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

[scentoflove]

Em đọc bài đó của anh rồi, vì em chưa làm PWM theo 2 pha bù nhau nên em định làm theo cách đó, PWM từ 0-100% thì em đã làm cho đồ án của em với mạch FET_RELAY.

Em thấy trong mạch cũa anh chân mass của cầu H nên tách ra khỏi chân mass của 12V đưa vào IR2110.

Như vậy chân CCP2 (RC1) của pic có thể nối trực tiếp với chân Q1, và 1 chân khác của pic (RC0) sẽ kick cho Q4 luôn dẫn dòng. Khi theo chiều ngược lại thì đảo lại RC1 cho Q3 và RC0 cho Q2.

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Em thấy trong mạch cũa anh chân mass của cầu H nên tách ra khỏi chân mass của 12V đưa vào IR2110.

Như vậy chân CCP2 (RC1) của pic có thể nối trực tiếp với chân Q1, và 1 chân khác của pic (RC0) sẽ kick cho Q4 luôn dẫn dòng. Khi theo chiều ngược lại thì đảo lại RC1 cho Q3 và RC0 cho Q2.

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,

[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

[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.

[namqn]

Nguyên văn bởi 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.

Nếu không đạt được điều kiện chiều dài mạch vòng là nhỏ nhất thì điện cảm sẽ cao hơn 20 nH, khi đó sẽ cần dùng Rgate lớn hơn. Nhưng phải chú ý đây là giá trị điện trở tổng của mạch vòng, chúng ta chỉ thêm vào một điện trở với giá trị bằng Rgate - (Rdrv + Rg,i). Không may là datasheet của IR2110 cũng không cho biết giá trị Rdrv. Nhưng nếu cần thiết thì chúng ta vẫn có thể đo được Rdrv của IR2110 một cách gián tiếp, còn Rg,i thì thường không có trong datasheet của MOSFET. Dù sao thì em vẫn có thể chọn điện trở thêm vào là khoảng 10 ohm.

Ibst không thể bỏ qua được, vì nó là dòng tổng của nhiều thành phần hiển nhiên tồn tại trong mạch, và các thành phần đó hoặc được cho trong datasheet, hoặc có thể tính được từ mạch kích. Qrr tính như em là không đúng, vì đó là khả năng chịu dòng xung của 1N4007 (30A trị đỉnh của một bán kỳ dòng hình sin, kéo dài 8.3 ms). Với 1N4148 thì có thể bỏ qua Qrr (chỉ khoảng 100 pC là tối đa).

Còn một chỗ nữa cần nói, Vulvo = 9.4 là đúng rồi, còn Vbst phải là Vcc - Vd (áp rơi trên diode).

Thân,

[scentoflove]

Trong datasheet 1N400 ở dưới có Irr= 30uA và theo time 8.3ms (em ko sử dụng giá trị Ifsm=30A) em tính ra Qrr=124.5nC
Vbst=Vcc-Vd=12-1.1=10.9, Vd 1N4007 1.1V (datasheet ghi là Vf)
Ibst=Ilk,d+Iq,ls+Iq.drv+Igs
Igs=Vgs/Rgs=3/50=0.06 A (datasheet IR2110)
Iq,drv em nghĩ đo trện mạch
Iq,ls em ko thấy trong datasheet IR2110 (trong datasheet có Iqbs là gì vậy anh namqn)
Ilk datasheet diode ko có
ton,max = ton,rise+ton,delay = 38+9 =47ns (datasheet IRF540)
->Khi chưa tính Iq,drv; Id,ls; Ilk ta có Cbst=128.88nF

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Trong datasheet 1N400 ở dưới có Irr= 30uA và theo time 8.3ms (em ko sử dụng giá trị Ifsm=30A) em tính ra Qrr=124.5nC
Vbst=Vcc-Vd=12-1.1=10.9, Vd 1N4007 1.1V (datasheet ghi là Vf)
Ibst=Ilk,d+Iq,ls+Iq.drv+Igs
Igs=Vgs/Rgs=3/50=0.06 A (datasheet IR2110)
Iq,drv em nghĩ đo trện mạch
Iq,ls em ko thấy trong datasheet IR2110 (trong datasheet có Iqbs là gì vậy anh namqn)
Ilk datasheet diode ko có
ton,max = ton,rise+ton,delay = 38+9 =47ns (datasheet IRF540)
->Khi chưa tính Iq,drv; Id,ls; Ilk ta có Cbst=128.88nF

Em vẫn nhầm lẫn nhiều chỗ.
Irr (không biết em dùng datasheet của hãng nào) = 30 uA là dòng rò khi diode bị phân cực ngược, hoàn toàn khác với dòng điện phục hồi ngược cực đại. Dòng điện phục hồi ngược cực đại phụ thuộc vào lượng điện tích trong tiếp giáp p-n khi diode dẫn dòng thuận, do đó dòng điện phục hồi này ít nhiều phụ thuộc vào dòng điện dẫn khi phân cực thuận. Trường hợp xấu thì ta lấy bằng dòng định mức khi phân cực thuận.

Ilk,d chính là Irr mà em dùng nhầm ở trên.

Với IR2110, Iqbs = Iq,ls + Iq,drv, là dòng điện nguồn (dòng tĩnh) để nuôi bộ dịch mức và mạch lái (chưa tính dòng điện từ mạch lái đến gate của MOSFET, vì cái này tùy vào loại MOSFET đang dùng).

Igs là dòng điện trung bình để nạp điện tích cho MOSFET trong một chu kỳ, tính bằng công thức Igs = Qg*fs, Qg là điện tích gate của MOSFET, fs là tần số chuyển mạch của cầu H (có lẽ chúng ta sẽ chuyển mạch ở 25 kHz)

Ton,max tính từ tần số chuyển mạch và Dmax (chu kỳ nhiệm vụ cực đại), ví dụ với Dmax = 0.8, fs = 25 kHz thì Ton,max = Dmax/fs = 0.8/25000 = 32 us.

Cái ton,max mà em đã tính là thời gian đáp ứng kể từ khi có tín hiệu đóng MOSFET từ mạch điều khiển, đến khi MOSFET đóng.

Thân,

[scentoflove]

Anh namqn Irr trong datasheet ghi la maximum full load reverse curent, Full cycle -> em nghĩ là đúng chứ anh
Ibst=Ilk,d +Iqbs +Igs
Iqbs= 125uA
Igs=Qg*fs=65nc*20Khz=1.3uA fs=20Khz vì chân CPP pic có tần số 19.53Khz

ton,max =Dmax/fs =0.8/20khz=40us (Dmax này em chọn là 1 được ko, đọc bài anh viết trên dientuvietnam thì ko thể chạy 100% chu kì vậy Dmax bao nhiêu là dc)

Cbst=0.13uF

Các datasheet em dử dụng em up lên

To sphinx: thanks, em đã mua được IR2110

[namqn]

Nguyên văn bởi scentoflove

Anh namqn Irr trong datasheet ghi la maximum full load reverse curent, Full cycle -> em nghĩ là đúng chứ anh
Ibst=Ilk,d +Iqbs +Igs
Iqbs= 125uA
Igs=Qg*fs=65nc*20Khz=1.3uA fs=20Khz vì chân CPP pic có tần số 19.53Khz

ton,max =Dmax/fs =0.8/20khz=40us (Dmax này em chọn là 1 được ko, đọc bài anh viết trên dientuvietnam thì ko thể chạy 100% chu kì vậy Dmax bao nhiêu là dc)

Reverse current và reverse recovery current là hai thứ hoàn toàn khác nhau. Anh đã giải thích trong post trước rồi, em đọc kỹ lại đi.

Igs phải là 1300 uA hay 1.3 mA!

Nếu dùng ít hơn 8 bit cho PWM thì có thể dùng 25 kHz.

Dmax cứ lấy là 0.8 đi, coi như chúng ta điều rộng từ khoảng 0.1 hay 0.2 đến 0.8 thôi.

Thân,

[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.