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

[seraph]

Hiện tại em đang cần 1 mạch cầu H để dk pid vị trí 1 động cơ có công suất khoảng 80W. Em đã đọc luồng này và luồng "Tìm người làm bài tập thực hành: Bộ ĐK PID động cơ DC" nhưng hình như 1 số link hình ảnh ko còn đọc được. Giải pháp đưa ra ở đây là dùng con ir2110 thì ko kiếm ra(phải đến tháng 11 mới có hàng) mọi người có thể tổng kết giúp em 1 sơ đồ mạch cầu h chạy ổn định được không ?

[Alex102]

Chào bác scentoflove!
Bác có thể cho em số điện thoại của bác được không?
Em muốn gặp trực tiếp để hỏi vài thứ thắc mắc.
Chả là em cũng đang làm mạch điều khiển động cơ DC, khoảng 70W, kích từ bằng nam châm vĩnh cửu. Yêu cầu dùng IR2104, IRF540, PIC18F2320. Điều khiển thuận, nghịch. Set tốc độ, giao tiếp với máy tính...
OK.

[scentoflove]

Liên lạc mình qua email friendlyppan@yahoo.com hoặc nick YM friendlyppan nha Alex102.

Anh namqn cho e hỏi 1 chút về các dòng IR.
IR2104 Io=130/270 (mA)

IR2110 Io=2/2 (A)
Dòng ngõ ra này là của các chân Ho và Lo phải ko a namqn và sự khác nhau giữa 2 dòng ngõ ra đối với mạch kích như thế nào vậy a.

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Anh namqn cho e hỏi 1 chút về các dòng IR.
IR2104 Io=130/270 (mA)

IR2110 Io=2/2 (A)
Dòng ngõ ra này là của các chân Ho và Lo phải ko a namqn và sự khác nhau giữa 2 dòng ngõ ra đối với mạch kích như thế nào vậy a.

Chính xác là Io+/-, thể hiện giá trị dòng ngắn mạch mức cao/thấp của các vi mạch IR21xx. Bạn đọc thêm trong mục 'Static Electrical Characteristics' của datasheet của các vi mạch đó về điều kiện thử nghiệm cụ thể.

Io+ là giá trị dòng điện ngắn mạch dưới điều kiện thử nghiệm đã nêu, khi có mức cao ở ngõ vào (ngõ vào là '1', nhưng ngõ ra lại là 0V).

Io- là giá trị dòng điện ngắn mạch dưới điều kiện thử nghiệm đã nêu, khi có mức thấp ở ngõ vào (ngõ vào là '0', nhưng ngõ ra lại là 15V).

Các giá trị dòng điện Io+/- cho phép ước tính nội trở của ngõ ra của các vi mạch IR. Nội trở tương ứng với Io+ sẽ ảnh hưởng quá trình nạp điện tích Cgs (quá trình kích đóng), còn nội trở tương ứng với Io- sẽ ảnh hưởng quá trình xả điện tích Cgs (quá trình kích ngắt).

Thân,

[luu5634]

minh dang dung mach hinh cau


Các linh kiện sử dụng:
_ optocoupler hay còn gọi là cách quang P521 màu trắng, dưới dấu chấm là 1, các chân sẽ là 1====4
2====3
(loại này chắc về sau sẽ được nhà trường phát, mua trước về làm thì tốt hơn )
- 2 con MOSFET loại mình dùng là IRF540 (kênh N) và IRF9540 (kênh P). Thứ tự các chân nếu nhìn vào mặt trước (mặt có chữ) sẽ là
G-D-S (cả 2 loại giống nhau)
Đặc biệt chú ý:
-Các cổng NAND của 7400 phải là 74HC00
-TLP621 cũng giống như P521, nhưng khi thiết kế phải đổi lại số chân vì cấu tạo chân của TLP621 là 1243 không phải như hình vẽ (hình vẽ là sau khi đã sửa lại số chân rồi)
Nguyên tắc hoạt động
a1_a0__Motor__________MosFET D1__ D2__ D3__ D4
0___0__Stop_________________Off__ Off__ Off__ Off
0___1__Forward______________ On__ Off__ Off__ On
1___0__Backward_____________ Off__ On__ On__ Off
1___1__HOLD________________ On__ Off__ On__ Off
mach cua minh k chay k hieu la minh bi sai cho nao
xin cac bac chi giao?
cam on cac bac nhieu

[namqn]

Hai MOSFET phía thấp sẽ không bao giờ dẫn, vì khi transistor của optocoupler nối với gate của chúng có dẫn hay bị ngắt, áp Vgs vẫn là 0 V.

Chú ý là tỷ số truyền dòng của các optocoupler thông thường khá thấp (khoảng 20 - 30%). Nên có điện trở mạch gate, để đệm dao động áp Vgs do tác dụng của điện cảm ký sinh. Tôi không kiểm tra logic của bạn, vì bạn phải thiết kế lại mạch kích trước.

Thân,

[luu5634]

cam on bac nam rat nhieu nhung o day em thu rui thi thay lhi dong co quay nguoc chieu thi hai con fet Q4,Q2 boc khoi.ma k do ngueyn nhan

[luu5634]

hien tai em thu rat nhieu rui ma chua thanh cong.mong bac chi giao cho em.khi thu thi N-fet va P-fet rat nong.em da ve thu mach kich k do da chinh xac chua.mong bac giup em.em cam on

[luu5634]

dong kich thi va nhu tren,em chi thay doi ve 2con opto o phia duoi anh xem co dung ko?

[namqn]

Nếu bạn dùng nguồn 24 V thì không nên dùng MOSFET kênh P như trong sơ đồ của bạn, vì nếu bạn kích cho MOSFET kênh P đóng thì áp Vgs sẽ gần bằng -24 V khi tụ Cgs đã nạp đầy, giá trị -24 V này vi phạm giới hạn an toàn của điện áp Vgs, và MOSFET có thể bị đánh thủng.

Thân,

[luu5634]

nếu ở đây em thay 2 con kênh P bằng 2 con kênh N thì mạch co biến đổi gì không anh.va em muốn để như thế thì em pải dùng nguồn 12V hả anh.em đã test thử mạch trên rồi khi chạy động cơ chạy thuận chiều thì không có hiện tượng gì nhưng khi quay ngược thì con kênh N bi nóng và bốc khói như hình vẽ trên là Q1.và nếu em vẫn dùng MOSFET kênh P và nguồn 24V thì pải thay đổi j trong mạch hả anh.nếu có thể anh post mạch lên anh nhé.cảm ơn anh nhiều.

[electronicltv]

Động cơ 24V mà dùng 12V thì sao được. Bạn không cần phải thay FET kênh P, bạn chỉ thêm diode zener để ghim áp VGS lại là được. Nếu bạn thay kênh P thành kênh N thì hơi khó điều khiển một chút và cũng không cần thiết lắm.Bạn nên post hình của mạch kích đầy đủ. Tôi xem qua nhưng thấy mạch kích bạn làm chưa đạt yêu cầu lắm. Bạn cố gắng xem lại datasheet của FET và xem điện áp kích như thế nào đối với từng loại kênh N hay P. khi đó bạn sẽ thiết kế mạch kích tốt hơn. Mạch kích bạn thiết kế sao cho 2 FET cùng một phía ( kênh N và P) không cùng dẫn ( trùng dẫn) là được. Do bạn làm chưa đúng nên khi đảo chiều thì Fet bốc khói. Còn vấn đề hãm thì chưa nói tới được.
Bạn cần chú ý là: khi VXL ở chế độ debug hay chưa nạp firmware thì đường PWM dễ bị treo ở giữa mức 0 và 1 => bốc khói.
Tốt nhất là bạn ngắt nguồn 24V, cho tín hiệu điều khiển rồi dùng VOM đo kiểm tra tất cả VGS coi đạt yêu cầu chưa rồi sau đó mới nối tải và nguồn 24V vào.

[electronicltv]

Tôi có 1 mạch đơn giản. Bạn tính lại mấy giá trị điện trở và thêm diode zener ghim áp VGS lại là được (khỏi thêm cũng k sao).

[chuongfriendly]

xin chào các bác.
đây là lần đầu tiên em làm mạch kích nửa cầu H và luồng này đã giúp em rất nhiều.
em dùng IR21271 để kích IRF540 theo sơ đồ sau.



hình 1: sơ đồ trích phần kích MOS.
[tụ bootstrap và Rgate tính theo công thức trong luồng này. sơ đồ đầy đủ em gửi ở file pdf kèm theo]



em test ở tần số 5KHz, duty 50% và kết quả trên Osci như sau:
hình 2: điện áp trên cực G của MOS.





hình 3:dạng sóng áp kích. giống hình 2 nhưng được "phóng to". và dạng sóng này không thay đổi khi em thay đổi tần số kích lên 10KHz, 20KHz.





hình 4: điện áp trên tải R với dòng tải 3A.




câu hỏi của em:
1. tại sao áp trên cực G của MOS (hình 3) lại dao động nhiều vậy? do bị nhiễu hay do cảm kháng đoạn dây kích gây ra?
2. một mạch kích được xem là tốt (thực tế) thì áp Vgs có dao động không? ít nhiều như thế nào?
3. có thể cho em một vài kinh nghiệm để làm mạch kích (10KHz) hoat động ổn định.

em rất mong nhận được ý kiến của các bác.

[namqn]

Nguyên văn bởi chuongfriendly

...
câu hỏi của em:
1. tại sao áp trên cực G của MOS (hình 3) lại dao động nhiều vậy? do bị nhiễu hay do cảm kháng đoạn dây kích gây ra?
2. một mạch kích được xem là tốt (thực tế) thì áp Vgs có dao động không? ít nhiều như thế nào?
3. có thể cho em một vài kinh nghiệm để làm mạch kích (10KHz) hoat động ổn định.

em rất mong nhận được ý kiến của các bác.

1. Bạn đang chuyển mạch cứng, với MOSFET được đóng khi áp Vds có giá trị dương khá lớn, do đó hiệu ứng Miller sẽ xảy ra, và dạng sóng điện áp Vgs sẽ có một đoạn gần như nằm ngang tại điện áp bằng điện áp ngưỡng Vth. Bạn chưa chọn giá trị tối ưu của điện trở mạch kích, do đó dạng sóng của bạn bị dao động mạnh. Bản chất của mạch vòng là một mạch RLC, do đó nhất định sẽ có dao động, và việc chọn giá trị tối ưu cho R là rất quan trọng để đệm dao động đó.

2. Một mạch kích được xem là tốt thì áp Vgs vẫn có thể dao động, miễn là dao động đó không ảnh hưởng đến trạng thái làm việc của MOSFET. Trong trường hợp của bạn, dao động đầu tiên ngay sau khi hiệu ứng Miller kết thúc (chu kỳ dao động thứ ba của toàn bộ dạng sóng Vgs ngay sau khi tín hiệu PWM được thay đổi) quá lớn, với phần bán kỳ âm có đỉnh còn thấp hơn Vth, tức là MOSFET sẽ bắt đầu dẫn rồi lại tắt, rồi lại dẫn và tắt trong một vài chu kỳ dao động, rồi mới hoàn toàn dẫn.

3. Kinh nghiệm tùy vào trường hợp cụ thể, nhưng không thể dùng vài câu văn để diễn đạt. Bạn có thể tham khảo link sau để hình dung vấn đề:

http://focus.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf

Thân,