CNC motalica za transformatore

[Želja]

Milane,

Butstrep kondenzator ne treba biti ni suviše mali, jer neće isporučiti dovoljno energije za highside drajver, i stvoriće se veliko talasanje napona.

Ako je previše veliki jer u tom slučaju njegovo inicijalno punjenje traje suviše dugo. Velike vrednosti imu da zahtevaju čak nekiliko perioda PWM signala za inicijalno punjenje. Talasnost će biti jako mala.

Optimalna vrednost butstrep kondenzatora treba biti takva da se inicijalno punjenje ostvari odmah u prvoj periodi PWM signala uz neku dopuštenu talasnost napona recimo 5% do 10%.

Postoji način kako se tačno računa njegova vrednost, pogledaj App-notu : http://www.silabs.com/Support%20Document.../AN486.pdf

Svi ti proračuni ( kao i za ostale drajvere sa butstrep kond.) računaju njegovu minimalnu vrednost potrebnu za normalno funkcionisanje
hi-side drajvera. Ta vrednost je često u nanofaradima.
U praksi važi pravilo da se dobijena vrednost pomnoži sa 10 do 20 puta ! , i upotrebi elektrolit sa malim ESR preko koga postaviš 100nF.

Obrni okreni, ako bez ikakve matematike upotrebiš recimo elektrolit 4,7uF + 100nF keramiku nećeš ni malo pogrešiti.
Ta vrednost je dovoljna da opslužuje veliki broj IC kola za drajvovanje mosfeta pri nekim razumnim peak strujama ( do par ampera)
Preko 10uF nije poželjno ići, osim ako neke saplikacije zahtevaju veće kapacitete butstrep kondenzatora.
Znači, sve od 1uF do 4,7uF su neke optimalne vrednosti.

U bilo kom sliučaju bitno je da imaš brzu diodu za punjenje tog kondenzatora.
Ja obično koristim SF15 ( Ima ih u Comet-u) a naravno može i bilo koja druga superfast dioda.
U nekim situacijama potrebno je i ograničiti jednim otpornikom maksimalnu struju punjenja, ali za sada ćemo to preskočiti.

*****
Neka Miki dopuni šta sam preskočio, jer i ja nisam koristio nikada ovo kolo !

Pozz

[mikikg]

Da tako je kada se koristi bootstrap kondenzator.
Druga opcija je koristiti dodatno lebdece (galvanski izolovano) napajanje jer su kod Si dravera gornja i donja strana drajvera medjusobno odvojeni sto pruza prednost da izbegnemo taj bootstrap kondenzator i da ne zavisimo od min/max duty niti frekvencije niti struje za gejtove. Sa posebnim napajanjem gornji MOS-FET moze prakticno i staticno da se gura i uvek ce mo imati dovoljno struje i za "najteze" tranzistore.
Druge preporuke su vezane za decoupling napajanja, kao sto smo naguravali one kondenzatore kod BatoMM tik uz nozice, tako i ovde, sto je moguce blize kombinacija MLCC od 0.1 + 1 + 4.7uF, dve gomilice posebno za donju i posebno za gornju stranu.
To kad se odradi, lebdece napajanje i ovaj decoupling, onda ste "mirni" sa drajverima

[mikikg]

BTW: ovo sa lebdecim napajanjem nisam ja izmislio Zna se ko ovde izmislja takve opcije, Macola!
Ako mu je negde u blizini prototip koji smo zbudzili sa nekim adapterom mogao bi da postavi fotku, da prakticno vidite.
BTW2: bas za ove potrebe gde treba vise izolovanih napajanja smo skoro radili grupnu kupovinu SG3xxx kontrolera sa njihovim drajverima!

[Milan94]

Ukoliko bih hteo da izbacim bootstrap kondenzator potrebno je da dovedem jos jedno napajanje od 12v de bih negativan pol vezao na GNDA a pozitivan na VDDA i to je sve.

Da li je ostatak seme ispravno nacrtan ako jeste da dodam i drugu polovinu mosta.

[mikikg]

Da tako je, stim da i druga polivina mosta mora da ima svoje lebdece napajanje.

[mikikg]

GNDB i VDDB, 12V grana za donju polovinu mosta, oni mogu da budu sa sajednickom masom, za GNDA i VDDA za gornju polovinu mora dva galvanski razvojena izvora napajanja.

Zato treba osmisliti mozda napajanje prvo, da li ces to raditi sa izolovanim sekundarima od mreznog transformatora i nekim LM7812 ili ces praviti neki DC/DC konverter sa vise izolovanih sekcija, a tu je Macola spominjao one SG kontrolere koji mogu da imaju vise regulisanih izvora istovremeno.
Recimo napravis 24Vin DC/DC sa 5V regulacijom i jos 12V sekcije koje ce biti medjusobno regulisane sa zadovoljavajucom tolerancijom varijacije napona. To stane sve na malo loncasto feritno jezgro, moze lepo da se napakuje.

[Milan94]

Meni je poterebno 3 napajanja 12v galvanski izolovana i jedno od 5 volti za napajanje IC.

Dva napajanja 12 volti za napajanje VDDA oba drajvera i jedno zajednicko napajanje za VDDB za oba drajvera.

Napajanje nije problem za pocetak mogu napraviti namenski trafo sa sekundarima po zelji to bar nije problem a kasnije mozemo razviti neki SMPS.

[mikikg]

Nacrtaj full-bridge shemu kompletno sa sve napajanjem, verzija sa mreznim transformatorom. Treba zbog PCB i taman da to proverimo jos malo i utegnemo ako treba …

[Želja]

Drugari,

Mnogo nam se komplikuje taj H most, ako tako nastavimo - ispašće najkompleksniji sklop u toj motalici.

Ja nisam hteo da kvarim Mikijevu ideju da se koristi Si8233 jer i ja delim mišljenje da se radi o veoma
dobrom drajveru. Ako smo se opredelili za njega, po meni nema nikakve potrebe zaobilaziti butstrep kondenzator.

Mnogo ozbiljniji drajveri za snažnije DC motore su radjeni po tom principu, i ne vidim razloga ni potrebe da pravimo
više lebdećih napajanja. Slažem se da je lebdeće napajanje bolji način, ali naspram aplikacije koja se pravi - stvarno nema potrebe.

I na kraju, ne zaboravite šent za merenje struje i FLT izlaz.

*******************

Kada bih ja dobio zadatak da nekom uradim H-most za takvu aplikaciju to bi izgledalo otprilike ovako :
Šema : http://forum.yu3ma.net/attachment.php?aid=19907
TLP250 je mator ali odličan za ovu aplikaciju. (a jeftin i svuda ga ima)

U ovoj šemi koristi se samo jedno napajanje od 12V. Pošto u vašem slučaju H most se napaja sa malim naponom
(24 - 40V) tih 12V možemo dobiti direktno sa napajanja H mosta preko LM2576-12 regulatora napona.
Znači nikakvih dodatnih napajanja nema !

Dalje, ide šent na negativnu granu napajanja H mosta i komparator LM319 koji ima tipično vreme odziva od svega 80nS.
Na jedan ulaz komparatora napon sa šenta, na drugi ulaz klizač trimer potenciometra sa kojim odredjujemo maksimalnu
peak struju.Napajanje LM319 takodje sa LM2576-12 (druga polovina komparatora ostaje slobodna).
Izlaz komparatora napaja optokapler 6n137 preko koga imamo izolovani FLT signal.

Ovakvo rešenje je i više nego dovoljno za ciljanu aplikaciju. Komponente svuda dostupne i jeftine.
Sve optički izolovano i nema šanse da se resetuje mikrokontroler zbog udarnih struja u DC motoru.

*********************

E sad, kako ko voli nek izvoli ...
(Stoje žene u redu i kupuju krastavce. Prva bira pola sata kraće i šire,
druga duže a uže - a treća kaže: ma daj bilo kakve - trebaju mi za salatu ...

Pozz

[mikikg]

TLP250 nema niko na lageru kod nasih prodavaca! Ako nadjete, javite!

[Želja]

TLP250 nema niko na lageru kod nasih prodavaca! Ako nadjete, javite!

Tačno, ali ima ga Bugarskoj što znači da Comet isporučuje za 10 dana.

Pozz

[mikikg]

Da, samo kod njih i to mali lager, bas je problem za nabavku taj optocoupler, isto kao i cetvorostruki LTV844, ni dvostruki, niko nema da ne verujes!
Mora da se porucuje iz Mouser ili Digi-key …

[Želja]

Nisam odavno radio sa njim, mislio sam da ga je lakše pronaći - jbg.
Mada opet ostaje Comet kao opcija, 10 dana nije strašno.
U Bugarskoj obnove lager kada se potroše količine preko kojih neće da lageruju.

Pozz

[Milan94]

Evo kompletnog mosta sa bootstrap kondenzatorima i shunt za merenje struje.

Napajanje optokaplera je 5 volti sa masom GNDI mislim da tako treba .

PWM je u ovom slucaju sa 4 pina iz MCU e sad kocenje da li bih moglo biti ostvareno sa aktiviranjem Q1 i Q4 tranzistora ili da se ide na prethodnu varijantu kada je PWM 50% da se izvede kocenje motora.

[Želja]

Milane, ako izostavimo pogrešno povezan C9 ( C8 si dobro povezao na desnom polumostu)
Dodaj i 10uF na desnu stranu ( poput C4 na levoj)
Dodaj na svaki drejn gornjih mosfeta po jedan bulk elko + 100nF MKP.
(Na PCB svaki bulk i 100nF što bliže samoj nogici drejna)

====================

Ne valja ti ceo sklop oko LM319.

Na minus ulaz komparatora treba biti doveden preko RC člana napon sa šenta.
RC član ti je bitan, jer maskira strujni pik koji se javlja prilikom uključenja mosfeta (pisao sam o tome u ovoj temi).
Sam minus ulaz komparatora nije loše zaštititi od nedozvoljenog naponskog pika pomoću dve 1N4148 diode
(anoda prve diode na minus pin komapartora a katoda na +12V , - a katoda druge na minus pin komparatora a anoda na GND)

Na plus ulaz komparatora ide napon sa srednjeg kraja trimera kome je donji kraj na GND, a gornji preko otpora na +12V.
Tu postavi izmedju plus pina komparatora i Vss od komparatora 100nF.

Mogao bi postaviti i blagu histerezu izmedju preklapanja LM319 tako što ćeš postaviti otpornik od nekoliko stotina kilooma
do 1 Meg izmedju pinova 4 i 12 na LM319.

Izmedju Vdd i Vss od komparatora obavezno elektrolit + 100nF.

____

Nije loše postaviti 33pF ili 47pF na nogice 2 i 3 od 6N137 koji bi sa otporom od 1Kohm činili RC član sa vrem.konstatntom od par desetina nS.
6N137 se napaja sa +5V od strane mikrokontrolera.

Razmisli o LM2576-12.
Sa njime bi mogao napajati Hmost potrebnim naponom od 12V koji bi uzeo od +24V za motore.
To kolo je u stvari klasičan BUCK converter i nije teško za upotrebu.
Imaš kalkulator na : https://sourceforge.net/projects/regulatorcalcul/
Zavojnicu možeš kupiti gotovu, (pogledaj temu koju je NPejčić postavio o LED napajanjima).
SMPS napajanje je tu dobar izbor, LM7812 zna da poblesavi u takvom okruženju.

Ili na kraju krajeva, mali klasičan trafo 220/12 - 15V pa stabilizuj na 12V ...

******

Kočenje je sasvim OK istovremenim aktiviranjem donjih mosfeta.

U principu to bi onda bilo TO !
(i na kraju LED za indikaciju napona +24V i stakleni osigurač )

Pozz

[Milan94]

Zelja, uradio sam semu po tvojoj preporuci mislim da mi se ovog puta nije potkrala neka greska ali uvek bolje vide vise od dva oka   

Slazem se sa predlogom za LM2576-12 da se ubaci na ploci za dobijanje 12v.

[Želja]

Jeste Milane, ipak se potkrala greška.
Nemaš i dalje RC član izmedju šenta i minus ulaza komparatora.
i fali ti otpornik na gornjoj strani trimera (za ograničenje opsega detekcije)

Inače to je TO !

Pozz

[Milan94]

Da li redno da stavim RC i preko njega da dovedem na ulaz u komparator napon.

Koju vrednost R i C tu treba postaviti?

[Želja]

Milane,

Sa šenta ideš na otpornik (par stotina oma) i sa tog optornika dovodiš signal na 5 pin LM319
Kondenzator (keramika) od nekoliko stotina pikofarada do 1nF izmedju 5 pina LM319 i GND.
Diode ostaju tako kako jesu.

Ovo su neke inicijalne vrednosti tog RC člana, njegova vremenska konstanta treba da bude tolika
da samo maskira pik. To se najlakše proveri osciloskopom ,ako je premala konstanta imaš izražen
pik pri svakoj periodi PWM signala, ako si preterao dobićeš previše zaobljenu uzlaznu ivicu posle RC člana.

Ako znaš induktivnost i otpor namotaja, veoma lako kroz LT spice možeš da dimenzionišeš tačno taj RC član.

***********

Evo ti primer:
Ako imaš PWM frekvenciju od 20KHz to je perioda od 50uS.
Ako postaviš R =1K i C = 500pF imaš vremensku konstatntu od 500nS što mu dodje 1% od periode PWM signala.
Ovo je već mnogo, u ovom slučaju neka gruba metoda je da vr.konstanta ne bi trebala biti veća od 100 do 150nS.

(Ako preteraš sa vremenskom konstantom , čemu onda brz komparator od 80nS ?)

Pozz

[Milan94]

Nadam se da je ovo finalna verzija