Hulp gezocht bij aansturing H brug

Hallo allemaal. Ik wil graag jullie hulp vragen. Met de digitale techniek en programmeren kom ik er altijd wel redelijk uit. Met Mosfets heb ik jammer genoeg wat minder ervaring vandaar dat ik hier om hulp vraag.

Ik wil een 36v 600 watt motor aan gaan sturen met PWM. Op dit moment loopt de motor op een kant en klare controler waarmee met een potmeter de snelheid gevarieerd kan worden en ik met relais een H brug gemaakt heb. Echter wil ik de stap gaan maken om over te gaan op eeen microcontroller en dan hier de pwm vandaan gaan halen.

Zoals gezegd de motor: 36v/600 watt
Mosfets 4x IRF 1010
PWM signaal Microcontroller 0-5v (ttl)

Kan iemand mij helpen met het te begrijpen waar ik kan vinden welke mosfet driver voor mij geschikt is. Ik hoef geen compleet voor gekauwde antwoorden (is ook altijd welkom) maar ik wil ook begrijpen waarom een bepaald type geschikt is of niet geschikt.

Alvast bedankt voor het mee denken.

High met Henk

Special Member

eigenlijk heb je een aantal zaken die van belang zijn:

.1 kan de mosfet de stroom aan? (600W 36 V, dus 20A ongeveer DS)
.2 Wat is de RDS(on) dan? (weerstand)
.3 Hoeveel vermogen verstookt de mosfet dan en kan hij dit aan
.4 hoeveel spanning moet je op de gate zetten om hem open te sturen en kun je dit eenvoudig leveren?
.5 wat is de gate-capaciteit en hoe lang duurt het dus voor de gate vol open gaat. Als hij niet vol open staat is de dissipatie ook groter. EN het duurt dus langer voor hij vol open staat als deze capaciteit groter is...

Dat zijn iig de guidelines waar ik zo snel op kom

to all newbies: RTFM/D of google eens (p.s. RTFM/D = Read the f*cking manual/datasheet).

Zoals gezegd heb ik nog niet zo heel veel kennis over Mosfets.

VDSS = 60V
RDS(on) = 12m Ohm
Id = 84A

Hoeveel vermogen deze dan verstookt, geen idee?

Hoveel spanning op de gate? Ik neem aan dat dit de VGS is? Deze is 20V.

Gate capaciteit is neem ik aan Ciss? Deze is 3210pF.

Tijd om de gate vol open te zetten: Td 12ns en Tr 78ns maakt 100ns?

Sorry voor mijn gebrek aan kennis, ik hoop dat jullie mij verder kunnen helpen.

High met Henk

Special Member

12 mOhm. en ca 20 A. Levert een spanning. met een spanning en een stroom kun je een vermogen berekenen. Eerste les elektro.

Nu die gate capaciteit.

.1 Wat is de maximale frequentie van je H brug? (wellicht PWM gestuurd) Dan kun je Xc berekenen en dus je maximale stroom berekenen die je erin kunt persen dan...

.2 Wat is de maximale stroom die je er in kunt sturen en hoe lang duurt het dan voor je 5 tau hebt (en de gate volledig geladen is).

Levert dit problemen op..

to all newbies: RTFM/D of google eens (p.s. RTFM/D = Read the f*cking manual/datasheet).

Vermogen in de fet kom ik op 48mW.

Max frequentie van de H-brug is 32KHz. Ik kom dan op een Xc van 1549 Ohm.

De maximale stroom wordt dan 36/1549 = 23 mA ? Of gebruik ik nu een verkeerde spanning?

tau = 1549 x 3210pF = 24,9uS?

Met de gekozen frequentie duurt 1 puls 31uS, je bedoelt dat dat een probleem is?

De frequentie kan eventueel lager gezet worden in de microcontroller, dit is de hoogst mogelijke pwm frequentie die ingesteld kan worden.

Sorry voor mijn misschien domme antwoorden, op school hebben we nooit heel veel over Fets gesproken, misschien dat het mij toen niet genoeg interesseerde dat het niet is blijven hangen.

@HmH: het heeft natuurlijk niet zoveel zin om met 5*tau te gaan rekenen, naar 1*tau is die MOSFET ook al lang en breed open, maar afhankelijk van de spanning is de Rdson dan nog wat hoger dan na 5*tau. Daarbij zorgt het Miller plateau er natuurlijk voor dat het eerste stuk van het laden (vrijwel alleen gate-source) helemaal niet zo interessant is, aangezien de MOSFET dan nog helemaal dicht is.

Maar je moet wel rekenen op veel meer dan 20A! 600W / 36V mag dan iets minder dan 20A zijn, dat is dus alleen de gemiddelde stroom die je uit de accu of voeding gaat trekken. De stroom door de motor kan veel groter worden dan die in de accu, en daar moeten de MOSFETs natuurlijk wel tegen kunnen. Daarbij wordt die stroom ook niet "vanzelf" beperkt, en is het wel handig om een beetje marge te hebben als je regeling niet helemaal perfect is.

@TS: je rekent eerst een complexe impedantie uit (van de gate capaciteit, neem ik aan), vermenigvuldigd dit met dezelfde gate capaciteit, om op een tijdconstante te komen? Wat gaat daar mis...

Tussendoor probeer je nog eens de voedingsspanning te delen door dezelfde complexe impedantie. Had je ook echt een doel met die berekening, of ben je willekeurig wat variabelen door andere variabelen aan het delen om te kijken of er iets grappigs uitkomt?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Lambiek

Special Member

Die 20A is veel te laag, er kunnen pieken ontstaan die 5 tot 6 maal groter zijn.

Lees dit ook eens door, staat ook een stukje over de H_brug in.
http://www.circuitsonline.net/artikelen/view/41

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
High met Henk

Special Member

oeps, ik had ff over het woord MOTOR heen gelezen. was laatst met een ohmse last bezig.....

en ja 5 tau is maximaal, maar 1 Tau is voor sommige fets wat weinig (in praktijk ooit eens achtergekomen) Vgs was ongeveer 3 Tau om vol open te gaan.

to all newbies: RTFM/D of google eens (p.s. RTFM/D = Read the f*cking manual/datasheet).
fatbeard

Honourable Member

Als ik met 20A en 12mΩ het gedissipeerde vermogen uitreken (P=I2*R) kom ik op 480mW, niet 48...
Met name tijdens het optrekken en remmen zal de stroom idd veel groter zijn (en dus ook de dissipatie): bij 100A is de dissipatie toch echt 120 hele Watts...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

De TS zegt niet dat het voor een voertuig is, al klinkt dat wel waarschijnlijk. Of de stromen tijdens acceleratie en deceleratie van de motor groter zullen zijn, is afhankelijk van de aansturing; als je de stroom niet meet en actief regelt, kun je er maar beter vanuit gaan dat de stroom veel groter kan worden dan die nominale stroom.

Als je de stroom wel actief regelt, bijvoorbeeld met een PID loop in software, of een peak-current controller in hardware, zoals bij stappenmotoren vaak gedaan wordt, kun je al wegkomen met een veel kleinere veiligheidsmarge. Zolang je op zulke spanningen en stromen zit, en het niet op een paar euro meer of minder komt, zou ik de MOSFETs niet te krap bemeten, zeker niet in de ontwikkelfase.

De meeste motoren kunnen kortstondig best 2-3 keer hun nominale stroom voeren zonder schade, en soms nog veel meer dan dat, al heeft dat niet altijd zin, omdat je nauwelijks nog meer koppel krijgt als je de stroom verder opvoert als het ijzer eenmaal flink verzadigd is. Daarbij neemt de effectieve inductie daardoor af, waardoor het risico op catastrofale overstromen groter wordt.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken