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

[chuongfriendly]

em cám ơn Thầy đã trả lời, Em đã đọc kỹ và hiểu những gì Thầy nói ở trên.

1. Đúng vậy, mạch vòng là một mạch RLC. Theo lý thuyết mạch thì điều kiện để áp trên tụ không dao động là:



Như vậy, giá trị tính được theo công thức này là điện trở tối thiểu để việc nạp tụ CISS không có dao động.

Áp dụng cho mạch em tính ở trên:
IR21271 có: Io+=250mA (test ở 15V);
IRF540 có: Ciss =1960pF; Qg=71nC

R_G = R_out(IC) + Rg = 15/0.25 + 10 = 70Ω

Với: R_out(IC) : điện trở ngõ ra của IR21271
Rg : điện trở em thêm vào.

Suy ra: Ls tối thiểu để mạch dao động:
Ls = Ciss .4R^2 = 1960p.4.70.70=38,4 µH.

Nhận xét: giá trị Ls quá lớn. mạch em làm có lẽ L chỉ vài trăm nH là cùng. Như vậy sẽ không có dao động mới đúng. nhưng thực tế lại có? Em hết biết giải thích rồi? Thầy có ý kiến chỗ này không?

2. Đúng như Thầy nói. Việc chọn giá trị R tối ưu rất quan trọng, và em thấy để tính được nó không dễ chút nào.
lúc tính giá trị R, em chỉ dùng công thức trong slup69 để ước lượng cận dưới của R thôi (vì em không biết được chính xác Ls). Em tính R theo năng lượng trung bình (tham khảo tài liệu DT04-4):
Qg = Q_av =[(Vdrv-Vth)/R_G]. T_sw
Tuy nhiên, cách tính này cho kết quả trong một khoảng từ 0-47 Ω. Em chọn 10 Ω làm thí nghiệm như trên.

Tóm lại: em nhờ Thầy ở 2 chỗ:
1. nhận xét về R>Rth, nhưng vẫn có dao động.
2. làm sao để tính được R tối ưu?

[namqn]

Người ta không tính điện trở ngõ ra của IR21271 như bạn. Trong trường hợp bình thường, điện trở ngõ ra của vi mạch chỉ có vài ohm, chỉ khi ở trạng thái ngắn mạch thì vi mạch mới hạn dòng và điện trở ngõ ra do đó mới tăng lên.

Công thức tính điện cảm tối thiểu của bạn không đúng, phải chia cho 4 chứ không nhân với 4. Giả sử điện cảm mạch vòng của bạn là 100 nH, khi đó tổng điện trở tối thiểu của mạch kích sẽ khoảng 14 Ω. Giá trị 10 Ω của điện trở thêm vào khi đó sẽ thường xuyên đưa vi mạch vào trạng thái ngắn mạch ngõ ra. Với các vi mạch có giới hạn dòng ngắn mạch khá nhỏ, người ta thường phải chọn giá trị điện trở mạch kích theo giới hạn dòng ngắn mạch chứ không theo giá trị điện trở tối ưu. Bạn thử lại với giá trị điện trở thêm vào là 68 Ω xem sao.

Tôi vẫn tính điện trở tối ưu theo công thức của slup169 thôi, cái chính là kinh nghiệm ước lượng điện cảm của mạch vòng (theo các tài liệu về EMC, người ta thường ước lượng điện cảm của đường mạch in là 10 nH/cm).

Thân,

[chuongfriendly]

yeah! cám ơn Thầy nhiều lắm, em hiểu rồi. em sẽ test lại.

ah, đúng là công thức tính điện cảm của em bị sai...hihi

[chuongfriendly]

theo như Thầy, trong mạch kích IRF540 dùng IR21271. em chọn điện trở kích Rg=68Ω, kết quả như sau:

hình 1: Vgs rise



hình 2: Vgs fall



hình 3: Vds



hình 4: Ids



nhận xét: với Rg=68Ω thì
- dạng sóng kích đóng và kích khóa rất đẹp. nhưng có vẻ như thời gian đóng và ngắt này hơi lâu (trên 1us)
- thời gian để MOSFET chuyển từ trạng thái đóng sang ngắt khoảng 700ns là khá lớn so với T_rise IR540 là dưới 50ns!

thời gian chuyển trạng thái đóng ngắt càng lâu thì MOSFET càng nóng và tổn hao càng lớn. nên em thử với giá trị điện trở khác là Rg=34Ω. kết quả như sau:

hình 5: Vgs rise



hình 6: Vds



nhận xét: với Rg=34Ω thì
-thời gian nạp kích nạp cho cực G nhanh hơn. tuy nhiên, dạng sóng nạp tuy có dao động nhưng vẫn chưa đủ lớn để đưa MOSFET từ vùng dẫn bão hòa về vùng khuyếch đại.
-thời gian kích đóng MOSFET cũng nhanh hơn. tuy nhiên, dạng sóng Vds dao động khá lớn.
-việc chọn Rg tối ưu giúp giảm tổn hao, nhưng còn dòng điện Ids thì chỉ phụ thuộc vào tải. vì vậy, sự dao động của dòng tải là không thể điều khiển được bằng driver?

trên là kết quả thí nghiệm và một số nhận xét chủ quan của em. Thầy nhận thấy những nhận xét đó có gì chưa phù hợp không? Thầy có bổ sung gì để giúp em hiểu rõ hơn không?
em cám ơn Thầy vì đã dành thời gian trả lời thắc mắc của em.

[namqn]

Nếu bạn dùng tần số 20 kHz (thời gian của 1 chu kỳ là 50 us) thì thời gian chuyển mạch khoảng 1 us là ổn.

Trong datasheet của IRF540, người ta cho biết thời gian tăng của MOSFET là 50 ns ứng với các điều kiện thử nghiệm, trong đó có Rg = 5.1 Ω. Bạn dùng Rg = 68 Ω thì đương nhiên thời gian tăng sẽ khoảng 700 ns, như vậy là hợp lý.

Bạn đang sử dụng phương pháp chuyển mạch cứng (hard switching) nên tổn hao chuyển mạch đương nhiên là đáng kể. Nhiệm vụ của người thiết kế là lựa chọn một điều kiện làm việc thích hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể.

Khi quan sát thật gần dạng sóng chuyển mạch của các bộ biến đổi, bạn sẽ luôn luôn nhận thấy có sự dao động, ngay cả với các bộ chuyển mạch mềm. Tuy nhiên, người ta thường đánh giá chất lượng của dạng sóng một cách tổng thể, bằng cách đánh giá dạng sóng của 1 chu kỳ chuyển mạch hoàn chỉnh, để xem thời gian của phần dao động chiếm bao nhiêu phần trăm của 1 chu kỳ. Nếu giá trị đó chỉ là vài phần trăm, có thể coi dạng sóng chuyển mạch đó là tốt.

Thân,

[leduy173]

Chân shutdown trong IR 2110 co ý nghĩa j vậy? Mình đang làm cầu H sử dụng IR2110 và 4 em IRF 540 như cái post #39 của a Nam! nhưng giờ mình muốn làm thêm phần cách ly giữa PIC và mạch công suất thì thiết kế thêm thế nào? sử dụng opto pc 900v có đáp ứng dc tần số cao (khoảng 20khz) ko?chu pc817 đâu có đáp ứng nổi .
Cho hỏi thêm sử dung ic cầu L298 chân đưa PWM vào là chân nào? chân en hay in1,in2

[kieutrang1911]

Em viết 1 chuong trinh - điều khiển động cơ 1 chiều quay thuận, ngược, dừng. Dùng Pic 18F877A kết nối với máy tính. Các bác tư vấn giúp em với.

[kieutrang1911]

Các bác có gì giúp em với.Em sắp phát điên với nó đây.Huhuuhuhuhu

[namqn]

Nguyên văn bởi kieutrang1911

Em viết 1 chuong trinh - điều khiển động cơ 1 chiều quay thuận, ngược, dừng. Dùng Pic 18F877A kết nối với máy tính. Các bác tư vấn giúp em với.

Dùng sơ đồ ở post #13 hay #39 của luồng này. Logic điều khiển như post #49 của luồng này. Chỉ có PIC16F877A chứ không có PIC18F877A.

Bạn tìm hiểu phần cứng và sau đó viết thử code cho PIC. Rồi post những thắc mắc lên diễn đàn. Không ai làm sẵn cho bạn đâu, đặc biệt là tôi.

Thân,

[nmhai]

Mạch cầu H nếu dùng 2 con P + 2 con N thì mạch kích khá dễ dàng, nhưng có một nhược điểm là thường con P sẽ chịu dòng kém hơn con N. Do đó để cầu đối xứng thì thường dùng con P to hơn con N.
Chúng ta có thể làm mạch cầu H dùng 4 con N, những con IR2110 or Ir2103 kích cũng khá tốt nhưng có một đặc điểm là không thể kích duty cycle 100%, nhiều khi rất bất tiện, để giải quyết vấn đề này các bạn có thể làm mạch bootrap riêng cho nó.

[tuan_hq2008]

mình đang cần một sơ đồ mạch nguyên lý thiết kế bởi pic 18f877a, bạn nào có thể thiết kế giúp mình với
Cảm ơn nhiều!

[NEM CHUA]

Ủa bác Mod xóa bài em rùi à (

[namqn]

Nguyên văn bởi NEM CHUA

Ủa bác Mod xóa bài em rùi à (

Bài của bạn đã được chuyển sang một luồng mới, link ở đây (vì bạn hỏi đến việc điều khiển động cơ trong dải tốc độ rộng, và duy trì mômen, do đó không liên quan đến luồng này):

http://www.picvietnam.com/forum//showthread.php?t=2670

Thân,

[NEM CHUA]

Hì may quá em tưởng không có ai quan tâm đến vấn đề này

[tienminh]

Nguyên văn bởi namqn

Em tách ra thì hai con MOSFET phía thấp sẽ kích như thế nào? Em nói tách chân Vss và COM của IR2110 thì nghe còn hợp lý.

Kích qua IR2110 thì có thể dùng chân vi điều khiển nối trực tiếp với IR2110(mức ngưỡng logic ngõ vào của IR2110 là 3.3V).

Thân,

Bác Namqn cho em hỏi, chân COM và Vss của IR2110 khi cách ly nhau thì vẫn điều khiển được?
Tuy nhiên thực tế em thấy nếu điện áp chỉ cỡ 12-24V thì không sao, điều khiển cầu H bình thường.
Nếu điện áp cấp cho cầu là cao áp 300V thì IC bốc khói ? khi đó nếu nối COM và Vss nối với nhau thì lại OK.
Vậy kết luận COM và Vss nên nối với nhau thì có đúng không?