Coil Drive trap

Diode moet over de spoel, niet over de fet...
En een zener om de spanning te begrenzen aan de gate is ook wel handig, nu komt daar 48v op te staan.

Op 18 maart 2018 21:10:15 schreef surge_me:
Hallo beste mensen, al weer heel wat jaartjes niets gepost.
Bij deze toch een vraag...

[bijlage]

- Coil_on_off is een PWM signaal.
- De DC weerstand van de spoel is rond de 1 ohm
- De fet zou volgens de datasheet https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=36685&prodName… 3.5 A continue aan moeten kunnen

Ik heb het bovenstaande op een experimenteer printje opgebouwd.
In princiepe werkt het (als ik in plaats van de spoel een resistieve load eraan hangt krijg ik een werkend geheel)

Het probleem is: als ik de spoel aansluit, dan blaas ik steeds de FET op. Is er een manier om de stroom te begrenzen op 3.5 A? Ik kan er een weerstand van 10-20 Ohm tussen zetten maar is dat niet zonde van het vermogen?

Dus doet de tegen emk van de spoel de boel kapot gaan, die heb je niet bij een ohmse belasting.
Ben je een coil gun aan het maken?

Ah yes.... good point @arco/@vergeten, die had ik over het hoofd gezien.

Zal morgen eens proberen!

@vergeten dit is voor een actuator, met een hele hoop meer magneetjes en spoelen. Wilde eerst 1 uitproberen om te kijken of ik het aan de praat kan krijgen.

@arco, waarom zou ik een zener diode op de gate moeten zetten? in principe verwachten we daar toch geen voltage spike?

De fabrikant garandeert dat de fet stuk gaat als de gate-sourcespanning boven de 20 V komt.

Via de pull-up krijg je daar 48V, dus die gaat inderdaad echt wel stuk.

Wat is de weerstand van de spoel? Je kunt de stroom beperken door de voedingsspanning zodanig te kiezen dat de ohmse weerstand van de spoel de stroom bepaald, of je kunt ervoor zorgen dat de pulsbreedte kort genoeg is dat de inductie van de spoel de stroom beperkt.

De fet zal wel lekker open gaan met zo'n spanning.

goed punt van die gate spanning, bij 4.5 volt zou de Rds on 65 mOhm moeten zijn. Zou ik dan ook gewoon de 5 volt kunnen gebruiken om de fet aan te sturen?
(65 mOhm bij 3.5 A is iets van 0.8 Watt dissipatie dus zo op zich niet zo'n probleem moeten zijn. Alternatief van 10 volt Vgs (0.51 mOhm) geeft iets van 0.6 Watt)

@sparkygsx, zal de pwm dan wel aan passen (alhoewel die al nog maar iets van 1% open stond...)
Gezien de bovenstaande antwoorden ga ik eerst maar eens het circuitje aanpassen en dan weer verder kijken.

Dank allemaal voor het mee denken!

Wat is nou de weerstand van de spoel? 1% kan al teveel zijn, als die weerstand erg laag is. Daarbij kan de frequentie ook nog eens te laag zijn, als de inductie klein is. Heeft die spoel een kern (ferriet of ijzer), en hoeveel windingen heeft hij, met welke afmetingen?

Waarom heb je gekozen voor 48V?

@Sparky weerstand van de spoel is ongeveer 1-1.2 ohm frequentie is inderdaad aan de lage kant (450 Hz)

Kern is 3d geprint met een soort weekijzer in PLA https://www.proto-pasta.com/products/magnetic-iron-pla

afmetingen ronde kern 6 mm diameter, 6 mm lang, stuk of 100 windingen (en dan uiteindelijk een stuk of 100 van deze spoelen in totaal om de hele actuator te maken)

Ik heb gekozen voor 48 Volt omdat ik deze power supply nog had liggen.

Kernmateriaal: "Relative (to air) Permeability - between 5 and 8 independent of frequency up to 1 MHz"

Dat is dus niet echt veel, en als ik het goed begrijp is de kern een rechte staaf, en zal het magnetische veld dus niet sluiten.

100 windingen met een diameter van 6mm en een lengte van 6mm geeft ongeveer 35uH, zonder kern. Aangezien de kern het veld niet sluit, zat dat niet veel meer dan een factor 2 schelen, dus 70uH. Met 48V geeft dat bijna 0.7A/us.

450Hz is 2222us per cyclus; 1% is dus 22us, en met 0.7A/us zou er dus al 15A gaan lopen, als we de weerstand even verwaarlozen.

Op 18 maart 2018 22:24:28 schreef surge_me:
(65 mOhm bij 3.5 A is iets van 0.8 Watt dissipatie dus zo op zich niet zo'n probleem moeten zijn. Alternatief van 10 volt Vgs (0.51 mOhm) geeft iets van 0.6 Watt)

een factor honderd verschil in rdson is erg veel. En dan klopt een 25% verandering van het vermogen ook niet. Hier klopt iets niet.

0.51 milliohm is ook indrukwekkend weinig, het lijkt me duidelijk dat dat 51 milliohm moet zijn.

Direct aansturen met 5V kan prima met deze MOSFETs, maar 3.5A is de absoluut maximale DC stroom, als je het ding goed genoeg koelt. Heb je er echt een kopervlak van 25x25mm aan liggen op de PCB?

Hoeveel stroom wil je werkelijk door die spoel gaan sturen? Als dat 3.5A is, zou ik echt een andere MOSFET nemen.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op maandag 19 maart 2018 08:58:20 (62%)

Waar gaat je PWM signaal vandaan komen? Je kunt die 48V natuurlijk best gebruiken, maar dan moet je wel maatregelen treffen dat er geen 48V op je gate kan komen. En ik zou R1 "10K" ook een stuk verkleinen, tenzij je wil dat de fet heel soft aangestuurd wordt.

Het zal wel 490Hz zijn in plaats van 450Hz, dat is de standaard PWM frequentie van de meeste Arduino's.

48V in combinatie met zo'n lage inductie en relatief lage weerstand lijkt me toch niet zo handig. Ik zou een voeding met een lagere spanning nemen (5V/12V van een ATX voeding zou kunnen), en/of de spoeltjes anders wikkelen, om de inductie en weerstand groter te maken, en de benodigde stroom kleiner.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op maandag 19 maart 2018 10:07:18 (60%)