Mam pytanie co do układu IR2111PBF. Chciałem przetestować układ i zbudowałem układ pół mostka. I moim pytaniem jest czy można napięciem 5 V sterować tym układem? (oczywiśnie układ poprawnie podłączyłem i zasiliłem 12 V)
Zastanawia mnie, bo gdy podawałem 5 V na wejście układu sterującego to układ nie reagował a gdy podpinałem 12 V na wejście to tranzystory przełączały poprawnie.
(tranzystory podłączyłem przez 100 ohm a do układu ir dodałem kondensator 10 uF)
Dokumentacja Tabela na stronie 3. Przy zasilaniu 12V jakieś 7,6V to minimalne napięcie wejściowe dla stanu 1. Ogólnie ten driver nie bardzo nadaje się dla napięć rzędu 12V, ponieważ jest dedykowany do napięć bliskich sieciowym.
Jeżeli chcesz sterować z uC w logice 5V, to albo weź inny IR, albo poszukaj czegoś od Microchip: Strona
Sprawdziłem inny układ sterowania IRS2001 do tranzystorów mosfet, odbiornik podłączyłem jak na rysunku poniżej:
Wejścia sterujące podłączyłem do wyjść atmegi CO1A oraz OC1B a programowo napisałem program który podawał na te wyjścia PWM. PWM na dwóch wyjściach są ze sobą w fazie.
Układ na pierwszy rzut oka działał poprawnie ale chciałem sprawdzić czy na pewno dwa tranzystory się odpowiednio wyłączają i okazało się że niekiedy zdarza się że jeśli odłączę jedną końcówkę od wejścia sterującego (tylko przy końcówce od górnego tranzystora tak się dzieje) to dioda nadal świeci, czyli wygląda na to że ten tranzystor jakimś sposobem nie wyłączył się. Jeśli potem tą końcówkę z powrotem wepnę do układu sterującego i znowu wyjmę to dioda nadal świeci czyli chyba tranzystor cały czas jest załączony(wygląda tak jakby utraciło się kontrole nad sterowaniem tranzystora). Dopiero jak wyłączę zasilanie układu to układ powraca do normalnej pracy.
Sprawdziłem inny układ sterowania IRS2001 do tranzystorów mosfet, odbiornik podłączyłem jak na rysunku poniżej:
Wejścia sterujące podłączyłem do wyjść atmegi CO1A oraz OC1B a programowo napisałem program który podawał na te wyjścia PWM. PWM na dwóch wyjściach są ze sobą w fazie.
Układ na pierwszy rzut oka działał poprawnie ale chciałem sprawdzić czy na pewno dwa tranzystory się odpowiednio wyłączają i okazało się że niekiedy zdarza się że jeśli odłączę jedną końcówkę od wejścia sterującego (tylko przy końcówce od górnego tranzystora tak się dzieje) to dioda nadal świeci, czyli wygląda na to że ten tranzystor jakimś sposobem nie wyłączył się. Jeśli potem tą końcówkę z powrotem wepnę do układu sterującego i znowu wyjmę to dioda nadal świeci czyli chyba tranzystor cały czas jest załączony(wygląda tak jakby utraciło się kontrole nad sterowaniem tranzystora). Dopiero jak wyłączę zasilanie układu to układ powraca do normalnej pracy.
Jaka może być przyczyna tego zjawiska?
Ten układ nie będzie działał zgodnie z Twoimi oczekiwaniami.
Zastosowany driver steruje górnym tranzystorem w układzie typu "bootstrap", żeby w ogóle górny tranzystor został załączony, kondensator podłączony do VB i VS kiedyś musi się naładować, dzieje się to zazwyczaj po dołączeniu VS do masy przez stosunkowo małą rezystancję.
Zjawisko, które obserwujesz polega na tym, że po załączeniu dolnego tranzystora ten kondensator ładuje się przez obciążenie dioda / rezystor, dlatego dioda świeci.
Poczytaj sobie o zasadzie działania drivera tranzystorów mosfet, który wykorzystuje konfigurację "bootstrap". Robi je wielu producentów, jest dużo materiałów na ten temat.
Mam jeszcze pytanie co do układu IR2121 czyli sterownika jednego tranzystora z wykrywaniem przeciążenia
układ połączeń wygląda następująco:
W dokumentacji wyczytałem że poprzez wybór kondensatora do wejścia ERR można ustalać opóźnienie wykrywania przeciążenia co można obliczyć z poniższej formuły:
lecz zastanawia mnie czy dobrze rozumiem kiedy zadziała wyłączenie układu przez przeciążenie?
Znalazłem w dokumentacji poniższy wykres:
Czy dobrze rozumiem że, gdy napięcie na rezystorze pomiarowym (bocznikowym) "CS Input positive Going Threshold (mV)" przedstawione na wykresie powyżej przekroczy typowe napięcie to wtedy zadziała przeciążenie?
Jeszcze mam pytanie dlaczego na schemacie z rysunku pierwszego, tranzystor mosfet ma tak jakby dwie końcówki źródła "S"? np. w internecie znalazłem wykorzystanie takiego układu i na tym schemacie nie ma takich dwóch dziwnych końcówek tranzystora:
Wejście CS jest podłączone do komparatora, który wyłączy tranzystor, kiedy napięcie na rezystorze pomiarowym wzrośnie powyżej progowego. Dodatkowo, ten sterownik ma możliwość ignorowania wysokiego prądu przez czas określany kondensatorem dołączonym do wyprowadzenia ERR. Dzięki temu, układ nie będzie się wyłączał przy sterowaniu obciążenia pojemnościowego. Ważne jest, aby wiedzieć jak długo tranzystor może pracować z prądem większym od ustawionego i odpowiednio dobrać wartość pojemności ERR.
Ten tranzystor na pierwszej stronie dokumentacji, to tranzystor z wbudowanym lustrem, czyli drugim tranzystorem wykonanym na tym samym podłożu, ale często z wiele razy mniejszym kanałem. W ten sposób prąd roboczy idzie głównym źródłem, a do pomiarów używa się prądu zredukowanego. Ma to pewne plusy. Pozwala zredukować straty mocy, ponieważ 100x mniejszy prąd to 10000x mniej ciepła. Może też poprawić jakość pomiarów przy większych prądach, ponieważ mniejsze znaczenia ma rezystancja przewodów i połączeń, gdy można użyć rezystora o większej wartości. Na przykład do ograniczenia prądu 100A w tym układzie potrzebny będzie rezystor 0,2V/100A = 2mOhm albo 0,2A/100Ax500 = 1Ohm. Spora różnica. Problem jest taki, że lustro jest mało dokładne i pływa z temperaturą, a poza tym takie tranzystory są trudniej dostępne. Dla przykładu BUK7908-40.
Interesowałem się układami sterującymi ponieważ chciałbym wykonać przerywacz obniżający napięcie sterowany z atmegi. Na początku chciałbym wykonać przerywacz podwyższająco-obniżający napięcie z 12 V czyli na wyjściu było by napięcie od 0 do ok. 24 V DC.
Lecz zastanawiałem się ostatnio czy można za pomocą przerywacza wykonać zasilacz obniżający napięcie wprost z 230 V AC. Czyli na wyjściu można by regulować napięcie od 0 V do około 325 V DC. Lecz taki przerywacz nie posiada separacji galwanicznej oraz zastanawiam się czy jest bezpieczny dla użytkownika? Czy istnieje potrzeba separacji galwaniczej sprzężenia zwrotnego napięcia?(np z układem transoptora liniowego IL300) oraz sygnału PWM z atmegi aby odizolować cały układ sterowania?
Szkielet schematu takiego zasilacza zamieściłem poniżej.
Na początku napięcie zmienne jest prostowane czyli na kondensatorze C1 panuje napięcie stałe około 325 V, następnie dzięki układowi przerywacza sterowanego z mikrokontrolera atemega napięcie na wyjściu może być obniżane. Napięcie na wyjściu jest kontrolowane poprzez mikrokontroler. Mierzone napięcie na wyjściu poprzez układ wzmacniacza różnicowego LM358 jest podawane na wejście atmegi na wejście przetwornika ADC oraz porównywane z napięciem zadanym w programie cpu dzięki czemu tranzystor jest odpowiednio wysterowywany sygnałem PWM a mierzone napięcie bedzie wyświetlane na wyświetlaczu LCD (program już w wiekszosci napisałem w jezyku C). Kontrola prądu jest realizowana poprzez układ sterujący tranzystorem na rezystorze bocznikowym RB wiec nie ma chyba potrzeby dodatkowego pomiaru prądu. Zasilanie układów sterujących odbywa się poprzez mały transformator 230/8,5 czyli na kondensatorze C3 panuje napięcie okolo 12 V, napięcie to zasila driver IR2121 oraz poprzez małą przetworniczkę 12/5 V zasilany jest mikrokontroler.
Taki układ to inaczej buck converter, czyli przetwornica obniżająca napięcie.
Twój układ nigdy nie zadziała.
0. Tranzystor ze wzbogacanym kanałem N, do pracy potrzebuje napięcia na bramce wyższego niż na źródle. Tutaj w zamyśle to może zadziałać dla napięć wyjściowych do kilku V.
1. Rezystor pomiarowy przypiąłeś do masy, więc napięcie na wyjściu tego układu zawsze będzie zero.
2. Jeżeli odłączysz rezystor pomiarowy od masy, to z układu zostaną tylko nóżki, kiedy jakimś cudem włączysz tranzystor.
3. Pomiar napięcia wyjściowego realizujesz na dzielniku, a później podajesz to na kolejny dzielnik. Trochę bez sensu, jeżeli nie wstawiłeś żadnych elementów zabezpieczających, np. TVS.
4. Opamp dostaje napięcie pomiarowe na +, bez offsetu. LM358 nie jest R2R i nie lubi tego.
5. Nie podałeś wartości krytycznych elementów, więc nie wiadomo czy ta konfiguracja może być sterowana z megi. A już z całą pewnością nie można powiedzieć nic na temat stabilności tego układu.
Jaki prąd potrzebujesz na wyjściu? Być może znacznie lepszym rozwiązaniem będzie boost converter, albo flyback.
Przetwornica miałaby być na moc około 100 W, więc maksymalny prąd miałby wynosić około 0,3 A. (P = I*U = 0,3 A*325 V = 97,5 W)
Analizując co napisałeś poprawiłem schemat:
- Zastosowałem driver IR2105 czyli układ do sterowania półmostka dzięki czemu nie ma problemu ze sterowaniem górnego tranzystora a gdy dolny tranzystor przewodzi to kondensator C5 zasilający układ sterowania górnego tranzystora, ładuje się.
- Do tranzystora dolnego zastosowałem diodę schottkyego która ma lepsze parametry niż "pasożytnicza dioda mosfeta"
- Mikrokontroler oraz wzmacniacze operacyjne zasilane są poprzez układ stabilizatora z regulowanym napięciem LM317
napięcie wyjściowe na tym stabilizatorze wynosi: 1,25 V * (1 + R10/R1) = 1,25 * (1 + 8,6/1) = 5 V na wyjściu
- Pomiar napięcia realizowany jest poprzez dzielnik napięcia z rezystorów R2, R3, czyli przy napięciu wyjściowym 325 V na rezystorze R3 panuje napięcie: Upom = 325 * (51k/(51k + 5100k)) = 3,22 V. Dioda D11 (dioda transil) 1N5908 zabezpiecza przed przepięciami. Pomiar jest realizowany poprzez wzmacniacz operacyjny MCP606 (rail-to-rail). z wzmocnieniem k = R6/R7 = 390k/500k = 0,78. Czyli przy pełnym napięciu na wyjściu przetwornicy 325 V na wyjściu wzmacniacza panuje napięcie Uwypom = k * Upom = 0,78 * 3,22 = 2,51 V które poprzez przetwornik jest porównywane z wewnętrznym napięciem referencyjnym mikrokontrolera 2,56 V.
Mam tu takie pytanie dlaczego gdy dodaję element zabezpieczający musi być wzmacniacz różnicowy a gdy nie to nie potrzebny jest? Chodzi o to że taki element zabezpieczający NON jest przewidziany na inne napięcie i potem trzeba dopasować napięcie na wejście mikrokontrolera?
- Pomiar prądu jest realizowany poprzez rezystor bocznikowy R15. Przy maksymalnym prądzie 0,3 A na rezystorze odłoży się napięcie:
Upr = 0,3 A * 0,1 V = 0,3 V. Napięcie różnicowe jest wzmacniane z wzmocnieniem k = R13/R11 = 3300k/390k = 8,46. Czyli napięcie na wyjściu tego wzmacniacza różnicowego wynosi U = k * Upr = 8,46 * 0,3 V = 2,54 V. Napięcie to jest podane na przetwornik atmegi które jest porównywane z napięciem referencyjnym i odpowiednio przeskalowane, a w programie gdy przekroczy wartość maksymalną to będzie ograniczane PWM tranzystorów. Lecz nie wiem jak dołączyć diodę zabezpieczającą? dodałem ją na wyjściu wzmacniacza bo na wejściu panować może tylko 0,3 V wiec żadna dioda zabezpieczająca tak szybko nie ograniczy chyba napięcia?
Poniżej załączam schemat, Jak teraz wygląda układ ?
