Cum amplific un impuls PWM pentru a deschide un MOS?

[Vizitator deian_05]

Buna. Am realizat o schema cu un PIC16F887A cu care comand o punte H pentru controlul turatiei unui motor. Puntea contine 4 MOS-uri de putere IRFP044N conectate la 4 dintre iesirile microcontrollerului. Semnalul PWM de la PIC il aduc in baza unuia din tranzistoare. Problema e ca nu imi ajunge 5V pentru a deschide complet tranzistorul.Daca spre exemplu puntea cu motorul o alimentez la +20V motorul se invarte foarte incet (deoarece impulsul PWM are 5V). Pentru ca motorul sa beneficieze de cei +20V trebuie in grila MOS-ului sa aduc vreo 17V. Ce as putea sa fac?P.S. Am incercat si cu alte tranzistoare si e la fel....am si simulat cu Proteus si e la fel.

[cirip]

Comanda corecta a unei punti H de mosuri nu e chiar asa de simpla. Sunt multe conditii si posiibilitati, dar fara o schema de la care sa pornim discutia, e greu sa te ajute cineva. Daca pui schema, pune o poza (gif, jpg, nu fisiere Proteus sau mai stiu eu ce)In orice caz, probabil ca ai nevoie de un integrat driver ptr mos, care sa-ti scoata si tensiunea si curentul necesare ptr comanda portilor. Goagal " high low side MOS driver ".

[Vizitator deian_05]

pune o poza

Semnalul PWM il aduc (pentru sens de rotire orar) in grila Q1 iar Q4 il pun pe "1" logic (adica 5V).....iar pentru sens de rotire antiorar PWM il aduc in grila lui Q3 si il pun pe "1" logic pe Q2. Comanda o fac prin RS232 de la PC dar restul schemei nu am mai pus. Asta e ceea ce intereseaza

[cirip]

Nu are cum sa mearga asa. Ar putea sa merga ptr mosurile de jos, daca pui din alea care se deschid la 5V.Pentru mosurile de sus (Q1, Q3), treaba e mai complicata. Ca sa le deschizi zdravan trebuie ca tensiunea G-S sa fie tipic de 10V. Pe de alta parte, cand mosul e deschis, D si S sunt in scurt, deci S are 12V. Rezulta ca pe G tre sa pui aprox 12+10=22V ca sa il tii deschis. Asta se face cu un convertor care iti ridica tensiunea si cu un translator de nivel (se poate face cu tranzistoare) care translateaza tens de comanda scoasa de pic de la 5V la 22V. Circuitul trebuie sa poata sa scoata in jur de 1A in impuls. Toate astea le face High Side MOS driver.Ar mai fi varianta sa pui P-MOS sus, dar tot nu scapi de translatia de nivel. Nu se pot comanda direct cu picul.Cirip

[Vizitator deian_05]

Am prins ideea dar vreau sa si inteleg cateva lucruri:

1.

Ar putea sa merga ptr mosurile de jos, daca pui din alea care se deschid la 5V.

De ce ar functiona MOS-urile de jos cu 5V? Nu este acelasi lucru ca si pentru cele de sus? Singura diferenta e ca in grila am 5V continuu si nu basculant ca si la cele de sus

 

2.

tensiunea G-S sa fie tipic de 10V.

De unde ai dedus lucrul acesta? Practic cand am testat nu imi ajungeau 10V sa-l deschid maxim...ci in jur de 17V

 

3.

pe G tre sa pui aprox 12+10=22V ca sa il tii deschis.

Sa presupunem ca am un motor mai puternic si il alimentez la 24V sau mai mult. Atunci ca sa mentin MOS-ul deschis trebuie in grila sa am 24+10=34V? Pentru tranzistorul meu tensiunea G-S maxima = 20V deci s-ar arde

 

4.

Circuitul trebuie sa poata sa scoata in jur de 1A in impuls.

In foaia de catalog al tranzistorlui meu am urmatorul grafic (vezi poza). Din acel grafic eu inteleg urmatorul lucru: La VGS=4V tranzistorul permite sa treaca prin el 1A (care ar fi suficient pentru motorul meu). La VGS=5V tranzistorul permite sa treaca peste 10A prin el. Eu pe acest fapt ma bazam cand am facut schema....ca 5V imi e suficient sa-l deschid cat am nevoie

[Liviu M]

De ce ar functiona MOS-urile de jos cu 5V? Nu este acelasi lucru ca si pentru cele de sus? Singura diferenta e ca in grila am 5V continuu si nu basculant ca si la cele de sus

 

Importanta e tensiunea GS (VGS). La tranzistorul de jos sursa e legata la masa, asa ca cei 5V ai PIC-ului, referiti fata de masa, inseamna VGS=5V.

La tranzistorul de sus sursa e flotanta, potentialul sursei e VD - VDS. Ca tensiunea VGS sa fie minim 5V - vezi ultimul punct, trebuie ca la acest potential sa mai adaugi 5V. Adica VGS_sus = VD-VDS+5V.

 

2.

De unde ai dedus lucrul acesta? Practic cand am testat nu imi ajungeau 10V sa-l deschid maxim...ci in jur de 17V

Data sheet?

 

Sa presupunem ca am un motor mai puternic si il alimentez la 24V sau mai mult. Atunci ca sa mentin MOS-ul deschis trebuie in grila sa am 24+10=34V? Pentru tranzistorul meu tensiunea G-S maxima = 20V deci s-ar arde

Sursa nu e batuta in cuie si legata de masa, ci e flotanta si, in exemplul tau, e la 24V fata de masa. Asa ca VGS e tot 10V. Potentialul grilei va fi 34V fata de masa, da' tranzistorul va ramane in SOA.

 

Circuitul trebuie sa poata sa scoata in jur de 1A in impuls.

In foaia de catalog al tranzistorlui meu am urmatorul grafic (vezi poza). Din acel grafic eu inteleg urmatorul lucru: La VGS=4V tranzistorul permite sa treaca prin el 1A (care ar fi suficient pentru motorul meu). La VGS=5V tranzistorul permite sa treaca peste 10A prin el. Eu pe acest fapt ma bazam cand am facut schema....ca 5V imi e suficient sa-l deschid cat am nevoie

Exact de-aia zice Cirip ca tranzistoarele de jos ar putea sa mearga da' cele de sus nici gand. Ca pentru tranzistoarele de jos o sa ai VGS teoretic suficienta, da' sus o sa ai VGS negativa.

[cirip]

De acord cu ce a zis Liviu M.As mai adauga:Tensiunea VGS inseamna VG-VS. Atentie fata de cine masori. De exemplu, daca sursa e la 1 milion de volti iar poarta (G) e la 1 milion + 10V, tranz se deschide bine mersi. Orice tensiune mai mice de 1.000.010V pe poarta, nu mai deschide mosul. La fel si la alte tensiuni. Ca sa deschizi tranz trebuie ca tens pe poarta(G) sa fie cu 10V mai mare ca aia de sursa (S), indiferent cat ar fi aia de sursa (S). In cazul tau, daca sursa (S) e la 12V (am aratat de ce), poarta trebuie sa aiba 10V+12V=22V pentru comutare ferma. La cei 17-12=5V ai tau, ai deschis un pic tranz, dar esti departe de conductie serioasa.Legat de ultime idee de mai sus, nu te lasa incantat de caract de transfer pe care ai postat-o. Aia nu inseamna nimic. daca operezi tranz "la 1A" de pe grafic, o sa se incinga si o sa se arda. Tranz tre sa fie in conductie astfel inca sa indeplinesti RDS_on din foaia de actalog si sa ai disipatie minima.Cirip

[Vizitator deian_05]

Toate astea le face High Side MOS driver.Cirip

As mai avea o intrebare....pentru tranzistoarele din partea superioara a puntii, daca folosesc un driver pe care sa zic il alimentez la +17V....am nevoie si de un optocuplor intre microcontroller si driver? Exista riscul sa-mi genereze driverul o tensiune pe linia de intrare care sa-mi arda microcontrolerul?

[cirip]

In general nu. High Side Driverul iti face translatia de nivel necesara. Primeste semnal de la procesor la intrare si il converteste in nivelul necesar mosului. Ptr siguranta, citeste cu atentie foaia de catalog sau daca nu iti sunt clare info, posteaza link la un driver concret si discutam pe foaia de catalog.

[Vizitator deian_05]

posteaza link la un driver concret si discutam pe foaia de catalog.

Mi-am cumparat deja driverele acestea:http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/I/R/2/1/IR2110PBF.shtml

[cirip]

Nu ai nevoie de optocuplor. Poti conecta direct procesorul. Accepta tensiune de comanda intre 3.3 ... 20V, in fct. de tensiunea de alimentare a partii logice. Informatia e la a patra bulina de la Features de pe prima pagina si in figurile 12B si 13B de la pagina 8.