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

[Mostek H][2x IR2184] [4x IRF44N] Regul. obrotów i kierunku.

FastProject 25 Lip 2009 11:14 20108 21
  • #1 25 Lip 2009 11:14
    FastProject
    Poziom 28  

    Witam,
    buduje regulator obrotów silnika DC, z zmianą kierunku tego silnika. Wykorzystuje do tego uP ATmega16 z PWM układ do sterowania mosfetami IR2184 i 4 tranzystory IRF44N.
    Mam problem z wysterowaniem mosfetów mimo, że na bramkach pojawiają się niby dobre przegiegi. Sterowanie jest następujące:
    Regulacja kierunku jest zrealizowana ustawianiem '1' na pinie SD odpowiedniego IR2184, który to na krzyż steruje parą IRF44N. Po ustawieniu tego pinu podaje do tego ustawionego IR2184 przebieg PWM z jednego z wyjść OC1. Czyli jak silnik ma się kręcić w prawo po aktywuje pierwszego IR2184, a jak w lewo to drugiego i podaje na tego aktywowanego sygnały PWM z wyjść OC1A lub OC1B uP.

    I miałbym teraz prośbę abyście sprawdzili czy ta idea sterowania może z poniższym schematem działać? A jeśli nie to co jest źle i co należało by zmienić.
    [Mostek H][2x IR2184] [4x IRF44N] Regul. obrotów i kierunku.

    3 21
  • #2 25 Lip 2009 14:51
    Xweldog
    Poziom 30  

    Witam
    Ten układ nie nadaje się do ciągłego sterowania silnikiem. Idea pracy tych kości polega na tym, że Uz drivera "górnego" bierze się z ładowania C (tu odpowiednio C11 i 13 ) które to robią wtedy, gdy przewodzi dany "dolny". Tu musiałby by być praca na zamianę - pierwsza przekątna / druga / pierwsza ect.
    Ty włączysz tylko jedną, dane C się rozładowuje i odpowiadający mu "górny" przestaje być sterowany.

    0
  • #3 25 Lip 2009 15:59
    FastProject
    Poziom 28  

    ja nie steruje ciągle mostetami tylko z przebiegu PWM, może nie rozumiemy sie?

    Czy jest w ogóle możliwa tak konfiguracja i sterowanie IR2184 aby sterować kierunkiem i szybkością silnika za pomocą PWM, bo teraz zwątpiłem.

    Znalazłem taki układ:
    [Mostek H][2x IR2184] [4x IRF44N] Regul. obrotów i kierunku.
    jak on działa?

    0
  • #4 25 Lip 2009 17:15
    Xweldog
    Poziom 30  

    Z tego dołożonego schematu u mnie widać tylko z 1cm od góry.
    No to napędzaj PWM ale jednym impulsem np. przekątną w lewo - silnik szarpnie w lewo / drugim przekątną w prawo - silnik szarpnie w prawo ect. Wtedy będą się ładować naprzemiennie C11 i C13, kości będą pracować ale silnik będzie praktycznie stał w miejscu.
    Nie wiem jak tu prosto spowodować, by na tych C wciąż było U. Nie widzę sensu tym bardziej, że jest sporo prostych, odpowiednich rozwiązań.

    0
  • #5 25 Lip 2009 18:38
    FastProject
    Poziom 28  

    Ten dołożony schemat:
    [Mostek H][2x IR2184] [4x IRF44N] Regul. obrotów i kierunku.

    Xweldog napisał:

    No to napędzaj PWM ale jednym impulsem np. przekątną w lewo - silnik szarpnie w lewo / drugim przekątną w prawo - silnik szarpnie w prawo ect. Nie widzę sensu tym bardziej, że jest sporo prostych, odpowiednich rozwiązań.


    Mógłbys pisać jaśniej, jak to jednym impulsem PWM-na wejścia IN podawany ten sam PWM ale w odwrotnych fazach?

    Jak masz sprawdzony schemat na sterowanie mocą i kierunkiem silnika DC 24V za pomocą mostka na mosfetach z kanałem N to chętnie spojrzę.

    0
  • #6 25 Lip 2009 19:50
    Xweldog
    Poziom 30  

    To jest kwestia z którą co raz się stykam:
    - warunkiem by zaczął przewodzić dany MOS "górny" jest naładowanie C
    - czyli, wcześniej musi się załączyć znajdujący się "pod nim". Wtedy do masy pójdzie ujemny biegun C ( i jeden koniec obciążenia ) a C naładuje się do 14V przez stosowną diodę.
    - "dolny" musi odpuścić, driver "górnego" biorący "Uz" z naładowanego C wysterowuje "górnego" ( który teraz podciągnie ten sam koniec silnika do +24V ). Ale przewodzenie "górnego" nie będzie trwało wiecznie. C po chwili się rozładuje.
    A jak go "podładować" ? Biegun ujemny C znów musi pójść na masę - czyli znów musi załączyć się "dolny".
    Te kości pracują ale pod warunkiem, że W JEDNEJ I TEJ SAMEJ będą kluczowane naprzemiennie MOS-y "górny/dolny". Nie można kluczować "dolnego" w jednej a "górnego" w drugiej. Silnik będzie się kręcił przez chwilę ale stanie bo wyładuje się stosowne C.
    Podany schemat może działać ale przez skomplikowane sterowanie. Np.:
    1) wysterować z PWM "dolnego" w kości A i "górnego" w B. Górny B nie będzie przewodził gdyż ma pusty C i silnik nawet nie drgnie
    2) w przerwie PWM dać "dolnemu" B krótkiego kopa by doładował C
    3) teraz PWM wysteruje oba i silnik ruszy
    4) dalej w kółko p. 2 i 3.
    To przykładowa możliwość ale tu duty PWM nigdy nie może osiągnąć 100%.
    W kwestii innych, prostych rozwiązań wejdź na temat "Mostki H z hamowaniem" i tam zapytaj.

    0
  • #7 25 Lip 2009 20:42
    FastProject
    Poziom 28  

    Zrobiłem sobie symulacje tego 2 układu i stwierdziłem, że tam, w zależności od wejść Ctrl na stałe załączony jest jeden z dolnych tranzystorów , a podając pwm na wejście PWM wysterowywane są na zmianę "górny" i "dolny" z drugiej strony mostka załączonego "dolnego". Czyli np mamy na stałe załączony "dolny" kości A i PWM-em załączamy parę z kości B. I to chyba by zadziałało, ale faktycznie przebieg nie może mieć 100%, a w takim razie ile 99% i z jaką częstotliwością?

    Poniżej symulacja. Z generatora symuluje PWM, a przełącznikami R i L zmieniam parę która ma być tym sygnałem sterowana:

    Link


    A tak przy okazji, czy diody miedzy drenem i źródłem sa tu konieczne, przecież MOSFET-y mają 'clam-pujące' diody w swojej strukturze?

    0
  • #8 25 Lip 2009 21:43
    Xweldog
    Poziom 30  

    Sam znalazłeś przykład na "fachowość" tego układu. Diody dodaje się bipolarnym, wszystkie MOS-y są z nimi zintegrowane.
    Przemyśl, jak będzie pracowało: w kości A jeden "dolny" włączony na stałe a w B przełączanie "dolny / górny". Czyli - w jednym odcinku PWM praca, obrót silnika / a w pozostałym odcinku hamowanie silnika by naładować C. By nie było hamowania sterowanie należy bardziej rozbudować - na czas włączania "dolnego" B trzeba wyłączać "dolnego" A.
    Ale nie widzę możliwości jak dojść do 100%. Nie będę dalej ciągnął tego, co w inny sposób robi się b.prosto - może kto inny.

    0
  • #9 26 Lip 2009 20:20
    FastProject
    Poziom 28  

    Witam, zaczynam wątpić w jak to określiłeś "fachowość" zastosowanie IR2184 do regulacji obrotów i kierunku silnika 24VDC.
    Znalazłem i ciągle szukam innych i tak np co myślisz o tym układzie:
    [Mostek H][2x IR2184] [4x IRF44N] Regul. obrotów i kierunku.
    Już wcześniej myślałem o zastosowaniu dwuch TC4427 ale nei wiem czego się rozmyśliłem a tu mając takie 2 sterujemy jak nam się chce mosfetami. Tylko teraz pytanie jak zasilaćbęde ukłądy driverów z 15V a mostek z 24V to czy drivery wysterują mi tranzystory z mostka tak jak trzeba?

    0
  • #10 26 Lip 2009 21:12
    Xweldog
    Poziom 30  

    Strzał z armaty do muchy. Po co tu te TC429 ? Na jakiej czastocie PWM będziesz napędzał silnik ? Możesz z grubsza podać rząd ?
    Zamiast "przypuszczać" zrób najprostszy z możliwych ge np na 555 z duty 50% ( potencjometr nie do +Uz tylko do pinu 3 ), przez jakiegoś MOS-a z Rg w bramce np. 100Ω posteruj swój silnik ( zbocznikuj go transilem 15V np. 1,5KE15, P6KE15 lub jakąś mocną diodą bo przy próbach może paść MOS ). Duty będzie stałe, zmieniaj F od np. 100Hz i sprawdzaj moc silnika ( choćby hamując go ręką ). Nie wiem jaki masz silnik ale w ciemno Ci powiem, że m/w od 1kHz będzie wyraźnie tracił moc. A bardzo bym się zdziwił, gdyby miał jakąś przy 10kHz.
    Zrób to, zdecyduj się na konkretną F i wtedy będziemy działać dalej.
    I zastanów się też, czy chcesz mieć hamowanie czy po odłączeniu I ma się kręcić aż sam stanie.

    0
  • #11 26 Lip 2009 22:59
    FastProject
    Poziom 28  

    Dlaczego od razu z armatą. Silnik mam taki: https://www1.elfa.se/elfa~pl_pl/b2b/catalogstart.do?tab=catalog

    Poza tym w tym samym układzie będzie pomiar temperatury z PT100, pomiar napięcia z 2 potencjometrów (jeden to regulacja temperatury 2 regulacja obrotów silnika) i armata jaką jest tu Atmega16 nie jest taką duża armatą, a NE555 to tu nawet iskierki nie wznieci ;)

    Hamowania nie musi być , aczkolwiek może być bo zawsze myślę przyszłościowo. Wolałbym aby było bo nie wiadomo kiedy się następnym razem przyda, a koro już opracowuje mój 1 sterownik silnika to chciałbym już mieć opracowany komplet, więc i z hamowaniem.

    W takim razie częstotliwość będzie można wybrać i zmienić programowo w każdym momencie. Jak na razie skłaniam się już bardziej ku układach TC4427 lub podobnych, a Ty?

    0
  • #12 27 Lip 2009 00:19
    Xweldog
    Poziom 30  

    Ten link mi się nie otwiera. Zresztą, i tak nic by nie dał. Napisałem wyraźnie - przetestuj silnik i podaj F. Ona będzie grubo poniżej 1kHz i sam odkryjesz, że sterowanie MOS-ów mocy na tak małej F aż z TC czy tp. będzie strzelaniem z muchy do armaty.
    Wciąż nie znam dwu podstawowych danych: F i prądu jaki będzie pobierał silnik więc się poddaję. Na koniec podpowiem dlaczego w ostatnim schemacie zbędne są divery:
    - podziel Uz Atmegi16 przez jej Imax z Q i otrzymasz Rg jaki pójdzie do bramki MOS-a mocy.
    - jaki MOS ? Nie znam prądu silnika ale polecam IRF3205.
    - po obliczeniu Rg policz stałą ładowania Ciss 3205 = 3,2nF. Wyjdzie góra kilka µs.
    To teraz porównaj te kilka µs do ms F. Jaki tu będzie współczynnik wypełnienia ? Praktycznie pomijalny. Nic Ci nie da napędzanie MOS-a z drivera. Można go spokojnie sterować wprost z Q Atmegi przez to Rg.
    Nie da tym bardziej, że MOS nie będzie się grzał od zboczy załączających gdyż silnik jest obciążeniem indukcyjnym i będzie włączany bezprądowo.
    "Pod prądem" będzie wyłączanie, tu może trochę się grzać. Ale wystarczy dać z Rg pnp jak to jest na wielu schematach.

    Ale ten Twój układ ma inne poważne wady:
    - w ogóle nie będzie działał - górne muszą być Chanel P i troszkę inaczej podłączone
    - będzie chodził ale tylko do 18V. Powyżej padną TC429.

    0
  • #13 27 Lip 2009 07:37
    FastProject
    Poziom 28  

    Silnikiem jest element 54-457-05 z ELFY. Z tej tabeli: https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/webroot/Z_DATA/05445507.pdf to typ: E192.24.5

    Mam tranzystory IRF44N i takie muszę wykorzystać, poza tym z wiadomych pewnie Ci względów chce uniknąć mosfetów z kanałem P.

    Inny schemat, optoizolacja i mała przetwornica podwyższająca napięcie sterujące górne tranzystory?:
    [Mostek H][2x IR2184] [4x IRF44N] Regul. obrotów i kierunku.

    Co do zasilania układów, TC to przecież można by dać stabilizator 15V i zasilić je z 15V,a człowiek który zbudował ten ostatni mostek twierdzi, że on działa, ale nie wiem jak dobrze bo nie opisał.

    0
  • #14 27 Lip 2009 10:26
    Xweldog
    Poziom 30  

    Ten układ powinien działać ale wiadomo - diabeł tkwi w szczegółach. Masz Uz 24V które jest przetworzone na 48. "Dolne" są prawidłowo zabezpieczone Zenerkami w GS. Ale "górne" będą padały.
    Lepiej, by "dolne" miały R 10k wprost w GS a nie jak teraz - przeładowywanie Ciss jest przez 10k a rozładowanie przez 20k ( czyli tam, gdzie zawsze powinno się dbać o szybsze zbocza ). Ja bym to zmienił: dał 10k dał równolegle z Zenerką a drugi 10k do transoptora.
    Następny drobny błąd. Po co kluczować, "podgrzewać" zboczami oba MOS-y w danej przekątnej skoro jeden może być włączony na stałe i robić za kawałek drutu a kluczować tylko jednego. Ale niech będzie.
    Co do TC. Ogranicz mu Uz do 15V i popatrz co będzie przy drugim Uz24V:
    - jak dasz "górne" tak jak polecałem chanel P to one zawsze będą w stanie przewodzenia
    - jak dasz chanel N to nigdy się w pełni nie wysterują

    Ogólnie kierunek niby dobry ale pomyśl sam: chanelP + R i zenerka daje to samo co: przetwornica, transoptor, komplikacja układu a i tak nie jestem pewien jak to będzie to działać. Mam nadzieję, że dasz info jak to się sprawuje.

    0
  • #15 27 Lip 2009 10:56
    FastProject
    Poziom 28  

    Hmm, trafne uwagi co do układów TC, tak podejrzewałem ,ale wolałem się upewnić.
    A nie chce tranzystorów z kanałem P bo są rzadziej spotykane i mają wiekszą rezystancję Rds.

    A to takie pytanie, czy to zwiększone napięcie na przetwornicy musi byc aż 48V? nie może być mniejsze. Jeśli może to ile minimalnie powinno ono wynosić i jaką wydajność prądową powinna mieć ta przetwornica?

    0
  • #16 27 Lip 2009 11:09
    Xweldog
    Poziom 30  

    Z dolnymi nie ma problemu, wiszą na masie i z nimi wszystko jasne: zenerka zrównoleglona R ( sama zenerka ograniczy U ale nie rozładuje Ciss ) + jakiś R do sterowania.
    Ale dla górnych odniesieniem będzie +24V. By je wprowadzić w porządne przewodzenie muszą mieć między GS co najmniej 10V co daje min. 34V.
    Wciąż nie wiem, o jakim prądzie mowa. Do większości przypadków doskonałe są chanel P IRF4905. Kosztują ok. 4-5zł szt. A że z natury mają trochę większe Rds niż przybliżone chanel N - nic nie nakazuje ich kluczować i "podgrzewać' zboczami. W mostku należy je włączać na stałe by robiły za kawałek drutu a PWM taktować tylko mocniejsze chanel N.

    0
  • #17 28 Lip 2009 12:57
    FastProject
    Poziom 28  

    Xweldog napisał:
    Wciąż nie wiem, o jakim prądzie mowa.


    Chodzi mi o prąd przetworniczki podwyższającej napięcie do tych minimum 34 woltów potrzebnych do wysterowania górnych mosfetów.

    0
  • Pomocny post
    #18 28 Lip 2009 14:09
    Xweldog
    Poziom 30  

    Mi nie chodzi o ten tylko silnika. Bo nie wiadomo czy IRF44 będą do niego wystarczające.
    Prąd przetworniczki można z grubsza oszacować kierując się Ciss tego IRF i zastosowaną przez Ciebie częstotliwością PWM. Przetworniczka nie musi dawać "grubych" amperów ale musi być wystarczająco wydajna, by móc porządnie przeładowywać Ciss. Ale od początku piszę, koncepcja z tymi IR21xx jest b.kiepska. Z powodu braku MOS-ów P musisz dodać dwie przetworniczki albo jedną podwójną. Bo dodatkowych U potrzebują obie kości. Z każdym krokiem wsio się coraz bardziej rozrasta. Teraz nie jest znana częstotliwość przeładowań - coś podpowiem i później będziesz miał do mnie pretensje że źle. Nie wiem ile, zrób jakąś dającą z 200mA, powinna wystarczyć.

    0
  • #20 28 Lip 2009 16:34
    FastProject
    Poziom 28  

    A ten silnik to ma prąd maksymalnie 1A przy pełnych 24V. Czli malutko na taki mostek:) z IRFZ44N

    Zbadałem najlepszą częstotliwość pracy PWM i wyszło około 150Hz. Jak mniej to za bardzo skacze, jak więcej to traci moc przy niskich obrotach. Silnik pracuje na lekko ciepłych mosfetach(oba mają taką same temperaturę wiec zakładam, że górny jest w miarę dobrze włączany).Układ mostka to ten ostatni z transoptorami i uwagami Xweldog co do rezystorów-na bramkach dolnych wiszą zenerki 15V i równolegle rezystory 10k. Steruję jednocześnie parą tranzystorów na skos-łatwiejsze sterowanie. Przetwornice zrobiłem dokładnie na taki prąd (200mA) na MC34063 i na razie sprawuje się to całkiem przyzwoicie. Jak wprowadzę i zmontuje ten mostek w docelowym układzie to dam jeszcze znać.

    A tak przy okazji mostek z układami IR może by mi zadziałał , gdybym wybrał odpowiedni np IR2110 lub IR2181 czyli "Low/Hide side driver" a nie "Half-bridge driver" jakim jest IR2184 z którym się na początku męczyłem. Z tego co się dowiedziałem "Low/Hide side driver" mogą sterować tranzystorami górnym i dolnym nawet jak te są po 2 stronie mostka, czyli niezależnie od siebie i niezależnie od stanu 2 tranzystora. Może kiedyś się nimi pobawię, a nawet na pewno to zrobię:)

    0
  • #21 29 Lip 2009 15:09
    Xweldog
    Poziom 30  

    Spodziewałem się, że Twój silnik pójdzie najlepiej na ok. 100-200Hz.
    Nie bierz za bardzo do siebie tego "na siłę". Sam często robiłem niezbyt udane pomysły, cenię ludzi którzy coś tworzą. Ty już zacząłeś ale chciałem do tego rozwiązania zniechęcić innych.

    0
  • #22 29 Lip 2009 17:33
    FastProject
    Poziom 28  

    Nie wziąłem ;) i dzięki za pomoc.

    0