Драйвер Mosfet

iGraphicsS

Доброго времени суток. Желаю помощи в вопросе. А именно. Мне нужно подсказать драйвер (интегральный или дискретный) для управления 5-7 мощными Mosfet'ами IRFP4568PBF http://www.irf.com/product-info/datashe ... 568pbf.pdf
Схема включения простая, в цепи стока нагрузка в виде электродвигателя. Также есть пара вопросов касательно принципа.
Управлять они будут мощным электродвигателем постоянного тока, напряжением 48 вольт и током 115 ампер. Пиковый расчетный ток порядка 250 ампер.
Вопрос №1. Конечно хочется выбрать частоту порядка 25-30 кГц, чтобы не было слышно ШИМ в двигателе, но по расчетам это очень большой ток для драйверов. Если у кого то есть опыт выбора частоты, прошу поделиться. Прекрасно понимаю, что нужен компромисс между потерями на переключения транзисторов и потерями на заряде и разряде в драйвере. Пока не нашел методики, по которой можно было бы хоть как то найти золотую середину.
Вопрос №2. Какие еще могут возникнуть "подводные" камни про управление с помощью ШИМ двигателем постоянного тока с последовательным возбуждением?

Реклама

ANDREY D

Шикарные ключи. Из личного опыта: такой заряд затвора качается за 200 нс IXDN604 (4А на выходе за 35 руб) на 100 кГц, можно и шустрей , но здесь подводные камни всплывают. Решение за Вами, если шикарный фронт, то 1 ключ-1 драйвер, плавный фронт , 7 ключей- 1 драйвер.

Реклама

iGraphicsS

Для "шикарных" ключей подобрал драйвер, FAN3121. На каждый драйвер посажу по 2 транзистора. Примерно прикинув, получил частоту от 20 кГц до 40 кГц. Думаю при настройке контроллера её можно будет изменять. Токоограничивающий резистор в цепи затвора думаю где то 1,5-1,0 Ома. Рассчитываю на близкое к максимуму, где то в 150 нс фронты.

prizrack*

Добрый день, тоже пытаюсь раскачать IRFP4568PBF на 150КГц шимом, подскажите есть ли смысл на затвор через драйвер(как вариант FAN3121) подавать отрицательное напряжение или нуля вполне достаточно?

Реклама

Martian

Не уверен, что возможно однозначно советовать, не зная ничего, кроме драйвера, частоты и транзистора. Ни характер нагрузки, ни прочие нюансы не озвучены. Мне кажется, значение имеет всё, даже система охлаждения.
Могу лишь предложить литературу:

Драйвер с отрицательным смещением на затворе.pdf: (107.87 КБ) 164 скачивания

Реклама

prizrack*

Нагрузка искровой промежуток, немного емкостная, охлаждение алюминевый радиатор(большой) с вентилятором. Управление шим с максимальной частотой 150Кгц скважность 2-20%. Питание 40-100В ИБП токи по факту какие получиться вытянуть, от КЗ защита временная мощным резистором 1-2 Ома, далее системой управления(энертная 1-10сек). Какие еще нужны данные? За литературу отдельное спасибо!(Правда ответа я там так и не нашел. Для IGBT -надо, для MOS не обязательно но можно....) И еще вопрос можно ли параллелить транзисторы управляемые драйверами, не будет ли разброс задержек из-за разницы драйверов из одной партии? P.S. Цена вопроса не важна, любые советы и критика приветствуются.

Реклама

Martian

Что-то сходу не могу ответить, мне надо освежить знания. Если никто не успеет прояснить отрицательное смещение раньше...

Что касается параллельности, то не совсем понял, параллельно будут включаться транзисторы, или система "драйвер-транзистор"? Насколько мне известно, во втором случае используются драйвера с режимом master-slave, а для первого можно что-то почерпнуть из https://power-e.ru/components/parallelnaya-rabota-igbt/ (хотя там и опять IGBT, но практически это справедливо и для MOSFET)

Добавлено after 1 minute 58 seconds:
P. S. Имеет смысл Вашу задачу выделить в отдельную тему.

prizrack*

Система в целом заработала, теперь модернизирую и увеличиваю мощность. Параллельное имеется ввиду драйвер+транзистор, на выходе стоит резистор для защиты от кз, по этому думаю симетрия не принципиальна, есть возможность повесить резистор на каждый мосфет (в дальнейшем в планах электронная защита, но ее тоже можно сделать модульно для каждого мосфета) силовая часть в принципе будет блочная, разное кол-во блоков для разных задач. В общем картинка в голове сложилась, жду шустрые оптроны и новые ключи с драйверами. Еще вопрос немного не по теме: Потянет ли мосфет модуляцию ШИМом(10-100Кгц) скажем 500КГц - 1МГц Импульсного напряжения 100В и пару сотен Ампер в пиках или ему поплохеет?

Килиманджаро

[uquote="iGraphicsS",url="/forum/viewtopic.php?p=2573118#p2573118"]Доброго времени суток. Желаю помощи в вопросе. А именно. Мне нужно подсказать драйвер (интегральный или дискретный) для управления 5-7 мощными Mosfet'ами IRFP4568PBF http://www.irf.com/product-info/datashe ... 568pbf.pdf
Схема включения простая, в цепи стока нагрузка в виде электродвигателя. Также есть пара вопросов касательно принципа.
Управлять они будут мощным электродвигателем постоянного тока, напряжением 48 вольт и током 115 ампер. Пиковый расчетный ток порядка 250 ампер.
Вопрос №1. Конечно хочется выбрать частоту порядка 25-30 кГц, чтобы не было слышно ШИМ в двигателе, но по расчетам это очень большой ток для зникнуть "подводные" камни про управление с помощью ШИМ двигателем постоянного тока с последовательным возбуждением?[/uquote]
Вы б зашли на форум электромобилистов электротранспорт ру - там и схемы готовые можно найти, но обычно для моторчиков с такой мощностью выбирают частоту для шима 3 - 5 килогерц. Вы видимо не знаете что электродвигатели мотаются на железе а не на феррите и посему ваши хотелки с 30 килогерцами это для мотора не есть хорошо. Это можно поправить включив еще дроссель на выходе преобразователя - но оно надо ли это усложнение конструкции? Насчет драйверов - нужео ли искать редкостные драйверы если можно просто умощнить сигнал с той же широкораспространенной тл494 или 3842.

prizrack*

[uquote="Килиманджаро",url="/forum/viewtopic.php?p=4636381#p4636381"]Вы б зашли на форум электромобилистов электротранспорт ру - там и схемы готовые можно найти, но обычно для моторчиков с такой мощностью выбирают частоту для шима 3 - 5 килогерц. Вы видимо не знаете что электродвигатели мотаются на железе а не на феррите и посему ваши хотелки с 30 килогерцами это для мотора не есть хорошо. Это можно поправить включив еще дроссель на выходе преобразователя - но оно надо ли это усложнение конструкции? Насчет драйверов - нужео ли искать редкостные драйверы если можно просто умощнить сигнал с той же широкораспространенной тл494 или 3842.[/uquote]

Я конечно может чего-то и не понимаю, но разве обмотка двигателя не является дросселем? В частотных преобразователях до 20кГц ШИМ а там двигатели тоже на железе 0,3-0,5мм намотаны. и греться железо начинает только от частоты модуляции выше 100Гц. Шаговые двигатели на постоянке тоже до 20КГц отлично работают намотанные на железе.

Килиманджаро

[uquote="prizrack*",url="/forum/viewtopic.php?p=4636797#p4636797"]Я конечно может чего-то и не понимаю, но разве обмотка двигателя не является дросселем? В частотных преобразователях до 20кГц ШИМ а там двигатели тоже на железе 0,3-0,5мм намотаны. и греться железо начинает только от частоты модуляции выше 100Гц. Шаговые двигатели на постоянке тоже до 20КГц отлично работают намотанные на железе.[/uquote]
Обмотка, или обмотка с железом из обычной электростали (для 50 гц) в моторе является "дросселем"?
И обычно к ПЧ идут впридачу дроссели на феррите.

Что вы считаете частотой модуляции? Если в выходном сигнале ПЧ нет сглаживания - то все равно там хоть в модуляции, хоть в несущей есть высокая частота ШИМ.

Шаговые двигатели намотаны на обычной электростали или на тонколистном пермаллое или тому подобном сплавах которые работают на высоких частотах?

prizrack*

1. Любая обмотка с сердечником или без является дросселем.
2. Имею ввиду выходную частоту ПЧ то-есть рабочую частоту задающую скорость вращения двигателя. И да шим там присутствует, но это совсем не одно и тоже. И дроссели в ПЧ обычно ставят по входу чтобы "не шуметь в сеть" На моторы они ставятся в редких случаях и немного для дугих целей.
3. Что Вы имеете ввиду под понятиями "Обычная эл. сталь" и "пермалой"(являющийся разновидностью электоротехничесской стали) и что Вы имеете ввиду под тонколистным? в ШД используются пластины той-же толщины(0,3-0,5мм) что и в остальных моторах. И будь то хоть "пермолой", хоть "супер пермолой" токи Фукко на определенной частоте будут зависеть только от толщины изолированных пластин.
Ну и для общего развития: пермолой это сплав железа и никеля(в основном) и его отличтельная особенность от остальных электротехнических сталей является в низком коэффициенте магнитострикции и высокой цене, по этой причине его используют в прецензионных датчиках и других устройствах где это является важным, но никак ни в дешевых ШД.

Килиманджаро

Почитайте за эррозию подшипников и валов мотора от токов частоты ШИМ ПЧ и тогда поймете куда надо ставить дроссели - по входу или на выходе ПЧ.

Добавлено after 4 minutes 25 seconds:
Вы просто зашли на форум потрепать языком, делать все равно ничего не будете.

prizrack*

[uquote="Килиманджаро",url="/forum/viewtopic.php?p=4636824#p4636824"]Почитайте за эррозию подшипников и валов мотора от токов частоты ШИМ ПЧ и тогда поймете куда надо ставить дроссели - по входу или на выходе ПЧ.[/uquote]

Про подшипники - согласен, про валы с большой натяжкой но тоже может быть и как раз из-за магнитострикции и то что они изготовленны из других марок сталей, тут больше от конструкции двигателя зависит и материалов валов и подшипников и качества их закалки.[/uquote].

Килиманджаро

И в инете есть схемы импортных ПЧ для моторов постоянного тока немалой мощности - и это все 50 летней давности.

Добавлено after 2 minutes 7 seconds:
Все это давно разжевано и представляет иетерес разве что только если что то будет делаться.

prizrack*

[uquote="Килиманджаро",url="/forum/viewtopic.php?p=4636824#p4636824"]Почитайте за эррозию подшипников и валов мотора от токов частоты ШИМ ПЧ и тогда поймете куда надо ставить дроссели - по входу или на выходе ПЧ.

Добавлено after 4 minutes 25 seconds:
Вы просто зашли на форум потрепать языком, делать все равно ничего не будете.[/uquote]

Ну так то на форумах все заходят потрепать языком, делают все в других местах. Ну и в завершении темы про дросели исходя из моего опыта (15лет КИПиА) я ни разу не замечал проблем со сломанными валами и выходом из строя подшипников на двигателях хотя дроселя очень мало где стояли. А двигателей с частотниками, ШД, и синхронных сервомоторов У меня в обслуживании единиц 300 стояло.
В том то и дело, что за 50 лет материалы сильно поменялись.
P.S. В споре рождается истина и простой спор может многому научить если уметь слушать. Делать контролер управления для двигателя лично я не буду, мне проще купить готовый, я делаю другое устройство, но влияние магнитных полей на материалы мне очень интересно, если есть литература, поделитесь ссылками.

prizrack*

У меня вопрос к знатокам: Что лучше раскачает мосфет(имеются ввиду более короткие фронты сигналов) заводской драйвер ампер на 6 или самодельный драйвер на биполярных транзисторах ампер на 10-20?
Плюсы заводского в большей компактности и меньшем расстоянии на плате к мосфету.
Плюсы самодельного большая мощность.
На сколько сильно имеет значение длинна дорожек?

Килиманджаро

А вы зайдите на форум электромобилистов endless-sphere.com или на diyelectriccar.com и бегло почитайте чем там раскачивают ижбт модули для инверторов до 240 квт. для трехфазника на электромобиль. Там стоят всего лишь в роли драйвера hcpl3120 с питанием его от вспомогайки 2 ватта. Это при частоте в среднем 10 кгц. А вы тут хрен из мухи раздуваете чем коммутирлвать мосфеты. И там эти hcpl подключены к ижбт перемычками длиной в 2 см.

prizrack*

[uquote="Килиманджаро",url="/forum/viewtopic.php?p=4641417#p4641417"]А вы зайдите на форум электромобилистов endless-sphere.com или на diyelectriccar.com и бегло почитайте чем там раскачивают ижбт модули для инверторов до 240 квт. для трехфазника на электромобиль. Там стоят всего лишь в роли драйвера hcpl3120 с питанием его от вспомогайки 2 ватта. Это при частоте в среднем 10 кгц. А вы тут хрен из мухи раздуваете чем коммутирлвать мосфеты. И там эти hcpl подключены к ижбт перемычками длиной в 2 см.[/uquote]

На 10КГц все просто, там без разници чем раскачивать, я о частотах выше, до 1МГц. Интересно что даст более короткие фронты. Вопрос больше теоритический в какую сторону копать, что бы уменьшить потери на переходном состоянии мосфета. Ну и предложенный hcpl3120 слишком медленный.

Килиманджаро

Вы видимо крутецкий парень..... на словах. И паяльник в руках никогда не держали раз так лихо говорите что все очень просто на частоте 10 кгц. И тут же спрашиваете какая длина проводов допустима. Все типа знаю, все умею а вопросы задаю. Нелогично, не так ли?

Если бы вы были крутецким ппрнем то для начала почитали бы иностранную литературу в особенности яплнские разработки мощных инверторов на частоте 2 мгц. и какимт методами они решают проблемы на этой частоте, то не тупо "лепили" бы обычный преобразователь с жесткой коммутацией до посинения или помутнения мозга или до всирачки.