Zbudowałem dyskretny obwód mostka H, aby uruchomić dość mocny silnik wycieraczki przedniej szyby o napięciu 12 V. Obwód znajduje się poniżej (EDYCJA: patrz tutaj, aby uzyskać większy plik PDF , StackExchange nie pozwala ci rozwinąć obrazu):
RM: Zobacz większy obraz imgur tutaj - są one zapisywane przez system, ale wyświetlane tylko w małym rozmiarze. Dostępne również poprzez „otwórz obraz w nowej karcie”
Podnosząc płytę, zacząłem od trybu 100% cyklu pracy (bez PWM) i znalazłem, że jest on funkcjonalny, więc zacząłem PWMing z jednym z niskich tranzystorów MOSFET N-kanałowych. Wydawało się to również w porządku, chociaż spowodowało zauważalne nagrzewanie się w wysokim szkockim po stronie PWM mostu z indukcyjnego skoku.
Następnie zacząłem PWMing MOSFETów po stronie wysokiego i niskiego poziomu, aby skuteczniej rozproszyć impulsy indukcyjne. To również (z prawdopodobnie nadmiernym czasem przestoju) wydawało się działać dobrze, a górna dioda pozostała chłodna.
Jednak po dłuższym uruchomieniu go za pomocą przełącznika do zmiany cyklu pracy na żywo obniżyłem prędkość z około. 95% cykl pracy do 25%, co zrobiłem już kilka razy. Jednak przy tej okazji nastąpił gwałtowny wzrost i gwałtowny pobór prądu, a sterowniki MOSFET TC4428A wybuchły.
Były to jedyne elementy, które wybuchły - same MOSFET są w porządku, więc wykluczam wszelką muppetry z mojej strony. Moje najlepsze wyjaśnienie do tej pory to nadmierna ilość indukcyjnego odrzutu lub (bardziej prawdopodobne) zbyt dużej mocy regeneracyjnej ze spowolnienia silnika, aby poradzić sobie z zasilaczem. TC4428A ma najniższą wartość napięcia w obrębie mostka (18 V, absolutnie maks. 22 V) i myślę, że napięcie zbyt szybko wzrosło zbyt wysoko.
Pracowałem po stronie 12 V tej płyty ze starego, liniowego zasilacza stołowego ze stosunkowo długimi przewodami między nią a płytą. Wyobrażam sobie, że tak naprawdę nie był w stanie rozproszyć wzrostu napięcia.
Nie sądzę, aby TC4428A były przeciążone pod względem obciążenia dynamicznego MOSFET-ów; PWMing pracowałem ze względnie małą prędkością (około 2,2 kHz), a same tranzystory MOSFET nie mają szczególnie wysokiego całkowitego ładunku bramki. Wydawało się, że zachowują spokój podczas pracy, a poza tym sterowniki A i B dmuchały, mimo że tylko sterownik B był PWMed.
Czy moja hipoteza wydaje się uzasadniona? Czy jest jeszcze gdzieś, gdzie powinienem szukać? Jeśli tak, to czy swobodne posypanie mocnych diod TVS wokół płyty (na wejściu zasilania i między zaciskami wyjściowymi mostka) jest rozsądnym sposobem radzenia sobie z sytuacją nadmiernego napięcia? Nie jestem pewien, czy chcę przejść na konfigurację z przełączanym rezystorem hamującym (to tylko „mały” silnik przekładniowy o napięciu 2,5 A lub mniejszym 12V ...).
Aktualizacja:
Umieściłem 1500 W TVS na zaciskach zasilania 12 V ( SMCJ16A ); wydaje się, że to ogranicza napięcie podczas hamowania do nieco poniżej 20 V (pokazuje napięcie zasilania; identyczny przebieg jest widoczny między bramkami MOSFET i 0 V):
Nie jest ładna i prawdopodobnie nadal jest zbyt wysoka (napięcie zaciskania SMCJ16A wynosi 26 V przy maksymalnym prądzie - 57A, podczas gdy nasze absolutne maks. TC4428A wynosi 22 V.) Zamówiłem kilka SMCJ13CA i umieściłem jeden na zasilaniu, a drugi na zaciskach silnika. Obawiam się raczej, że nawet przy mocnych telewizorach 1,5kW to nie potrwa długo; widać, że wydaje się, że zaciska się przez dobre 80 ms, co jest długim okresem dla TVS. To powiedziawszy, wydaje się być cool. Oczywiście przy rzeczywistym obciążeniu wału ... być może w końcu wdrażam rozwiązanie z przełączanym rezystorem hamowania.
źródło
Odpowiedzi:
Arkusz danych MOSFET FDD6637 tutaj TC4428A tutaj
arkusz danych
Niezależnie od tego, jak przetrwały tranzystory MOSFET, do tej pory :-), dodawałbym bramę do źródłowych zenerów do FET, aby odciąć sprzężone napięcia Millara od obciążenia indukcyjnego.
Może to również rozwiązać zaobserwowany problem. Analiza logiczna sugeruje, że nie będzie :-( - ale pojemność Murphy'ego i Millara może działać potężną magią. Sterowniki TC4428 brzmią ładnie solidnie (jeśli wierzyć w arkuszu danych) z ochroną przed większością normalnych przestępstw. Mają absolutnie maksymalne napięcie 22 Vdd Oczekuje się, że moc znamionowa i zdolność do absorpcji do 500 mA prądu wstecznego „wymuszonego” na wyjściu będą blokować indukcyjne sprzężenie zwrotne za pośrednictwem bramek MOSFET, ale zenery bramkowe kosztują niewiele, zdecydowanie pomagają chronić MOSFET w takich sytuacjach i są bardzo raczej nie pogorszy sytuacji.
Niektóre zasilacze w ogóle nie pobierają prądu wstecznego, a inne robią to źle.
Czy sprawdziłeś materiały eksploatacyjne, aby zobaczyć, jak się zachowują? Miernik (lepiej oscyloskop) na zasilaniu podczas hamowania może dać wskazówki. Bardzo duży kondensator może pomóc, ale to pomoże zasilaczowi, jeśli jest on w stanie rozproszyć moc, ale nie wystarczająco szybko, ale tylko maskuje problem, jeśli zasilacz z natury nie jest w stanie absorbować energii.
Rezystor połączony szeregowo z zenerem (lub odpowiednikiem elektrycznym) jako ładunkiem pomoże rozproszyć hamowanie (ale zener pobiera 12 / Nth mocy dla wzrostu N woltów.
Np. Włączenie TLV431 przy dużym obciążeniu, gdy tylko V + przekroczy powiedzmy 12,5 V, i opuszczenie go, gdy tylko zostanie przywrócony porządek, brzmi jak proste i tanie rozwiązanie do pochłaniania energii hamowania.
Mam „silniki wycieraczek” 2 x 300 W (Indian, ciężarówki do użytku), których zamierzam użyć w prototypie w najbliższej przyszłości. Powinno być zabawnie :-).
źródło
Zgadzam się z twoją konkluzją, że to hamowanie regeneracyjne przepełnia zasilacz.
Na marginesie, powinieneś dodać więcej kondensatorów do zasilacza: pamiętaj, że prąd tętnienia przełączania HF jest obsługiwany przez te zaślepki, więc należy je oszacować dla tego prądu tętnienia. Wątpię, żeby dwa 220µF byłyby ...
Jak uniknąć wysadzenia kierowców?
Jeśli 12V pochodzi z akumulatora kwasowo-ołowiowego, hamowanie regeneracyjne po prostu ładuje akumulator. Powinieneś sprawdzić, czy może pobierać prąd, ale jeśli ma to po prostu zatrzymać silnik (a nie pojazd zjeżdżający z góry), energia będzie niewielka i będzie OK.
Bez akumulatora prostym rozwiązaniem byłby komparator monitorujący zasilanie. Kiedy przekroczy, powiedzmy, 17 V, komparator włącza MOSFET, który pobiera prąd przez rezystor dużej mocy. A kiedy napięcie spadnie poniżej, powiedzmy 15V, wyłącza MOSFET. Będzie to samo z siebie PWM na częstotliwości, która zależy od pojemności szyny i histerezy, więc wymagana jest histereza. Zastosowanie dużego rezystora będzie tańsze niż rozpraszanie mocy w krzemie.
Możesz jednak zrobić to za darmo:
Mikrokontroler monitoruje napięcie zasilania. Gdy jest za wysoko, ustawia oba FET strony dolnej na WŁ., Co powoduje zwarcie silnika. Przerywa ładowanie zasilacza i zamiast tego rozprasza moc we własnym oporze wewnętrznym.
W takim przypadku silnik będzie hamował wolniej, ponieważ ma 0 V zamiast 12 V z biegunowością, która spowodowałaby gwałtowne hamowanie. Ale to rozwiązanie nic nie kosztuje, jest proste i kuloodporne.
źródło