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

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Em tính thử điện trở theo công thức này



voi Ls=7.5nH, Ciss=890pF thì Rgate=5.8ohm chưa trừ cho (Rdrv+Rg,i) như vậy sau khi trừ xong có nhỏ quá ko anh namqn

trong công thức tính tụ



Q(g), Q(rr) có trong datasheet
Dmax/fdrv em nghĩ là thời gian đóng hoặc mở ton và toff
I(bst) em ko biết cách tính
delta V(bst)=V(bst)-V(uvlo) em ko biết V(uvlo), V(bst) em nghĩ là hiệu Vb và Vs của IR2110 nhưng ko biết làm sao có giá trị

Các giá trị em lấy từ datasheet em up lên

Giá trị của Ls phải kể luôn cả điện cảm của phần mạch in, vì không thể có khoảng cách bằng 0 giữa ngõ ra của mạch kích và các chân G, S của MOSFET. Khả năng làm mạch in tốt nhất của bọn em có thể đạt điện cảm của phần mạch in bằng khoảng 20 nH. Như vậy, tính gộp điện cảm đầu nối của MOSFET và điện cảm của mạch in, em phải dùng giá trị 27.5 nH khi tính điện trở.

Dmax là chu kỳ nhiệm vụ cực đại của MOSFET phía cao (vì đang tính cho phía cao). Qg là của MOSFET, còn Qrr là của diode nối vào mạch bootstrap.

Vbst là điện áp nạp cực đại cho tụ (lấy bằng áp nguồn nối vào phía thấp trừ cho sụt áp trên diode của mạch bootstrap). Vuvlo là ngưỡng điện áp khóa mạch kích khi thấp áp, có trong datasheet của IR2110.

Ibst như đã giải thích ở dientuvietnam, là tổng của dòng rò qua diode bootstrap, dòng cung cấp cho bộ dịch mức, dòng cung cấp cho mạch lái, và dòng kích cho MOSFET.

Thân,

[scentoflove]

Anh namqn có thể cung cấp link topic về Ibst trong dientuvietnam, em lên đó kiếm nhưng ko thấy (có thể chưa kĩ).
Qrr em nghĩ là của IRF vì trong datasheet diode ko có.
Theo như anh namqn nói thì em có thể tính Rgate=15ohm

Anh sphinx có thể cung cấp đaị chỉ mua IR2110 ở HN ko, ở Nhật Tảo ko có ->ai đã xài IR2110 giúp em với

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Anh namqn có thể cung cấp link topic về Ibst trong dientuvietnam, em lên đó kiếm nhưng ko thấy (có thể chưa kĩ).
Qrr em nghĩ là của IRF vì trong datasheet diode ko có.
Theo như anh namqn nói thì em có thể tính Rgate=15ohm

Em đọc post #14 ở luồng này:
http://www.dientuvietnam.net/forums/...?t=2993&page=2

Rgate chưa trừ (Rdrv+Rg,i) thì là 11 ohm chứ, Rdrv thì có giá trị trong datasheet của mạch kích (IR2110 chẳng hạn), còn Rg,i thì thường không có trong datasheet của MOSFET.

Qrr là của diode bootstrap, đó là điện tích cần thiết để diode bootstrap trở lại trạng thái khóa sau khi đã dẫn dòng nạp cho tụ bootstrap. Với các diode phục hồi nhanh, chẳng hạn như 1N4933 - 1N4937 thì điện tích đó có thể lấy bằng 75 nC, với các diode thường như 1N4001 - 1N4007 thì điện tích đó có thể gấp 5 đến 10 lần. Do đó, cần chú ý khi chọn diode bootstrap, nếu tụ bootstrap cỡ 1 uF trở lại thì chỉ nên dùng loại 1N4148 nếu không tìm được loại fast reverse recovery.

Thân,

[scentoflove]

Rgate thì em ko hiểu nếu làm mạch tốt nhất là 20nH vậy thì điện cảm tăng lên khi làm mạch trong đkiện khác Rgate khi chưa trừ là 11ohm nhưng khi điện cảm tăng thì Rgate phaỉ lớn hơn vậy -> chọn 12ohm được ko anh

Em đọc datasheet của HIP4081 thấy có thể bỏ qua Ibst (em ko biết tính như thế nào thấy bỏ qua mừng quá). Theo vd trong datasheet em chọn 1N4007 dòng xung trong 1 bán kỳ hình sin (8.3 ms) là 30uA ta có Qrr=124.5nC, Qg=65nC datasheet IRF540, Vbst=9.7 Vuvlo=9.4 datasheet IR2110-> Cbst=631.7nF. Em cũng tính thử với 1N4148 nhưng lại ko được Qrr=0.01pC.

[scentoflove]

Em chọn Dbst là 1N4148 từ đó tính Cbst
Qg=65nC. Qrr bỏ qua, Ilk,d=10uA, Iqbs=125uA, Igs=1.3mA, ton,max=40us, Vuvlo=9.4V, Vbst=15-1=14V ->Cbst= 0.027uF
Giá trị C1,C2=Cbst, C3,C4 trong datasheet IR2110 vẽ nhưng ko đưa giá trị. Các R5-R8 chịu dòng cho zener15V chưa có giá trị

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Em chọn Dbst là 1N4148 từ đó tính Cbst
Qg=65nC. Qrr bỏ qua, Ilk,d=10uA, Iqbs=125uA, Igs=1.3mA, ton,max=40us, Vuvlo=9.4V, Vbst=15-1=14V ->Cbst= 0.027uF
Giá trị C1,C2=Cbst, C3,C4 trong datasheet IR2110 vẽ nhưng ko đưa giá trị. Các R5-R8 chịu dòng cho zener15V chưa có giá trị

Cbst mà em tính ra là giá trị tối thiểu, nên chọn C1, C2 bằng khoảng 10 đến 15 lần giá trị Cbst (theo khuyến cáo của hãng International Rectifier). Với C3, C4, mỗi giá trị nên thực hiện bằng một tụ 0.1 uF (ceramic) + một tụ 1 uF (tantalum nếu có thể).

Các điện trở R5-R8 để chống latch-up cho MOSFET, có thể chọn 4.7 k.

Thân,

[falleaf]

Gửi cái schema này thiết kế cho con L298N, đang định làm nó để chuẩn bị cho phòng thí nghiệm ở HCM và HN. Xin anh Nam cho ý kiến luôn về các giá trị tụ trở mắc kèm theo.

Mạch này làm xong thì bé bằng 2 ngón tay, dài bằng 2 đốt tay (đã bao gồm cục tản nhiệt to oạch phía sau).

Chúc vui.

[namqn]

Nguyên văn bởi falleaf

Gửi cái schema này thiết kế cho con L298N, đang định làm nó để chuẩn bị cho phòng thí nghiệm ở HCM và HN. Xin anh Nam cho ý kiến luôn về các giá trị tụ trở mắc kèm theo.

Mạch này làm xong thì bé bằng 2 ngón tay, dài bằng 2 đốt tay (đã bao gồm cục tản nhiệt to oạch phía sau).

Chúc vui.

Nếu làm cho phòng thí nghiệm thì em nên để 4 tín hiệu kích độc lập nhau, như vậy có thể thí nghiệm kích theo nhiều kiểu khác nhau.

Các ngõ vào của L298N là dạng TTL, do đó không cần làm phức tạp hóa mạch đâu em. Em có thể bỏ phần mạch R, C, và D ở các chân input của L298N.

Nếu nguồn đã ổn áp thì C7 không cần lớn, vài uF là được. C8 cũng chỉ cần vài uF, nếu có tụ tantalum thì nên dùng (lọc nhiễu cho phần logic của L298N).

Rs thì phải chọn tùy theo cỡ dòng điện qua mạch cầu H của L298N. Nếu dòng max cỡ 1A thì có lẽ chọn 0.1 ohm (sẽ cần có một mạch khuếch đại dùng OPAMP loại rail-to-rail input).

Mạch lọc mắc song song với Rs thì có thể dùng R = 220 ohm, C = 1 nF.

Thân,

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Em muốn làm phần phản hồi dòng điện luôn anh namqn giúp em phần này

Trong mạch F dùng L298N vừa post có Rs dùng cho phản hồi dòng điện đó, em tham khảo thêm phần trả lời của anh để chọn giá trị cho điện trở cảm nhận dòng và mạch lọc cho nó.

Thân,

[scentoflove]

Rs mắc giữa chân isenA và mass, mạch cầu H thì mình sẽ mắc Rs như thế nào anh

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Rs mắc giữa chân isenA và mass, mạch cầu H thì mình sẽ mắc Rs như thế nào anh

Trong L298N cũng là một mạch cầu H mà em.

Mắc Rs giữa âm nguồn và điểm nối các chân S của các MOSFET phía thấp.

Thân,

[bluepine]

anh Namqn ơi, có thể giải thích rõ hơn vai trò của chân sens trong mạch cầu được không ? ta đã dùng encoder để hồi tiếp tốc độ động cơ rồi thì thêm chân sens có ý nghĩa gì vậy anh. Em đọc trong datasheet của cầu LM18200 thì thấy nó nói rằng độ nhạy là 377uA/1A, để tối ưu độ chính xác và tuyến tính thì phải chọn điện trở giữa chân sens này với mas sao cho điện áp giới hạn giữa chân sens này với mas là 5V, và trong thiết kế đó thì nó chọn điện trở 2K. em mắc thử thì thấy mạch vẫn chạy tốt. mong anh giải thích thêm,
mến


[namqn]

Nguyên văn bởi bluepine

anh Namqn ơi, có thể giải thích rõ hơn vai trò của chân sens trong mạch cầu được không ? ta đã dùng encoder để hồi tiếp tốc độ động cơ rồi thì thêm chân sens có ý nghĩa gì vậy anh. Em đọc trong datasheet của cầu LM18200 thì thấy nó nói rằng độ nhạy là 377uA/1A, để tối ưu độ chính xác và tuyến tính thì phải chọn điện trở giữa chân sens này với mas sao cho điện áp giới hạn giữa chân sens này với mas là 5V, và trong thiết kế đó thì nó chọn điện trở 2K. em mắc thử thì thấy mạch vẫn chạy tốt. mong anh giải thích thêm,
mến


Post này đọc rồi mà lại quên trả lời.

Chân sense để phản hồi giá trị dòng điện, có thể dùng để bảo vệ quá tải, ngắn mạch, cũng có thể dùng để tính toán trong một số phương pháp điều khiển, vì dòng điện qua động cơ tỷ lệ với mômen điện từ sinh ra trong động cơ.

Giải thích về chân sense của LMD18200: có 2 cảm biến dòng điện sẽ cảm nhận dòng điện qua 2 MOSFET phía cao, sau đó đưa vào mạch ổn định và tạo dòng ở chân sense của vi mạch. Chúng ta sẽ mắc một điện trở chuẩn vào giữa chân này và 0V để tạo áp rơi tỷ lệ với dòng điện (dùng cho các mạch điều khiển, giới hạn dòng).

Với LMD18200 thì chân sense của nó cho phép chúng ta chọn ngưỡng dòng để tác động, vì giá trị điện trở khác nhau sẽ tạo ra áp rơi khác nhau. Nguyên tắc cảm nhận dòng điện của LMD18200 khác với cách chúng ta làm ở đây (có lẽ nó đang dùng cảm biến Hall, do đó mới có thông số độ nhạy 377 uA/A). Nếu chúng ta dùng điện trở Rs như trong các mạch cầu H đang được thực hiện ở đây thì độ nhạy sẽ là 1A/1A (chúng ta dùng giá trị thực của dòng điện).

Giá trị 2k mà họ dùng đảm bảo điều kiện áp rơi không quá 5V so với GND, do đó mạch chạy tốt là đương nhiên.

Thân,

[falleaf]

Nguyên văn bởi namqn

Các ngõ vào của L298N là dạng TTL, do đó không cần làm phức tạp hóa mạch đâu em. Em có thể bỏ phần mạch R, C, và D ở các chân input của L298N.
Thân,

Cái phần R, C, D là để chống ngắn mạch. Mạch này đã kiểm tra rất tốt. Nếu đang chạy, chập hai dòng vào nhau, lập tức nó kéo tín hiệu điều khiển ngõ vào xuống 0. Có nghĩa là khoá thẳng ở ngõ vào luôn, cho dù ngõ ra chân vi điều khiển đang ở mức cao. Bảo vệ cả L298 và vi điều khiển.

Về phần nối chung chân, vì em đi mạch in chỉ nhỏ bằng 2 ngón tay và dài bằng hai đốt ngón tay. Gần như rất khít (đã bao gồm tản nhiệt), nên em gôm chung lại luôn.

Nếu thiết kế thì có thể kéo chân ra test board để cắm. Em dự tính làm thêm một cái dãy test board cắm chân, để thực hành trong phòng thí nghiệm với các thiết bị trung bình, như kiểu động cơ.

Em sẽ suy nghĩ lại phần thiết kế để thực hành cho đơn giản nhất.

Thanks anh

http://www.picvietnam.com/forum//showthread.php?t=79

Các bạn xem thêm bài viết trong luồng này để hiểu về hoạt động của R,C,D ở ngõ vào. Bài này viết lâu lắm rồi, và mạch này được dùng trong robot của F khi làm đề tài tốt nghiệp. Nó làm to oạch vì lý do cũng như các bạn, thời sinh viên, F không có nhiều điều kiện, mạch in đặt miễn phí ở phòng làm mạch in BK HCM, không phủ gì cả. Hồi đó phòng này mới thành lập, chưa làm được lỗ in nhỏ, chưa phủ xanh được. Bây giờ thì không biết thế nào rồi. Ai có thông tin về phòng làm mạch in này hiện nay, xin cung cấp cho mọi người biết.

Chú ý, trong mạch này, lúc đó không tìm được Schotky, cho nên dùng 1N4007, và nó chỉ cho phép tối đa 3-5KHz thôi. Đây là bộ điều khiển không tốt. Trong mạch mới mà F đưa lên, dùng UC3611 thì nó có thể nâng tần số lên. Việc điều khiển ở 7.8KHz như trong báo cáo, là làm lụi theo kiểu thực hành, vì đưa lên 7.8KHz còn thấy chấp nhận được nên làm. Tuyệt đối anh em không bắt chước làm mấy cái trò lụi này của F nhé.

Chúc vui

[scentoflove]

Mạch phản hồi dòng em dùng 2 con diode (nối từ 2 chân jump động cơ vào chân Rs) mắc với mạch Rs, thì diode đó có cần phải phục hồi nhanh hay chỉ cần 1N4007.
Nguyên lý của mạch phản hồi dòng có phải là tạo ra điện áp trên Rs để PIC đọc ADC ko anh. Nếu như vậy thì Vref=5V thì em nghĩ Rs=Vref/Imax