DC-motor regeling vanaf FPGA

Ik ben bezig met een project waarin ik oorspronkelijk vanuit een FPGA de snelheid van de DC-fan kon regelen via PWM. Nu door problemen ben ik overgestapt op een DC-motor aangezien de fan niet krachtig genoeg is.

In tegenstelling tot de DC-fan heb ik geen aparte PWM-ingang en wordt de PWM rechtstreeks op de voedinspanning ingang toegepast. Nu was ik op het volgende schema terechtgekomen op deze website:

http://www.circuitsonline.net/schakelingen/17/modelbouw/moto...eling.html

Hier wordt een mosfet gebruikt om de DC-motor aan en af te schakelen. Aangezien PWM-reeds aangemaakt wordt in de FPGA had ik de 555 IC niet nodig. Hierna kwam ik tot het volgende schema:

https://www.dropbox.com/s/f49p3hssya9zux2/circuit.png
https://www.dropbox.com/s/f49p3hssya9zux2/circuit.png

Uit de FPGA komt een PWM-blokgolf met max spanning 3,3V en ik gebruik een 24 DC-motor.

Uit de datasheet heb ik gezien dat de MOSFET dat Vsg=10V bedraagt dus zal mijn schakeling niet werken. Iemand een oplossing of kan er beter gewerkt worden met een transistor?

Je zou een lowside gatedriver kunnen gebruiken (wel even opletten wat als "hoog" signaal word gezien)
Of je zou aan klassieke totempole met een extra transistor aan de input kunnen gebruiken als je het discreet wil oplossen, dan moet je wel je programmatuur wijzigen want de eerste transistor inverteerd het signaal.
(hoog uit word laag uit en vice varsa)

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II
Lambiek

Special Member

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Gaat je fan stuk als ie continu aan staat?
Zonee, dan kun je via een weerstandsdelers (2x10k) de gate van je FET default aan 12V hangen (en dus aanzetten).

Daarna neem je een klein torretje (of fetje) dat je met de basis (gate) aan de FPGA hangt, en de collector (drain) aan de gate van je echte FET om je fan uit te zetten/te PWM'en.

Andere fet nemen? Een Buz11 is nogal ouderwets.

Je geeft niet aan wat voor een stroom er moet lopen en de frequentie van je PWM maar ik gebruik regelmatig FET's die met 3Volt al helemaal open staan.

Bedankt voor de informatie en feedback. Ik heb uiteindelijk gekozen om een andere FET te gebruiken. Via mijn zoektocht op farnell kwam ik op volgende type van STMicroelectronics: STD30NF03LT4.

Heb mijn schema upgedate naar het volgende:

https://www.dropbox.com/s/7eyc9t9kdcqh9vn/Circuits.png

Nu heb ik nog 2 vragen:
Welke frequentie wordt het meest gebruikt voor het aansturen van DC-motoren. Ik heb ergens gelezen 10 kHz.
Is een snubbernetwerk nodig?

Lambiek

Special Member

Die 1K weerstand is te klein, daar kan je beter 10K van maken.
Die condensator heeft totaal geen nut, de diode zit goed. Let er wel op dat de diode de stroom aan moet kunnen die ook door je motor loopt. Verder staan er voorbeelden in het stukje dat ik gestuurd heb over filters, maar dat is in jou geval niet nodig.

Je kan het proberen om direct je fet aan te sturen, als dat niet gaat moet je er een fet driver tussen zetten.

Die 10KHz is geen must, het kan ook lager of hoger. Het ligt ook een beetje aan het type motor, als je geen gepiep meer hoort is het goed, (of je moet een kick krijgen van het gepiep) en dat kan bv ook al bij 5KHz zijn.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ja die condensator op die motor is gewoon het enige motor symbool dat ik in multisim kon terug vinden.

Ik ga de component bestellen en dus eerst proberen zonder driver ic.

Waarom pull-down van 1k?

Meeste digitale ports kunnen prima sinken maar veel slechter sourcen. Bij voorkeur doe je dan ook een pull-up en sink je met de FPGA. Hoe klein je de weerstand kan maken wordt bepaald door de stroom die de FPGA kan sinken. Hoe kleiner, hoe sneller de fet schakelt.

Lambiek

Special Member

Heb nog even naar de getoonde fet gekeken, maar dat is niet echt een logic_level fet natuurlijk.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Zo slecht is hij toch niet?

Gate threshold ligt op 2.5Volt MAX. Bij 3Volt tussen Gate en Source is volgens de grafieken Idrain 20Amp met RdsON van 0.0205. Niet al te slecht.

Ik vond veel mosfets die op die lage spanning schakelen maar die eveneens grote vermogen konden schakelen had ik bijna geen andere optie dan die fet. Welke stel jij dan voor Lambiek?

Ik ga het eerst proberen zonder pull-up en dan kijken hoe zuiver mijn PWM-signaal eruit ziet.

Lambiek

Special Member

Het ligt ook aan het type motor die je gaat gebruiken, zie dat de spanning 24VDC is. Maar wat is de stroom, die staat er niet bij.

De gekozen fet mag max 30VDC schakelen, ik vindt dat persoonlijk te dicht bij de te schakelen spanning zitten.

Ik weet niet met welke frequentie je gaat schakelen, (PWM) maar als je die te hoog kiest ga je ook temaken krijgen met schakelverliezen.

En ik vindt 3.3VDC uit je FPGA toch al niet veel om een fet aan te sturen, maar probeer maar.

Ik weet zo één twee drie geen andere, Hangt allemaal van hier boven af.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Het is een 24VDC, 4000RPM motor met een maximale stroom van 3A.

Ik heb ook de optie om te opteren voor een zwaardere versie die max 60V kan schakelen: http://be.farnell.com/stmicroelectronics/std30nf06lt4/mosfet.../1752032RL

Lambiek

Special Member

Dan zou ik voor de laatste gaan.

[Bericht gewijzigd door Lambiek op 16 mei 2013 09:57:38 (14%)]

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.