od typu WO, MOSFETa itd. Zwieksz tez solidnie C5A.
    U5B pracuje liniowo, a MOSFET zapiety w petle U5A, U5B pogarsza margines fazy. Poczytaj z teorii WO (uklady calkujace, kompensacja WO).
    Najlepiej uzyc pojedynczego MOSFETa.
    Laczenie rownolegle wielu MOSFETow mialoby sens po dobraniu ich pod wzgledem ch-k przejsciowych i - ponadto - dodaniu kazdemu w zrodle rezystora wyrownawczego rzedu min. 10...50 mΩ, odpowiednio do odchylki ch-ki. W takim przypadku jest obojetne, czy uzyjesz jeden wspolny rezystor bramkowy, czy indywidualne dla kazdej bramki. Istotne jest, by Uzas podzielone przez wypadkowa rownolegla wszystkich tych rezystancji nie przekraczalo wartosci ca. 10mA (patrz spec. stosownego WO: output voltage swing vs load resistance).
    Pozdrawiam

    0
  • #30 20 Lip 2009 12:57
    ddokupil
    Poziom 15  

    Idąc trochę za radami nemo07 a trochę kierując się własną inwencją zmieniłem nieco układ. Główny problem był w tym, że przypadkiem przylutowałem odwrotnie przewody od pomiaru napięcia na rezystorze wzorcowym. Z resztą ten schemat co dałem był dość stary i się zmienił już kilka razy. tak to wygląda teraz:

    Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.

    Układ w zasadzie działa z ośmioma mosfetami ale działa nierówno. Jedne tranzystory grzeją się bardziej niż inne. Nie mam małych rezystorów na dużą moc więc nie mogę ich dać na źródła ale czy one by rozwiązały tą sytuację? Musiałbym chyba dobierać rezystory indywidualnie do każdego mosfeta żeby się wyrównało a to dość "czerstwe" zadanie. Co ciekawe mosfety pochodzą z jednej listwy a mimo to różnice są spore. Może chodzi o miejsce dopięcia do głównego kabla? Tak to wygląda: Sterowanie mosfetem ze sprzężeniem zwrotnym.
    Bardziej grzeją się te po lewej.

    0