Драйвер силовых ключей

[Alexey_Sh]

Проблема в том, что не зависимо от входного напряжения 0В,5В и даже 12В, полевики не открываются, на затворах(относительно стока) - 0В. Может это нерабочий драйвер? Или я что-то не так подключаю?

Скорее последнее. S верхнего и D нижнего полевика соединить между собой. L2 нужно соединить либо на землю, либо на +12В. Для проверки лучше на землю, тогда при неактивных входных сигналах "земля" верхнего драйвера через двигатель будет подключена на землю, конденсатор С2 сможет зарядиться, и драйвер будет готов к работе. Надеюсь, земли источников соединены между собой?

[olegators68]

Да я прислушиваюсь, и указываю на недостатки этих вариантов. И то, что если их(недостатки) обходить(dc-dc), это будет не очень удобно, и проще использовать другой вариант.

Тоже согласен, рулевые машинки, схемотехника отработана, нарастить ток мощу, дрова N-P-N + P-N-P . вполне, еще, бы не забыть разрядку затвора через обратно вкл. диод нормально, дышать им легче, почему-то шииты читают и видят сразу мах , такого, не бывает , условия, мелкими буквами .

[olegators68]

Проблема в том, что не зависимо от входного напряжения 0В,5В и даже 12В, полевики не открываются, на затворах(относительно стока) - 0В. Может это нерабочий драйвер? Или я что-то не так подключаю?

Скорее последнее. S верхнего и D нижнего полевика соединить между собой. L2 нужно соединить либо на землю, либо на +12В. Для проверки лучше на землю, тогда при неактивных входных сигналах "земля" верхнего драйвера через двигатель будет подключена на землю, конденсатор С2 сможет зарядиться, и драйвер будет готов к работе. Надеюсь, земли источников соединены между собой?

Да по фигу, половым транзисторам, затвор это конденсатор, вопрос как его зарядитьть, (открыть), еще сложнее как его разрядить, время ВРАГ, для этого драйвера и существуют, ибо линейные процессы противопоказаны.
" Надеюсь, земли источников соединены между собой?" с этим как раз и проблема, бустреп в ЗЧ ВЧ еще рулит , в переключалке , нет.

[Alexey_Sh]

О боже

Аналогично. Хорошо одно - мата нет.

Какая защита в драйвере? Все защиты, как по току, по напряжению, так и по температуре делаются в управляющей части. Остальное - как правило изврат.

Если управляющая часть реализована на микроконтроллере предназначенном для управления двигателем (MC56F8xxx и т.п.), то защиты делаются на управляющей части. Если контроллер общего назначения - то НЕ на управляющей. Чем больше вариантов известно разработчику, тем больше вариантов выбора в зависимости от возможностей, имеющихся в наличии. Например, от имеющегося в наличии программиста .

Нормальный драйвер - микросхема с пиковым током от 1,5 ампер (в зависимости от частоты и требований).

С тем что в скобках согласен, но оно противоречит тексту без скобок.

При 5-95% будет хорошо работать как и ваша схема(вот только будут серьезные требования к разводке платы и конденсаторам, чтобы за короткое время зарядить емкость верхнего драйвера), так и p-n полевики (особых требований нет). А вот при 1-5% и 95-100% бустреп применять проблематично. Зачем ограничиваться границами 5-95%, при этом получая динамические потери на полной мощности, если можно выставить 0 или 100%, и исключить динамические потери, и не ограничивать максимальную мощность?

Для тех 5% случаев, где действительно необходимо, можно поставить и DC-DC на 1Вт. Не вижу никаких препятствий, кроме религиозных. А если требуется диапазон 0..100%, то это говорит скорее о том, что двигатель выбран без должного запаса по мощности, то есть неправильно. Насчёт разводки: Вы хотите сказать, что на токах порядка 15А при использовании p-канальных полевиков требования к разводке платы волшебным образом снижаются ?

Дед тайм, который делается резистором и диодами обычно минимален, и составляет не более 200наносекунд (можно рассчитать или смоделировать для полного отсутствия сквозняков). Нагрев резистора - минимален, да и можно взять дедтайм на 10-15% больше. Такое время заметно на шим не повлияет, а вот дедтайм указанных вами драйверов больше, и повлиять может. Да и при сквозняках транзисторы не сгорают, а просто повышается их тепловыделение, из-за паразитных индуктивностей ток не успевает заметно возрасти, а выбросы напряжения съедает лавинный пробой(энергии там мизерные).

Вас ждёт множество открытий относительно режимов работы двигателя, путей протекания токов в этих режимах, времени восстановления обратных диодов, мертвого времени и адекватности результатов моделирования в программах-симуляторах.
Транзисторы не знают, что не сгорают от сквозняков.
Ещё раз посмотрел DS на драйверы, которые указал выше. Насчёт 200nс разработчики драйверов из IR c KaRaTeL категорически несогласны .

Если посчитать стоимость, то выходит примерно одинакого - транзисторы чуть чуть дороже, зато экономим на одном драйвере. А вот при наладке бустрепа на больших/малых заполнениях начнется веселье. Прибавляет бОльшие динамические потери на максимальной мощности двигателя, большее количество деталей и не высокую стабильность бустрепа на таких заполнениях - выбор очевиден.

Насколько бОльшие динамические потери? Обоснуйте (с цифрами). Какую часть времени мост работает в таких режимах? Вклад этих потерь в общие потери? И назовите наконец задачу, где без того, чтобы открыть полностью транзистор - вилы. Такая задача вообще существует? Кстати поинтересуйтесь, есть метод коммутации в том числе для бутстрепных схем, которая обходит и эту проблему (0..100%). Это вариант несимметричной коммутации.

Также при использовании полевиков с логическим уровнем на затворах (5В) использовать бустреп почти не возможно, т.к. бустрепные драйвера на питание от 5В достать сложно(если вообще возможно). P-N комбинацию можно использовать спокойно - затвор P полевика подключается через конденсатор, и 2 детали обвязки.

Для маломощных мостов возможность управления от логических уровней (от портов микроконтроллера) - преимущество а иногда и единственная возможность. Для сильноточных схем, где требуется драйвер раскачки затвора - нет. Драйвер и так как правило имеет логические уровни управления.
Небольшой вопрос для понимания весомости Ваших слов: есть ли опыт разработки/отладки/испытания контроллера низковольтных ДПТ на токи большие хотя бы 5А?

[Alexey_Sh]

Проблема в том, что не зависимо от входного напряжения 0В,5В и даже 12В, полевики не открываются, на затворах(относительно стока) - 0В. Может это нерабочий драйвер? Или я что-то не так подключаю?

Скорее последнее. S верхнего и D нижнего полевика соединить между собой. L2 нужно соединить либо на землю, либо на +12В. Для проверки лучше на землю, тогда при неактивных входных сигналах "земля" верхнего драйвера через двигатель будет подключена на землю, конденсатор С2 сможет зарядиться, и драйвер будет готов к работе. Надеюсь, земли источников соединены между собой?

Да по фигу, половым транзисторам, затвор это конденсатор, вопрос как его зарядитьть, (открыть), еще сложнее как его разрядить, время ВРАГ, для этого драйвера и существуют, ибо линейные процессы противопоказаны.
" Надеюсь, земли источников соединены между собой?" с этим как раз и проблема, бустреп в ЗЧ ВЧ еще рулит , в переключалке , нет.

Прежде чем заряжать затвор транзистора, схема драйвера должна получить питание, и спитч выше именно про это. Про источники. На схеме указаны 2 источника 12В, видимо для отладки: один на мост и один на драйвер. А не то что Вы подумали.
Я не в теме ВЧ ЗЧ, а по Вашей реплике - Вы не в теме, что происходит в области управления ДПТ .

[KaRaTeL]

Блин, написал стеночку, а тут браузер заглючил, обидно .
Так что кратко:
Тепловая защита делатется легко, как на мк, так и на дискретных компонентах, и спасет сразу от низкого напряжения, перегрузки, пробоя одного из транзисторов и т.д. и т.п.
про 1.5а - для общих случаев с невысокой частотой и средними затворами.
Не 5% случаев, а 100%, т.к. обычно регулируют или от нуля до 100, зачем ограничиваться 5-95?
DC-DC - много деталей, их стоимость, место в устройстве, моточные изделия, отладка лишнего устройства(может сразу не заработать).
Не стоит путать разводку силовых дорожек, индуктивность которых будет на много порядков меньше индуктивности обмоток двигатели, и разводку дорожек бустрепного питания, которые не должны помешать зарядить емкость за несколько сотен наносекунд. Да и еще требованиия к конденсатору.

Открытия в скорости диодов ждут вас - в irfz44 это макс. 95 нс, в irf4905 это макс. 130 наносекунд. Круто да? До чего дошли технологии. Сквозняк - сквозняку рознь, чтобы сгорело - нужно постараться (да и источник нужен знатный с шикарными esr esl)
Про режимы нужно почитать вам, раз рассуждаете о потерях на медленно открывающихся транзисторах (ir2101 целых 170 ма!).
А время фронта-спада можно спокойно меньше 200нс сделать, хоть ir согласны, хоть нет. И выпускают драйвера не только они.


Где потерь будет меньше, в транзисторе, который 100% времени открыт, или который 90% времени открыт, а 5+% времени в линейном режиме, работая на идуктивную нагрузку? Второе будет заметно больше первого, не верите - калькулятор, графики из датащитов в руки. Или функция расчета тепловыделения на ключе в LtSpice.

Опыт в этом есть, описал подробно до вылета, сейчас лень переписывать.

Может закончим этот цирк, и вы признаете, что в этой задаче у бустрепа много недостатков, и предложите методы их устранения более удобные, чем использование p полевиков, или поймете, что p полевики здесь удобнее и проще использовать. Или будете продолжать гнуть "мое мнение самое правильное"?

[olegators68]

Может закончим этот цирк, и вы признаете, что в этой задаче у бустрепа много недостатков, и предложите методы их устранения более удобные, чем использование p полевиков, или поймете, что p полевики здесь удобнее и проще использовать. Или будете продолжать гнуть "мое мнение самое правильное"?

Цирк, цирком, тема драйверов неисчерпаема, пока вместо мощных полевых и жабитов , что то новое не появиться, а человеку так не ответили.
Nortelius уходите от бустрепа , вот так;

На вторую половинку тож самое , питание верхних дров гальванически развязанное, как друг от друга, так и от основного питания.
Собирайте свой мост, как совет, в стоковые цепи резисторы ом по 50, в диагональ маломощный коллекторный моторчик, эксперементируете с прошивой, вся сила цела будет при любых косяках, убеждаемся , все ОК, особенно с деттайм, ну а дальше , не забываем о выбросах напруги с двигателя при перекоммутации, снабберами, супрессорами давим их, ну хотя-бы кондерами.
Удачи!

[Alexey_Sh]

Блин, написал стеночку, а тут браузер заглючил, обидно .

Так хотя бы в буфере сохранять надо.

Тепловая защита делатется легко, как на мк, так и на дискретных компонентах, и спасет сразу от низкого напряжения, перегрузки, пробоя одного из транзисторов и т.д. и т.п.

Вот-вот, "пробоя одного из транзисторов". Когда сгорел транзистор, то значит защита не справилась со своей задачей (защиты как таковой не было). Привод гореть не должен, и если сделан правильно - не горит. После пробоя одного из транзисторов нужна только одна защита-плавкий предохранитель, чтобы оставшиеся дорожки и провода не выгорели. Про МК. Далеко не всякий МК и далеко не от всего способен успеть спасти транзистор. Поэтому и существуют аппаратные защиты, в том числе в составе некоторых драйверов. И нет никаких причин (кроме религиозных) их не использовать.

Не 5% случаев, а 100%, т.к. обычно регулируют или от нуля до 100, зачем ограничиваться 5-95?

Регулируют что? Контроллеры ДПТ имеют в общем случае контуры управления по току (моменту), по скорости и по положению. Если нет запаса по управлению (по ШИМ), то контуры момента и скорости не смогут выполнить задание на скорость и на момент. А если запас по управлению есть, то ШИМ влетает в максимальное значение только кратковременно. Бутсрепной ёмкости 10мкФ хватает на несколько десятков секунд работы верхнего плеча драйвера, что вполне достаточно для данного случая. Кроме того, ещё раз подчеркну, если Вы не обратили своего драгоценнного внимания: есть методы коммутации, которые обходят и этот недостаток бутстрепной схемы.

DC-DC - много деталей, их стоимость, место в устройстве, моточные изделия, отладка лишнего устройства(может сразу не заработать).

Смотрю и думаю: где здесь моточные изделия? Ну то что в опытных руках и это может не заработать - я не сомневаюсь.

Не стоит путать разводку силовых дорожек, индуктивность которых будет на много порядков меньше индуктивности обмоток двигатели, и разводку дорожек бустрепного питания, которые не должны помешать зарядить емкость за несколько сотен наносекунд. Да и еще требованиия к конденсатору.

Не стоит - не путайте, Вас никто не заставляет. Всё остальное конечно очень ужасно, но решаемо.

Открытия в скорости диодов ждут вас - в irfz44 это макс. 95 нс, в irf4905 это макс. 130 наносекунд. Круто да? До чего дошли технологии. Сквозняк - сквозняку рознь, чтобы сгорело - нужно постараться (да и источник нужен знатный с шикарными esr esl)

Я бы сказал, что чтобы не сгорело нужно постараться. Про источник: АКБ подходит?

Про режимы нужно почитать вам, раз рассуждаете о потерях на медленно открывающихся транзисторах (ir2101 целых 170 ма!).

1.Не 2101, а ir2104. 2. Там были ещё ir2111 и ir2184. Против последнего возражения есть? Когда ещё не было ir2184, успешно использовались первые два. Далее. Если цель - минимизация потерь - 2184. Если стоимость - 2111. Больше греется - и что? Если температура ключей будет приемлема, значит решение допустимо.

А время фронта-спада можно спокойно меньше 200нс сделать, хоть ir согласны, хоть нет. И выпускают драйвера не только они.

Может быть и можно. Но насколько это нужно. Так и у IR время фронта/спала порядка 200nc. А "мертвое время" 500..600nc. При частоте 20кГц мертвое время отъест 1,2% от периода. И что? Мы ставим рекорды или ищем приемлемое техническое решение?

Где потерь будет меньше, в транзисторе, который 100% времени открыт, или который 90% времени открыт, а 5+% времени в линейном режиме, работая на идуктивную нагрузку? Второе будет заметно больше первого, не верите - калькулятор, графики из датащитов в руки. Или функция расчета тепловыделения на ключе в LtSpice.

Судя по ответу расчётов или измерений при макетировании никогда не было. Жаль. Вопрос не где потерь меньше (ответ очевиден), а насколько меньше. Этот вопрос упирается также в вопрос какую часть времени мост будет работать в этом режиме (выше про регуляторы). Вот тогда уже и оценивать дополнительные потери. А лучше промакетировать. Тогда это сравнение.

Может закончим этот цирк, и вы признаете, что в этой задаче у бустрепа много недостатков, и предложите методы их устранения более удобные, чем использование p полевиков, или поймете, что p полевики здесь удобнее и проще использовать. Или будете продолжать гнуть "мое мнение самое правильное"?

По-моему цирк начался тогда, когда пришёл человек и спросил почему не работает его схема. А в ответ получил что нужно переделать на другую, с p-канальными транзисторами. Причём первый рекомендованный irf9z34n оказался непригодным для данного случая. В качестве аргументов использовались в том числе и матюки. А они меня лично не убеждают.
Спор я продолжаю вести по одной причине - читают ветку в том числе и новички. А ваши аргументы - не истина в последней инстанции. Ни одной прикидки или расчёта в Ваших утверждениях я не увидел, и они меня не убедили. Насчёт "возьми и посчитай" - бремя доказательства лежит на утверждающем.
То, что любое техническое решение имеет свои достоинства и недостатки - с этим я не спорю. А с точки зрения моего взгляда на управление и защиту элементов моста считаю схему на p-канальных полевиках как менее удачную для данных напряжения питания и тока. Имею право: опыт разработки есть не только у Вас .

[Starichok51]

схемка от olegators68 двумя постами выше (с двумя ключами) требует одновременного открытия обоих ключей. и тут уже ни о каком бутстрепе не может быть и речи.
но для управления двигателем с помощью ШИМ совсем не нужно 2 ключа, достаточно одного.
как я понял, автору нужен реверс двигателя, поэтому он применил мост.
на все время вращения в одну сторону открываем верхнее плечо полностью (без ШИМ). а коммутацию ШИМ делаем одним нижним плечом по диагонали.
для реверса открываем другое верхнее плечо, а управляем другим нижним плечом.
и применение р-канальных ключей значительно упростит работу схемы. открыть р-канальный ключ на продолжительное время - нет проблем.

[Alexey_Sh]

Чтобы эта схема заработала как надо, необязательно её переделывать. Судя по ответам, Nortelius применил МК, который позволяет управлять затворами моста по отдельности. В таких МК и "мёртвое время" можно подобрать оптимальное, и сформировать практически любой закон коммутации, надо только знать какой.
Скорее всего, мост сначала неправильно управлялся (не заряжались C2 и C6 и отсутствовало питание верхних плечей драйвера), а затем уже в схему полумоста была внесена ошибка, С2 опять не заряжался. Как описал выше, для проверки полумоста (если драйверы ещё целы) схема на мой взгляд должна быть такой:

[Starichok51]

на мой пост никто не обратил внимание.
поэтому спрошу иначе.
Alexey_Sh, какую роль в твоей схеме выполняет нижний ключ? что он коммутирует, если правая сторона двигателя на земле и нижний ключ на земле. зачем он нужен?
а если правую сторону двигателя подключить на +12 Вольт, тогда зачем нужен верхний ключ?
были же темы по управлению двигателем с помощью ШИМ. всегда хватало одного ключа.

[Alexey_Sh]

Обратили. Боимся ляпнуть глупость. Если не прав - пусть поправят. При разной коммутации двигатель будет вести себя по разному.

Если использовать для ШИМ 1 диагональ (как Вы предлагаете), то проблемы будут на малых нагрузках. ШИМ сбросили, а вал продолжает крутиться (это примерно как в лабораторном БП без нагрузки уменьшить задание по напряжению).

Если коммутировать ШИМом полумост, то обмотка двигателя часть периода оказывается замкнутой на себя, то есть работает в режиме динамического торможения. Резкий сброс ШИМа приводит к жесткой остановке вала. (Механики обычно очень сильно ругаются если так делать в их присутствии и с их редуктором. Поэтому так делать надо только в их отсутствии и ни в коим случае с механикой, купленной за свои деньги).

Отсюда и разные области применения.

[Starichok51]

при управлении от МК, как хочет автор, плавное торможение элементарно делается в программе.
но на мои вопросы ты отказался отвечать, и увел разговор в сторону, про торможение, с которым вообще ноль проблем.

[Alexey_Sh]

при управлении от МК, как хочет автор, плавное торможение элементарно делается в программе.
но на мои вопросы ты отказался отвечать, и увел разговор в сторону, про торможение, с которым вообще ноль проблем.

Alexey_Sh, какую роль в твоей схеме выполняет нижний ключ? что он коммутирует, если правая сторона двигателя на земле и нижний ключ на земле. зачем он нужен?
а если правую сторону двигателя подключить на +12 Вольт, тогда зачем нужен верхний ключ?
были же темы по управлению двигателем с помощью ШИМ. всегда хватало одного ключа.

Изначально был и есть мост, с этого и продолжим. Методы управления мостом применительно к ДПТ два: так называемые симметричный и асимметричный.
Симметричный, это когда попеременно включаются диагонали (в пределах одного периода ШИМ).
Асимметричный - когда на одном пулумосте открыт один из ключей, а на другом - в пределах периода ШИМ включаются попеременно верхний и нижний ключи.
Для проверки работоспособности полумоста (чем занялся автор) симметричный способ использовать сложно из-за особенностей работы бутстрепной схемы и вообще нужен второй полумост.
Для проверки моста в асимметричном режиме требуется указанная схема включения. Двигатель подключаем на землю, чтобы не открывая нижний ключ зарядить С2. Если подключить ДПТ к +12В, то перед началом работы придётся открывать нижний ключ, чтобы зарядить С2.

Насчёт "всегда хватало одного ключа". Допустим, двигатель управляет ведущим колесом тележки, а едем мы сначала в горку, а затем под горку со стабилизацией скорости. Чем мы с горки тормозить будем (поддерживать скорость)? А если есть чем тормозить, тогда чем будем заезжать? Тормозить можно противовключением (симметричная коммутация) и динамическим торможением (асимметричная). Вот и он, мост. Одного транзистора мало. Если стабилизации скорости не надо, то конечно можно и 1 транзистор, а с горки как на санках.

От вопроса не уводил и в том, что при несимметричной коммутации моста присутствует режим динамического торможения, вины за собой не признаю .

[Starichok51]

ну вот, ответил, и все стао на свои места.
я управлением двигателями с помощью ШИМ не занимался, поэтому просто поверю, что есть необходимость в двух ключах.

[Nortelius]

Всем спасибо за советы, отзывы, критику и предложения.

По совету коллеги Starichok51, я взял драйвер 2104, на всякий случай взял поменял полевики на
новые - IRFZ44NPBF.
Подключил к микроконтроллеру и схема заработала с первого раза!!!!!!


Кондеры С2 и С6 обеспечивают в статическом режиме 55 секунд работы двигателя, чего мне хватает с головой(мне нужно 10).

Для вращения двигателя в одну сторону открываю верхнее и нижнее плечо по диагонали, в другую, соответственно, -
другие верхнее и нижнее по диагонали.
Для остановки двигателя - два нижних.

Первая схема на драйверах 2301 не заработала, наверное, я не разобраля с драйверами, может - были нерабочие, может - спалил самостоятельно

Вот, пожалуй, и все.
Еще раз всем спасибо!

[ELcat]

Привет всем! Ищу схему драйвера верхнего ключа на рассыпухе. Питание плавающее бустрепное, напряжение на верхнем ключе до 36в (Pb-Acid АКБ 24В), применение - 50Гц мостовой инвертор (IRFZ44N) с трансформаторным выходом. Купил готовые драйверы IR, но уж больно жаба душит, поскольку имеется масса более достойных им применений при их весомой цене. Схема Телекота не нравится, поскольку не люблю эмиттерных повторителей, да ещё и комплементарных (вопрос чисто религиозный).

Любителям "мучить" КДПТ, тормозить лучше не закорачиванием обмотки, а плавным переведением ШИМа в реверс - так кинетическая энергия движка уйдёт не в его нагрев, а, за вычетом потерь, вернётся обратно в аккумулятор (хотя это тоже вопрос религии).

[Телекот]

Я конечно польщён, но схема на рассыпухе которую я когда то выкладывал не моя, она стандартная.

При вашей частоте, вам вообще не нужны повторители. Можно попробовать вот так.

Или поставить микросхемку 561 серии, на 50гц за глаза хватит, на оставшихся элементах можно сделать контроль питания.

[ELcat]

Я конечно польщён, но схема на рассыпухе которую я когда то выкладывал не моя, она стандартная.
При вашей частоте, вам вообще не нужны повторители. ...
Или поставить микросхемку 561 серии, на 50гц за глаза хватит, на оставшихся элементах можно сделать контроль питания.

У меня AVRка стоять будет для контроля питания и всего остального. А драйвер нужен полноценный, поскольку питание батарейное и жечь лишние ватты на транзисторах не в кайф, поскольку это чревато ещё большими затратами на их обдув

[Телекот]

Во многих APC работают и не кто не жалуется.
Если нужны полноценные тогда и пользуй полноценные.