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

[scentoflove]

Anh Nam, mạch phản hồi dòng của em 2 con diode d7,d8 là diode thường hay phục hồi nhanh ko anh.
Anh có thể giải thích thêm cách chọn Rs

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Anh Nam, mạch phản hồi dòng của em 2 con diode d7,d8 là diode thường hay phục hồi nhanh ko anh.
Anh có thể giải thích thêm cách chọn Rs

Em đặt Rs không đúng rồi, xem lại hình gửi kèm nhé.

Nếu chọn Rs để áp rơi cực đại trên nó bằng với Vref của ADC thì chúng ta tổn thất quá nhiều điện áp (áp nguồn chỉ có 24V). Do đó chúng ta thường chỉ chọn Rs để áp rơi ứng với dòng cực đại là khoảng 1V trở lại, và chúng ta sẽ dùng một mạch khuếch đại để nâng mức áp đó lên trước khi đưa nó vào ADC của PIC. Vì tầm điện áp là từ 0V đến 1V (chẳng hạn), các OPAMP dùng trong mạch khuếch đại sẽ cần có rail-to-rail input.

Tính ví dụ, chọn 1V là áp cực đại, dòng cực đại qua Rs là 2A, vậy Rs = 1/2 = 0.5 ohm (công suất trên điện trở này là 1V*2A = 2W!). Nếu để áp trên Rs cực đại là 5V, với dòng cực đại là 2A, thì công suất tiêu tán trên điện trở này là 5V*2A = 10W!! Hy vọng các bạn hình dung ra vấn đề.

Thân,

[bluepine]

em đã vẽ xong phần mạch điều khiển động cơ servo dùng cầu LM18200, các anh tham khảo góp ý cho nhé.
mến

[huybo02]

Em định làm mạch cầu H cho động cơ nhưng không biết làm sao để cách ly khi nối với MCU. Các con opto thì tần số nhỏ không đảm bảo. Dùng các IC cầu H như L298 có cách ly được không?? (Trên mạng có mấy mạch mắc thẳng PIC6F84 vào L298). Còn các diode Schotky thì được không?? (Tốc độ đóng ngắt nhanh và điện áp ngưỡng thấp).
Và nếu có thể dùng diode để cách ly thì dùng 1N4148 dc không??(vừa rẻ vừa dễ tìm)

[hanhluckyly]

Mấy anh cho em hỏi là có cặp nào mà điều khiển giống như cặp IRF9540 và IRF540 không mà công suất cao hơn một tí cỡ 10A hay 20A và hoặc tần số đóng ngắt cao hơn, hay cả hai càng tốt.

Xin cám ơn

[namqn]

Nguyên văn bởi hanhluckyly

Mấy anh cho em hỏi là có cặp nào mà điều khiển giống như cặp IRF9540 và IRF540 không mà công suất cao hơn một tí cỡ 10A hay 20A và hoặc tần số đóng ngắt cao hơn, hay cả hai càng tốt.

Xin cám ơn

Không rõ bạn định chạy đến tần số bao nhiêu mà cho rằng IRF540 không đủ nhanh. Dòng định mức của IRF540 đến 32 A ở 25 độ C, có lẽ lớn hơn yêu cầu của bạn rồi.

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]

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

[hanhluckyly]

Em đã dùng thử cặp này rồi, và sơ đồ mắc mạch cũng không khác là gì mấy so với các mạch của mấy anh ghi ở đây nhưng có lẽ 32A là dòng ghi của nhà sản xuất thôi
Em đã dùng thử mạch DC H Bridge kích cho :
- 1 động cơ khoảng 12A thì rất nóng (đã đầy đủ tản nhiệt và quạt) và có thể hư bất cứ lúc nào (độ tin cậy không cao).
- Cấp dòng cho cuộn kích từ nhưng lên khoảng 10A là có vấn đề rồi (rất nóng )

PS: Mạch ở trên là em đã nối song song 2 con IRF trên cùng một nhánh rồi đó tức là em dùng đến 4 con IRF540 và IRF9540 (vì em nghĩ nối song song dòng sẽ chia đôi được) chứ nếu chỉ mắc 1 con trên 1 nhánh như mấy anh thì 3A là con đó bốc khói rồi
- Ah anh Nam đã dùng thử mạch này và thử kích dòng tối đa chưa?
Nên em không biết là nên dùng cặp nào khác ngon hơn không chứ nếu dùng IGBT thì em phải đổi mạch và làm lại từ đầu

Xin cám ơn

[namqn]

Nếu bạn xem datasheet thì sẽ thấy với IRF540, ngay cả vận hành ở 100 độ C thì dòng định mức của nó vẫn là 23 A. Do đó MOSFET của bạn bị bốc khói ở 3A là một trường hợp bất thường.

Tôi đã dùng khá nhiều MOSFET công suất, và thông thường là những linh kiện mới có thông số tốt hơn thông số trong datasheet chút ít. Tôi đề nghị bạn thử riêng các MOSFET như sau:

- Làm một mạch thử MOSFET rất đơn giản, có một chiết áp để thay đổi áp cấp cho cực gate (nên có zener bảo vệ cho MOSFET), dùng một tải trở và nguồn đủ mạnh để thử đến mức dòng mà bạn muốn vận hành lâu dài. Tải đơn giản nhất là các bóng đèn dây tóc, bạn có thể có công suất lớn và có luôn sự chỉ thị khi tải có dòng đi qua. Ví dụ, với nguồn 24 V, bạn muốn có dòng điện là 5 A, như vậy bạn có thể tìm các bóng đèn 24V/25 W và 24V/50 W để mắc phối hợp thành tải cần thiết.
- Sau khi có mạch thử nghiệm rồi bạn tăng dần điện áp gate đến khi đạt được dòng điện mong muốn qua tải (có thể dùng một điện trở công suất 0.1 ohm chẳng hạn để xác định giá trị dòng qua tải, điện trở này tất nhiên nối tiếp với tải và có công suất đủ lớn, 10 W cho dòng tải tối đa là 10 A). Bạn đo điện áp rơi giữa cực drain và cực source của MOSFET, từ giá trị điện áp rơi này và dòng tải, bạn có thể tính ra điện trở Rdson ở giá trị điện áp gate đó, hay tính ra công suất tiêu tán khi MOSFET dẫn dòng.

Tôi cũng muốn hỏi thêm tản nhiệt của bạn: bạn có biết nhiệt trở của cánh tản nhiệt khi đã được làm mát bằng quạt là bao nhiêu không? Nếu không biết nhiệt trở đó thì bạn có thể cho biết nó cánh tản nhiệt hình dạng ra sao, kích thước bao nhiêu.

Tôi cho rằng vấn đề có thể nằm ở chỗ tổn hao dẫn của MOSFET đang là khá lớn và cánh tản nhiệt chưa tản nhiệt đủ cho MOSFET.

Tôi đang dùng MOSFET ở các dòng điện đỉnh gần với giá trị định mức tại 25 độ C, tần số làm việc của mạch là khoảng 200 kHz (tôi dùng chuyển mạch mềm), do đó tôi khẳng định là các MOSFET có thể làm việc ở các điều kiện mà nhà sản xuất đã nêu trong datasheet.

Thân,

[scentoflove]

Sau nhiều lần test với các tụ khác nhau thì chỉ có tần số <1khz là chạy ổn định. Các tần số lớn hơn áp 2 đầu động cơ dao dộng và đảo chiều động cơ khi sau khi vận tốc về 0 thì random có lúc được lúc ko.
Mạch IR thiết kế để kích FET tần số cao có thể >100Khz. Ko biết mạch em làm sai chổ nào, Cb=0.47uF Rgate 10ohm Db 4148

Chương trình test mạch như sau: D1 D0 đk 2 FET thấp, 2 chân PWM 0 1 đk 2 FET cao, duty max 4095, tần số 500hz

output_high(pin_D0);
output_high(pin_D1);
while(1)
{
      delay_ms(10);
      
      output_low(pin_D1);
      delay_ms(5);
      setmotorsspeed(3000);
      delay_ms(5000);
   
      setmotorsspeed(0); <= cú pháp của hàm chỉ có 1 đối số!?
      output_high(pin_D1);
      output_high(pin_D0); <= những lệnh thao tác ngõ ra này nên nằm trong hàm setmotorsspeed()
      delay_ms(10);
   
      output_low(pin_D0);
      delay_ms(5);
      setmotorsspeed(-3000);
      delay_ms(5000);
      setmotorsspeed(0); <= cú pháp của hàm chỉ có 1 đối số!?

      output_high(pin_D1);
      output_high(pin_D0);
}

setmotorsspeed (signed long duty)
{
	if(duty==0){
		set_power_pwm_override(1, true, 0);
		set_power_pwm_override(0, true, 0);
	}else if(duty<0){ <= if cái gì < 0?!
		set_power_pwm_override(1, true, 0);
		set_power_pwm_override(0, false, 0);
		set_power_pwm0_duty(-Duty);
	}else{
		set_power_pwm_override(0, true, 0);
		set_power_pwm_override(1, false, 0);
		set_power_pwm0_duty(Duty);
	}
}

[namqn]

Bạn muốn nói là thử với nhiều loại tụ khác nhau hay với nhiều giá trị tụ khác nhau? Tôi đã đề nghị bạn dùng tụ tantalum, bạn đã thử chưa?

Nếu bạn cho động cơ chạy không tải, bạn cần có thời gian chờ khá lớn để động cơ giảm tốc độ, sau đó mới đổi chiều quay. Trong code của bạn, khoảng thời gian chờ đó là khoảng 10 ms, rất không thực tế.

Code của bạn cũng có nhiều chỗ không ổn. Tôi đã chú thích trong code của bạn rồi, bạn hãy xem lại.

Thân,

[scentoflove]

Thời gian giữa đảo chiều e giảm từ 10s xuống còn 10ms để test. Còn tụ thì em cũng có xài tụ tantalum rồi 2.2uF.
Khi thử duty <50% thì ở tần số cao (20Khz 32Khz) động cơ chạy êm tăng duty >50% thì lại giật giật

[scentoflove]

Hic hình của pwm vào chân Hin và ngỏ ra Ho của mạch. Cạnh lên và cạnh xuống gần như trùng với pwm, nhưng khi pwm=0 thì ngõ ra rất lạ




Còn 1 điều lạ là khi ở tần số cao cạnh xuống của pwm có nhiễu (dao động quanh mức 0 3-4 lần rồi về 0) như hình thứ 3.