Защита от сквозного тока при управлении силовым Н-мостом

[Илья МГУ]

У меня есть два мотора, которые управляются кнопками на пульте. По две кнопки на мотор, т.е. вперёд и назад. Много лет пользуюсь релейной сборкой. К ней нет особых претензий, кроме габарита и экзотичности релюх. Сдохнет хоть одна - придётся переделывать всю сборку. В связи с чем я решил перейти на Н-мост из мосфетов.

Попробовал схему как на рисунке, начал проверять. Поначалу всё нормально, одна кнопка вперёд, другая назад. Нажал две одновременно, - тоже порядок. Начал жать одновременно две в хаотическом порядке, и добился своего, - сквозной пробой и всё в дым. С релейной сборкой такое в принципе невозможно. Первое сработавшее реле сначала отключает ненужные, и только потом замыкает нужные контакты. Мосфеты работают быстрее).

При реальном использовании одновременное нажатие на две кнопки, это случай крайне маловероятный, но всё же возможный. Потеря управления этими моторами на месте применения не устранима и крайне нежелательна. В общем, если делать нечто подобное, то с железобетонной защитой от сквозного тока.

Может, кто подскажет, как можно реализовать такую защиту?
Да, при экспериментах с приведённой схемой я подтягивал затворы не к земле, а к плюсу. Это чтобы не было плюса на моторах в режиме ожидания.

Рабочий ток 10- 15А, напряжение 12-19В

[vlasovzloy]

Схему задержки запрета на логике сделай

[Darmok]

Мелкие транзисторы переключатся быстрее.

комм.GIF

(9.28 КБ) 43 скачивания

[Krismi70]

быстрее

игра "в быстрее" никому не нужна....))
просто надо логикой разделять моменты переключений...

[Darmok]

Транзисторы пробиваются не сквозным током. Если бы это было так, то их бы пробивало при любом нажатии любой кнопки. Причина в другом. Нажимаем одну кнопку, двигатель раскручивается. Теперь отпускаем эту кнопку, двигатель оказывается закорочен и быстро тормозится. Двигатель оказывается в положении генератора спадающего тока в начале примерно равному тому который в нем протекал. Рассмотрим случай с хаотичным нажатием двух кнопок одновременно. Нажимаем одну кнопку, двигатель раскручивается. Нажимаем вторую кнопку и одновременно отпускаем первую. Если правильно угадать момент, получаем реверс напряжения на двигателе без промежуточного торможения закорачиванием. Прием торможения двигателя реверсом существует и применяется на практике для очень быстрого, с точки зрения человека, почти мгновенного останова двигателя. Вся механическая энергия, накопленная во вращающемся двигателе, преобразуется в ток. Этот ток может быть очень большим по величине, по всей видимости он и разрушает транзисторы. Предложенное мной решение не дает получить реверс без предварительного торможения. ИМХО.

[vlasovzloy]

Сделать как на стеклоподьемниках чтоьы одновременно не нажимались обе кнопки

[Илья МГУ]

Darmok писал(а):

Этот ток может быть очень большим по величине, по всей видимости он и разрушает транзисторы. .

Откуда там большой ток? Максимально возможный - двойной от рабочего. Совершенно не агрумент для применяемых мосфетов. Таки сквозной пробой одного или сразу двух плеч Н-моста.

Добавлено after 1 minute 30 seconds:

vlasovzloy писал(а):

Сделать как на стеклоподьемниках чтоьы одновременно не нажимались обе кнопки

Для чего тогда придумали электронику?)

Добавлено after 1 minute 10 seconds:

vlasovzloy писал(а):

Схему задержки запрета на логике сделай

Плохо, что эту логику всегда придётся держать под питанием.
Если уж про логику, то тут ардуино вне конкуренции.

[Darmok]

Илья МГУ писал(а):

Откуда там большой ток? Максимально возможный - двойной от рабочего. Совершенно не агрумент для применяемых мосфетов. Таки сквозной пробой одного или сразу двух плеч Н-моста.

Во вращающемся двигателе накоплена механическая энергия, зависящая от угловой скорости вращения и массы ротора, а в практическом случае еще и от массы вращающейся нагрузки на двигателе. При торможении эта энергия должна куда-то выделяться, чем меньше интервал времени, за который эта энергия выделяется, тем выше плотность потока энергии, в данном случае величина тока. Единственным ограничителем тока будет сопротивление обмотки. Где Вы видите ограничение тока в максимум двойной от рабочего? Впрочем, дело Ваше, Вам решать.

[vlasovzloy]

Значит тормозной резистор ставить, еще дополнительная логика, датчики тока и прочее

Добавлено after 6 hours 34 minutes 44 seconds:
Ещеикак вариант к логике, чтоб тормозной резистор не ставить и не усложнять. Можно измерить гарантированное время остановки и блокировать на это время нажатие реверса. Будет попроще, но зато х мост останется какой есть

[Илья МГУ]

vlasovzloy писал(а):

Значит тормозной резистор ставить, еще дополнительная логика, датчики тока и прочее

Добавлено after 6 hours 34 minutes 44 seconds:
Ещеикак вариант к логике, чтоб тормозной резистор не ставить и не усложнять. Можно измерить гарантированное время остановки и блокировать на это время нажатие реверса. Будет попроще, но зато х мост останется какой есть

"Усложнять", это как раз логика)
Чтобы избежать сквозняка, надо чтобы транзисторы закрывались быстро, а открывались медленно. Может, просто на затворы добавить rc-цепочки с диодами?

[sstvov]

Сделайте управление транзисторами через реле Релюшки попроще можно будет использовать

[Динозавр]

Чтобы избежать сквозняка, надо чтобы транзисторы закрывались быстро, а открывались медленно. Может, просто на затворы добавить rc-цепочки с диодами?

Транзисторы будут греться при медленном переключении (активный режим).

[diplodok]

Время для разминки

Ilq_drv_1.png

(80.78 КБ) 15 скачиваний

На U3A сделан генератор для удобство - нужно убрать - входы D,C D-триггера на массу.
По схеме:
Триггер переключается по входам S,R. На U2A сделан детектор переключения. На выходе такое: короткие импульсы
С выхода U2A на схеме И (D5) и через инвертор U2B на схеме ИЛИ (D3) => формируется задержка сигналов для MOS.
Потом на драйвера .......
Сквозной "ток" порядка 1.2 mA


Схему не делал .... И не буду ....

[vlasovzloy]

Достаточно на ла7 или ле5 триггера

[Илья МГУ]

sstvov писал(а):

Сделайте управление транзисторами через реле Релюшки попроще можно будет использовать

А кстати, нормальная идея. Релюшки могут быть крохотными на малые токи.

Добавлено after 41 minute 46 seconds:

Динозавр писал(а):

Чтобы избежать сквозняка, надо чтобы транзисторы закрывались быстро, а открывались медленно. Может, просто на затворы добавить rc-цепочки с диодами?

Транзисторы будут греться при медленном переключении (активный режим).

Так ли ужасен активный режим при длительности в 10мС (больше и не надо)? При токе 15А макс. Частота переключения не килогерцы, а 10 раз в сутки, а не в каждые)

[mickbell]

Раньше ставили в затвор резистор, зашунтированный диодом, который подключается анодом к затвору. Это как раз и решало задачу быстрее разрядить затвор, медленнее зарядить, таким образом исключая сквозной ток. Но сейчас уже третье тыщщелетие, сейчас сами драйвера мосфетов умеют обеспечивать мёртвый интервал между нижним и верхним ключами.

[Илья МГУ]

mickbell писал(а):

Но сейчас уже третье тыщщелетие, сейчас сами драйвера мосфетов умеют

Ничего они не умеют, не находясь под постоянным питанием, хоть какое там тыщелетие) Мне не годится, это пункт т.з. Если это невозможно, тогда возврат к реле.
Если бы я на это забил, то ардуина вне конкуренции. Минимум деталей и гарантированный результат.

[mickbell]

Тогда забейте на линейный режим и сделайте, как делали в прошлом тыщщщелетии: резистор плюс диод в каждый затвор.

[diplodok]

не находясь под постоянным питанием, .......
...... то ардуина вне конкуренции.

А ардуинку питать будете святым духом?

Твоя схема
Ключи подобрать по току

[Илья МГУ]

Гуру, гляньте пожалуйста схемку. Будет такое работать? Суть - ключи открываются медленно, а закрываются быстро. Постоянная времени на открывание 10мС

н-мост_2.JPG

(59.17 КБ) 37 скачиваний