Jak poprawić sterowanie hexfetami IRFP 460 w półmostku H przy PWM 18kHz?

Sun Nov 07, 2004 9:34 pm   

witam

Pytanko z dziedziny sterowania silnikami DC (serwonapędy)

Zalozenie:
Mamy mostek typu H (H bridge) sterujący bezposrednio silnikiem pradu stalego
(DC motor). Warto dodac, ze mostek ten pracuje jako półmostek (masło
maślane:)) czyli half bridge i jest oparty na hexfetach IRFP 460
(http://tinyurl.com/3mxbm). Motor via H-bridge zasilany jest napieciem 24V z
zasilacza o wydajnosci max 3A. Mostek sterowany jest sygnalem PWM
(f=18kHz) - za pomoca negatorow uzyskuje sie notPWM - pochodzacym z
mikrokontrolera. Sprzezenie z uC via enkoder.

Problem:
1.Trzeba dodac uklad buforowy miedzy uC a mostek H, poniewaz napiecie +5V
pochodzace z uC nie jest w stanie wysterowac bramek.
2.Hexfety grzeja sie, prawdopodobnie przez za maly dead time - w wyniku
czego na silniku otrzymuje stosunkowo maly moment. Twierdze tak, poniewaz po
odlaczeniu silnika od mostka, spadek napiecia na tranzystorach jest prawie
taki sam. Przy zasilaniu mostka 24V napiecie spada do ok.5V (prad
wowczas=ok.2A) kiedy PWM=50% . Spadek do 6V..7V (I niewiele ponizej 2A) jest
gdy PWM=!50% ( =! różne od). Problemu tego nie bylo by, gdyby zastosowac
komplementarny sygnal PWM, jednak to rozwiazanie odpada. Odpada rowniez (na
razie) mozliwosc obnizenia czestotliwosci PWM.

Pytanie:
ad.1. czy mozna zastosowac uklad ULN2003 (http://tinyurl.com/4858y) do
bezposredniego sterowania hexfetami? ULNa tego zalsilalbym napieciem z
zakresu 9 - 12V
ad.2. Czy moja teza jest sluszna? Jesli tak, to jak temu zaradzic?


pozdrawiam i czekam na sugestie
PS. jak sie tutaj niczego nie dowiem, to wrzucam temat na elektrode, bo juz
normalnie wysiadam.

--
arow vel insane
gg:3367491

Sun Nov 07, 2004 9:48 pm   

Użytkownik "insane" <not@for.all> napisał w wiadomoœci
news:cmm4fr$3v3$1@julia.coi.pw.edu.pl...

[mlask]

a moze po gotowca siegnac ? np L298 ?

@

Sun Nov 07, 2004 10:01 pm   

To jest dobry pomysl, ale niestety trafila mi sie najbardziej gowniana
robota pod sloncem - poprawianie pracy po kims. Niestety L298 nie nada -
gosciu sie uparl na hexfety i juz, bo zamiast silnika 24V ma zamiar
podlaczyc jakis na wyzsze napiecie i o mocy okolo 1kW.

Szczerze mowiac, to budujemy ze znajomym obrabiarke CNC - przerabiamy
zwykla. Na razie korzystam z gotowego sterownika silnika - www.rutex.com mam
tylko uklad RT990A. Zeby bylo ciekawiej, to niedlugo sam bede budowal
regulator PID na uC do tego samego celu, co jest bardziej zwiazane z tematem
mojej magisterki - sterowanie silnikiem DC.

--
arow vel insane
www.republika.pl/izi

Mon Nov 08, 2004 12:05 am   

On Sun, 7 Nov 2004 22:34:04 +0100, insane wrote:

To w koncu H-bridge czy half bridge ?


mam nadzieje ze doczytales poprzednie posty. Zeby otworzyc "gorny"
tranzystor, to potrzebujesz ponad 30V, lepiej 35V na bramke.


Gdzie spada to napiecie ? Poprzednio pisales jakby zasilanie spadalo,
a to sugeruje zasilacz za slaby.


On w ogole nie ma zasilania.

Nada sie z trudem, w zasadzie na granicy.
Sama kostka nie jest zla, ale steruje tylko w jedna strone.
"gorny" prad bedziesz musial dac przez opornik.
Powiedzmy 1k Ohm - z pojemnoscia bramki 3nF daje 3us stalej czasowej
narostu - dosc sporo jesli cykl ma 55us. A jak dasz 300 Ohm, to w
stanie wylaczenia bedzie trzeba 100mA przez uln puszczac .. i 3W w
rezystorze tracic ..


A wrzucaj sobie.
I daj schemat tego w zasadzie polmostka ..

J.

Mon Nov 08, 2004 12:53 am   

mostek typu H, w ktorym parami spiete sa wejscia :
A i D, C i B
w wyniku czego mostek steruje sie dwoma sygnalami:
PWM i notPWM
http://izi.republika.pl/H_half_bridge.jpg



doczytalem,ale nie kumam zdeczka. Mow wyrazniej, bo nie wiem co masz na
mysli piszac "gorny tranzystor"




napiecie mierzone jest bezposrednio na zasilaczu. Zasilacz jest nie byle
jaki, bo LABORNETZGERAT model PS303D. Ma on pomiar I i U na dwoch
oddzielnych wyswietlaczach/miernikach, regulowane ograniczenie pradowe i
oczywiscie reg. napiecie. Nie sadze zeby byl za slaby, bo daje rade pchnąć
30V i 3A, a pomiar wykazuje tylko w porywach do 2A przy tym ukladzie.





rąbnąłem sie - mialem na mysli odpowiednik 2003 mogacy pracowac przy Uzas>5V
tj. chyba ULN2004. W sumie liczy sie idea



grunt, to dobra komunikacja (werbalna lub nie) - napisz co masz na mysli,
tak zebym zrozumial




jak to w jedna strone? Masz na mysli wyjscia OC ?
co to jest "gorny prad" ? czyzbym byl tak bardzo do tyłu z terminologia ?




no tak :\ dlatego zwracam sie z zapytaniem do nieco bardziej obeznanych z
tematem niz ja



a wrzuce, tylko czasu brakuje zeby chociaz konto zalozyc masakra,
normalnie nie mam czasu zeby dogonic wlasny ogon
"schemat tego w zasadzie polmostka" ->
http://izi.republika.pl/H_half_bridge.jpg

Mon Nov 08, 2004 1:37 am   

Hello insane,

Monday, November 8, 2004, 1:53:50 AM, you wrote:


To jest klasyczny, pełny mostek.


Górne tranzystory na schemacie - u Ciebie B i D.


I nic dziwnego - działa ograniczenie prądowe zmniejszając prąd do
wartości bezpiecznej dla zasilacza. Bez względu na to, jak będziesz
bawił się sygnałem na wejściu i czy podłączysz silnik czy nie, któraś
z par tranzystorów robi za źródło prądowe o stosunkowo duzym prądzie.
Ten układ nie ma prawa działać.


Idea musi być taka, że do sterowania tego mostka potrzebowałbyś
napięcia rzędu 30V. A tego nie zniosą bramki 'dolnych' tranzystorów.

[...]

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Mon Nov 08, 2004 1:52 am   

On Mon, 8 Nov 2004 01:53:50 +0100, insane wrote:

D i B. Zeby je w mocno otworzyc potrzeba jakies 30-35V wzgledem masy.

Dochodzi potem problem "dolnych" - ten tranzystor dopuszcza Ugs 30V.


Jesli na zasilaczu zamiast 24V pojawia sie 5V, to sa trzy mozliwosci:
- zasilacz do d*,
- miernik do d*,
- zasilacz swietny - zabezpieczenie sie wlaczylo i dzieki temu
tranzystory jeszcze dzialaja ..


To jest napiecie wejsciowe [sterujace], nie zasilania !


on nie ma nozki do ktorej podlacza sie "napiecie zasilania".


Kiedys bedziesz chcial tranzystory wylaczyc, trzeba bedzie bramki
rozladowac i pod potencjal masy podlaczyc - i ULN to zrobi.

Ale jak chcesz wlaczyc, to trzeba podlaczyc pod napiecie te ~30V i
pojemnosci naladowac - a tego ULN nie zrobi, bo jest OC ...


No wiec poeksperymentowac mozesz, ale nadaje sie kiepsko..


J.

Mon Nov 08, 2004 10:22 am   

On Sun, 7 Nov 2004 23:01:03 +0100, "insane" <not@for.all> wrote:


Nie da sie. Musisz _calkowicie_ zmienic uklad. Nie da sie tego zrobic
na PC846 i inwerterach - _zwlaszcza_ jak tam ma isc potem silnik
1kW...
Ma byc zrobione porzadnie - dobre PWMy (a nie taki robiony przez
HC04), driver do dolnych i gornych mosfetow itp...


Poza tym, jesli serwo jest przewidziane do sterowania CNC, to musi
miec mozliwosc trzymania pozycji z niezerowym momentem... Jest to niby
proste, ale... :-)


--
Jerry

Mon Nov 08, 2004 10:23 am   

Chodzi tu o długi czas ładowania pojemnosći bramki wynikajacy ze słabego
sterowania? Czy moze roznica miedzy czasem nasycenia a zatkania hexfeta:
(turn_off_delay_time)-(turn_on_delay_time)=9nS ?





w takim razie jedyna rada jest poprawienie sterowania? Moge dac pare
szybkich tranzystorów (npn i pnp) na każdego hexfeta, gdzie jeden z nich
bedzie przewodzil do masy, a drugi do +zasilania. Ma to sens? Jesli tak, to
czy sa jakies gotowe bufory do tego celu? Jesli znasz oznaczenia ich, to
dźwięczny był bym :)




zgadza sie, ale w nocie aplikacyjnej jest napisane ze do sterowania bramki
max 20V. Dlaczego wiec sugerujesz 30V, jesli zasilam mostek 24V ?


--
arow

Mon Nov 08, 2004 10:25 am   

mozesz wyszczegolnic jakis konkretny przyklad rozwiazania?

Mon Nov 08, 2004 12:11 pm   

Użytkownik "insane" <not@for.all> napisał w wiadomości
news:cmm4fr$3v3$1@julia.coi.pw.edu.pl...

Użyj scalaka IR2113 lub podobnego
http://katalogi.iele.polsl.gliwice.pl/search.php?szuk=ir2113&man=--wszyscy--&ile=50&start=0&szukaj.x=23&szukaj.y=9
Jeśli czasu martwego nie możesz zrobić programowo, użyj kondensatorów , diod
i oporników na wejściach

Mon Nov 08, 2004 12:34 pm   

To NIE bedzie dzialac. Nigdy. Napiecie, ktore otworzy gorne tranzystory zabije
dolne, napiecie, ktore zamknie dolne tranzystory przebije bramki gornych.
Musisz rozdzielic sterowanie bramek i wstawic odpowiednie drivery. Wygodne i
proste w zastosowaniu sa scalaki International Rectifier IR2110/IR2113, bedziesz
potrzebowal takich 2 (po jednym na kazde pol mostka).
--
Marek Lewandowski (at work)

--
Wysłano z serwisu OnetNiusy: http://niusy.onet.pl

Mon Nov 08, 2004 1:41 pm   

Hello insane,

Monday, November 8, 2004, 11:23:41 AM, you wrote:


[...]


Litości... Napięcie między bramka a źródłem a nie napięcie byle gdzie.

--
Best regards,
RoMan mailto:roman@pik-net.pl

Mon Nov 08, 2004 2:34 pm   

insane <not@for.all> napisał(a):


Czy ty masz pojecie o elektronice jako takiej? 9ns... abstrakcyjna wartosc,
co?


Juz ci raz napisalem w wiadomosci cmecta$pcr$1@news.onet.pl
Jesli tam nie przeczytales, to na cholere pytasz?


przypomnij sobie wzgledem czego jest mierzone Twoje max 20V.

--
Marek Lewandowski (at work)

--
Wysłano z serwisu Usenet w portalu Gazeta.pl -> http://www.gazeta.pl/usenet/

Mon Nov 08, 2004 8:26 pm   

jestem amatorem praktykiem, a z mosfetami zaczynam dopiero
rzygode -szczerze mowiac niewiele o nich wiem. Fakt, ze zdazyla sie akurat
taka sytuacja, w ktorej potrzebuje natychmiastowego rozwiazania i po prostu
nie mam wiele czasu na rozważania, dlatego zwrocilem sie do Szanownego Grona
Grupowiczow. Jednak widze, ze sprowadza sie do malego zamieszania, w ktorym
dwoch panow stara sie udowodnic mi ze nic nie wiem, nie dowiem sie i nie
bede wiedzial. Chyba ze niejasno zadalem pytanie, ktore oczywiscie moge
sprowadzic do prostszej postaci:

jak polaczyc mostek H (na samych hexfetach) z uC ktory daje pojedynczy
sygnal PWM?

poprosilbym lopatologicznie, po woli i konkretnie