Thiết kế mạch cầu H để truyền động động cơ DC (trích lọc)

[namqn]

Các post này đã được trích lọc từ luồng 'Tìm người làm bài tập thực hành: Bộ ĐK PID động cơ DC', nhằm giúp cho các thành viên quan tâm đến việc thiết kế mạch cầu H (để truyền động động cơ DC) được thuận tiện hơn trong việc tham khảo.

Post này có mục đích giới thiệu luồng này với các bạn.

Thân,

[scentoflove]

Hiện giờ em đang làm lại mạch cầu H dùng IR2110 như hình (anh namqn vẽ). Hiện tại em thắc mắc về mạch như sau

1. Nếu ko có các điện trở R1 R2 R3 R4 thì cấp nguồn vào là 2 FET thấp rất nóng?? Theo appnote (an-978) cua IRF thì mạch cầu H dùng IR2110 hoàn toàn ko sử dụng 4 điện trở đó?? -> em ko hiểu chổ này

2. Theo datasheet IR2110 thì Hin=0 Vho=Vs, khi ta kick Q4 để chạy động cơ thì Vs ở cà 2 IR2110=0, Vho=0 do Q1 dẫn nên keo xuống mass -> ko thể kick Q1 để chạy động cơ

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Hiện giờ em đang làm lại mạch cầu H dùng IR2110 như hình (anh namqn vẽ). Hiện tại em thắc mắc về mạch như sau

1. Nếu ko có các điện trở R1 R2 R3 R4 thì cấp nguồn vào là 2 FET thấp rất nóng?? Theo appnote (an-978) cua IRF thì mạch cầu H dùng IR2110 hoàn toàn ko sử dụng 4 điện trở đó?? -> em ko hiểu chổ này

2. Theo datasheet IR2110 thì Hin=0 Vho=Vs, khi ta kick Q4 để chạy động cơ thì Vs ở cà 2 IR2110=0, Vho=0 do Q1 dẫn nên keo xuống mass -> ko thể kick Q1 để chạy động cơ

1. Các điện trở đó tôi gắn theo kinh nghiệm, vì các MOSFET không có các điện trở đó dễ bị trôi điện thế gate, làm cho MOSFET không ngắt hẳn. Điều này có thể dẫn đến tạo kênh dẫn giữa 2 rail nguồn, làm cho MOSFET bị nóng như bạn đã thấy. Việc appnote không vẽ các điện trở đó vì họ chỉ nhấn mạnh cách dùng mạch kích, và giả thiết là kỹ sư đã thiết kế mạch động lực (cầu H) tốt.

2. Dẫn giải của bạn ở phần này không đúng, các chân Vs của hai IR2110 không nối với nhau. Nếu nhìn vào sơ đồ mà tôi đã vẽ (và bạn post kèm theo), khi kích Q4 thì Vs của IR2110 phía bên phải đúng là bị kéo xuống gần 0V (do Q4 dẫn), nhưng kích Q1 thì phải ngắt Q2, nghĩa là chân Vs của IR2110 bên trái được tự do bay lên một điện thế tùy ý, và áp ra tại chân HO của IR2110 bên trái sẽ đủ để kích Q1.

Thân,

[scentoflove]

Khi Q4 dẫn Vs bên phải bị kéo xuống 0V, giữa 2 chân Vs lúc này là động cơ mà thực chất là cuộn dây điện trổ nhỏ nên Vs bên trái cũng coi như được nối tắt với Vs bên phải và cũng bị kéo về 0. Nếu ko gắn động cơ vào giữa thì khi Q4 dẫn chỉ có Vs phải kéo xuống 0, Vs trái vẫn ở mức cao
Em làm mạch rồi và đo từng chân Vs khi FET dưới được kick lúc gắn động cơ 2Vs đều bị kéo xuống 0V và ko găn đông cơ Vs trái là 12V, Vs phải kéo xuống 0V. Vcc=15V Vb=14V
Hiện em chỉ đang test mạch nên kick các chân Hin Lin hoàn toàn bằng tay ko biết như vậy có test được ko, vì nếu tần số thấp thì ko thể nạp được tụ Cb đóng ngắt FET trên, theo như cách tét hiện giở của em thì Q1 và Q4 với PWM 100% thì chỉ có Q4 là dẫn, Q1 hoàn toàn ko dẫn, Vs trai =0V, Vho trai =0V, Vcc=15V, Vb=14V

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Khi Q4 dẫn Vs bên phải bị kéo xuống 0V, giữa 2 chân Vs lúc này là động cơ mà thực chất là cuộn dây điện trổ nhỏ nên Vs bên trái cũng coi như được nối tắt với Vs bên phải và cũng bị kéo về 0. Nếu ko gắn động cơ vào giữa thì khi Q4 dẫn chỉ có Vs phải kéo xuống 0, Vs trái vẫn ở mức cao
Em làm mạch rồi và đo từng chân Vs khi FET dưới được kick lúc gắn động cơ 2Vs đều bị kéo xuống 0V và ko găn đông cơ Vs trái là 12V, Vs phải kéo xuống 0V. Vcc=15V Vb=14V
Hiện em chỉ đang test mạch nên kick các chân Hin Lin hoàn toàn bằng tay ko biết như vậy có test được ko, vì nếu tần số thấp thì ko thể nạp được tụ Cb đóng ngắt FET trên, theo như cách tét hiện giở của em thì Q1 và Q4 với PWM 100% thì chỉ có Q4 là dẫn, Q1 hoàn toàn ko dẫn, Vs trai =0V, Vho trai =0V, Vcc=15V, Vb=14V

Mạch kích IR2110 mà thử bằng tay thì sẽ không đúng điều kiện làm việc. Tôi cũng nhắc lại là duty cycle của các MOSFET phía cao không thể là 100%. Bạn dùng một mạch tạo xung có duty cycle < 100% và khác 50% để thử. Phải kích cả 4 MOSFET theo đúng logic.

Thân,

[scentoflove]

Kích 4 MOSFET cùng 1 lúc theo logic của nó. Anh có thể ví dụ cụ thể ko. Giả sử như em muốn dòng chạy từ Q1 - động cơ - Q4 thì em nghĩ là kích Q1 và Q4 còn Q2 Q3 ko kích, nếu muốn đảo chiều thì kéo đóng Q1 Q4 và kích Q2 Q3.
Nếu mạch kích mosfet bằng IR2110 ko thể kích với 100%pwm vậy giá trị tối đa pwm là bao nhiêu %.

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Kích 4 MOSFET cùng 1 lúc theo logic của nó. Anh có thể ví dụ cụ thể ko. Giả sử như em muốn dòng chạy từ Q1 - động cơ - Q4 thì em nghĩ là kích Q1 và Q4 còn Q2 Q3 ko kích, nếu muốn đảo chiều thì kéo đóng Q1 Q4 và kích Q2 Q3.
Nếu mạch kích mosfet bằng IR2110 ko thể kích với 100%pwm vậy giá trị tối đa pwm là bao nhiêu %.

Bạn nên dùng logic sau.
- Đặt áp dương vào động cơ: kích đóng Q1 và Q4, ngắt Q2 và Q3, gọi là trạng thái 1.
- Nối tắt 2 đầu cực động cơ: kích đóng Q2 và Q4, ngắt Q1 và Q3 (trạng thái này cho phép duty cycle là 100%, bất chấp chiều dòng điện qua động cơ), gọi là trạng thái 2
- Đặt áp âm vào động cơ: kích đóng Q2 và Q3, ngắt Q1 và Q4, gọi là trạng thái 3

Để điều chế độ rộng xung cho chiều quay thuận, chuyển đổi giữa hai trạng thái 1 và 2. Để điều chế độ rộng xung cho chiều quay ngược, chuyển đổi giữa hai trạng thái 2 và 3.

Duty cycle tối đa cho các khóa mức cao tùy thuộc vào giá trị cụ thể của tụ bootstrap, vào điện trở Rdson của khóa, vào nội trở của tụ bootstrap, và nhiều yếu tố khác. Do đó, giá trị này thường được xác định bằng thực nghiệm cho một cầu H cụ thể (dùng dao động ký để theo dõi sự suy giảm của điện áp trên tụ bootstrap khi tăng duty cycle, đến khi nào không chấp nhận cho điện áp đó giảm thấp hơn nữa thì đó là giới hạn của duty cycle cho các khóa phía cao). Tuy nhiên, người ta có thể thiết kế để động cơ đạt dòng điện/mômen định mức ở duty cycle < 100%, do đó thực tế đây không phải là một giới hạn nghiêm trọng.

Thân,