Драйвер силовых ключей

[Nortelius]

Здравствуйте, кто работал с драйверами силовых ключей, помогите пожалуйста.
Задача: управлять двигателем постоянного тока 12В 15А.
Для управления взял драйвер верхнего и нижнего плеча. AUIRS2301S
Транзисторы BUZ11.
Проблема в том, что постоянно идет сигнал(10,5В) на открытие верхних плечей при любом входящем напряжении(0-12В).
То есть, при любом напряжении(0-12В) на входе HIN на выходе НО - 10,5В.

Shema.jpg

(46.28 КБ) 3715 скачиваний

[WandererSc]

надо ставить преобразователь для питания драйверов

[olegators68]

Здравствуйте, кто работал с драйверами силовых ключей, помогите пожалуйста.
Проблема в том, что постоянно идет сигнал(10,5В) на открытие верхних плечей при любом входящем напряжении(0-12В).
То есть, при любом напряжении(0-12В) на входе HIN на выходе НО - 10,5В.

А, так и будет, у вас применено бустрепное питание, т.е. С2, С6 заряжаються через нижние ключи, пока они закрыты, верхние драйвера без питания , здесь оно не годиться .

[Alexey_Sh]

Здравствуйте, кто работал с драйверами силовых ключей, помогите пожалуйста.
Проблема в том, что постоянно идет сигнал(10,5В) на открытие верхних плечей при любом входящем напряжении(0-12В).
То есть, при любом напряжении(0-12В) на входе HIN на выходе НО - 10,5В.

А, так и будет, у вас применено бустрепное питание, т.е. С2, С6 заряжаются через нижние ключи, пока они закрыты, верхние драйвера без питания , здесь оно не годиться .

"Оно" годится, если перед стартом двигателя открывать на определённое время оба нижних транзистора для заряда С2 с С6 и после этого не работать в режимах, когда верхние транзисторы полностью открыты.
Непонятно другое: чем управляется драйвер. Для такого типа драйвера (верхний и нижний канал имеют отдельные входы) требуется управление с уже сформированным "мёртвым временем" (на время переключения оба транзистора должны быть закрыты). Судя по вопросу, этот момент может быть не учтён.
Кроме того, 15А - это номинальный ток или пусковой?

[KaRaTeL]

Зачем вам драйверы верхних ключей, для низкого напряжение используют P-канальные полевики сверху (или pnp биполяры).

[Alexey_Sh]

Биполяры на 15А и 12В - это самое то (считаем потери). Для управления мощным p-канальными полевыми транзисторами тоже нужен драйвер (транзисторный или интегральный). С учётом того, что р-канальный полевой транзистор дороже и сопротивление открытого канала у него выше, то использование n-канальных полевиков оправдано.

[KaRaTeL]

Ты такой умный, можно тебя послать? Где p-канальные _заметно_ дороже? П канальные есть и с низким сопротивлением, и на сотни амер. Здесь же хватит дешевых ключей типа irf9z34, и подобные с девяткой. Что лучше, переплатить 5-10р, или городить dc-dc конвертер для анального секса с развязанными драйверами? И капитанить тоже не стоит, для всей схемы хватит одного двойного драйвера, или 2 одинарных.

[Телекот]

Зачем при питании 12в, применять высоковольтные драйвера. Может просто на рассыпухе собрать.

[Starichok51]

зачем городить огород на рассыпухе, если есть драйверы?
и в данном случае удобнее и проще применить драйверы с одним входом, типа IR2104 или IR2111.

[Телекот]

Дорого, а расыпуху можно найти из подножного корма.

[Alexey_Sh]

Ты такой умный, можно тебя на х*й послать? Где p-канальные _заметно_ дороже? П канальные есть и с низким сопротивлением, и на сотни амер. Здесь же хватит дешевых ключей типа irf9z34, и подобные с девяткой. Что лучше, переплатить 5-10р, или городить dc-dc конвертер для анального секса с развязанными драйверами? И капитанить тоже не стоит, для всей схемы хватит одного двойного драйвера, или 2 одинарных.

Сопротивление открытого канала irf9z34 0,1 Ом. Потери в открытом состоянии при 15А составят 22,5Вт. Предельный ток 19А (при температуре кристалла 25 градусов цельсия). А при температуре кристалла 100 градусов цельсия - допустимый ток уже 14А (а требуется 15А). По вАШЕМУ совету мост с irf9z34 сгорит рано или поздно. Примерно в одной стоимости идёт IRFZ44N c 0,02 Ом (грубо). Потери: 15^2*0,02=4,5 Вт. 23 и 5 Вт разница есть? P-канальный IRF4905 с аналогичными характеристиками (с IRFZ44N) стоит уже дороже, хотя и не смертельно.

Про необходимость (а точнее про отсутствие необходимости в) DC-DC: вЫ не знакомы с бутстрепным питанием? Тогда вАМ сюда.

Одного двухканального драйвера (2-х одноканальных) для управления мостом не хватит из-за необходимости обеспечить выключение транзисторов полумоста на время переходных процессов ("мёртвое время", "защита от сквозного тока").
И что в результате осталось от преимуществ от Р-канальных полевиков в полумосте? Только некоторое удешевление (возможно) схемы за счёт отказа от применения специализированных драйверов с защитными функциями и за счёт использования транзисторных схем управления затворами. А по сравнению со схемой Телекота и этих преимуществ нет. Только выше потери и стоимость.

Какие могут быть аргументы у рекомендованного вАМИ биполярного транзистора для низковольтной схемы на 15А я надеюсь вЫ изложите сами. Интересно будет почитать.

А хамить нехорошо. Хорошо - владеть материалом и уметь доказывать свою точку зрения без оскорблений и ненормативной лексики и её суррогатов.
----------

Телекот, схема интересная в смысле дешевле не придумаешь. Но менее удобная в использовании, чем на драйверах типа ir2184, ir2111 или на худой конец ir2104 (нужно 4 сигнала управления с формированием "мёртвого времени" против 2-х с обыкновенным ШИМ). То есть или недорогая схема управления затворами, или недорогой контроллер.

[Starichok51]

и у ir2104, и у ir2111, и у ir2184 есть мертвое время.
и, причем, им нужно всего 2 сигнала управления, по одному на каждый драйвер.

[KaRaTeL]

Все это хорошо и складно, но когда верхний ключ все время открыт, что делать будем? Придумывать, как периодически открывать нижний? Удобная и стабильная реализация! Сковозняки? При нормальном драйвере они не заметны. Если уж так тревожат - добавляем 2 диода и резистор. Когда нужны мостовые/полумоствые схемы на низком питании - стараются использовать p и n канальные полевики из-за более просто реализации, и удобства.
Придираться к словам не хорошо, да и если придираться, нужно думать перед этим

Зачем вам драйверы верхних ключей, для низкого напряжение используют P-канальные полевики сверху (или pnp биполяры)

Где написано про конкретно это задачу? В зависимости от условий ставят нужное.

И вот, считаем экономию - переплатив по 10-15р за каждый полевик, мы можем сэкономить на одном из драйверов (да и сдвоенные дравера, обычно, дешевле подобных с развязанным верхом), получим более удобную реализацию, и не нужно будет придумывать, как подпитывать верхние дравера. Можно еще вспомнить про обвязку, но это совсем немного.

[Телекот]

Проблема в том, что постоянно идет сигнал(10,5В) на открытие верхних плечей при любом входящем напряжении(0-12В).
То есть, при любом напряжении(0-12В) на входе HIN на выходе НО - 10,5В.

может драйвера бракованные, по идеи открывающий уровень должен появляться только после установки питания.

[Alexey_Sh]

Все это хорошо и складно, но когда верхний ключ все время открыт, что делать будем? Придумывать, как периодически открывать нижний? Удобная и стабильная реализация!

Как обычно, будем выдавать ШИМ управления полумостом в диапазоне 5-95% (ориентировочно). И всё, как обычно, будет хорошо. А может даже и замечательно.

Сковозняки? При нормальном драйвере они не заметны. Если уж так тревожат - добавляем 2 диода и резистор.

Приведите схему "нормального драйвера", тогда будет о чём говорить.

Когда нужны мостовые/полумоствые схемы на низком питании - стараются использовать p и n канальные полевики из-за более просто реализации, и удобства.

Если это действительно проще и дешевле или по-другому никак (например при использовании драйверов типа mc33035 или uc3625 или при минимальных габаритах маломощного моста), то да. А когда сложнее, дороже и хуже (как в этом случае), то нет.

Придираться к словам не хорошо, да и если придираться, нужно думать перед этим

Зачем вам драйверы верхних ключей, для низкого напряжение используют P-канальные полевики сверху (или pnp биполяры)

Так не придирайтесь, думайте "перед этим" и ведите себя прилично.

Где написано про конкретно это задачу? В зависимости от условий ставят нужное.

Про задачу написано в топике. А про какую задачу говорили Вы, указать можете?

И вот, считаем экономию - переплатив по 10-15р за каждый полевик, мы можем сэкономить на одном из драйверов (да и сдвоенные дравера, обычно, дешевле подобных с развязанным верхом), получим более удобную реализацию, и не нужно будет придумывать, как подпитывать верхние дравера. Можно еще вспомнить про обвязку, но это совсем немного.

Ещё раз для моста 12В 15А. По сравнению со схемой от Телекота, с p-канальным получится или дороже, или хуже по тепловыделению.
Если сравнивать схемы с драйверами, то в варианте с p-канальными будет менее удобное управление и отсутствие защит (от снижения напряжения питания например) по сравнению с драйверами полумоста. Сравниваю двухканальные типа ir4426/27/28 и полумоста ir2104/11/84. Если 15А - номинальный ток или даже максимальный, то такая защита не лишняя.
С RC цепочками в цепи затвора история такая: от от температуры временные параметры цепочки будут гулять. Задержку придётся делать с запасом. На относительно высокой частоте "мёртвое время" будет отъедать чувствительную часть от периода ШИМ (больше, чем нужно для бутстрепного питания). Перевожу: диапазон ШИМ (количество "ступенек") сильно уменьшится. Чтобы увеличить диапазон, придётся понижать частоту. При низкой частоте (для меня это ниже 16кГц) двигатель будет очень хорошо "свистеть" не только на 15А, но и на гораздо более низких токах.
Ещё немного про экономию. Если хотя бы 1 раз сгорят транзисторы от сквозняка или каких-нибудь упрощений, то экономия тут же закончится. А начнутся суровые будни по преодолению того, что наворотили. Мосты на 15А нужно делать надёжно, тогда и будет недорого.

[Alexey_Sh]

Проблема в том, что постоянно идет сигнал(10,5В) на открытие верхних плечей при любом входящем напряжении(0-12В).
То есть, при любом напряжении(0-12В) на входе HIN на выходе НО - 10,5В.

может драйвера бракованные, по идеи открывающий уровень должен появляться только после установки питания.

Если нижние транзисторы закрыты, то "земли" верхних плечей драйверов относительно земли моста будут находится где-то между землёй и питанием. А вместе с ними и HO болтаются там же. Напряжение на выходе HO нужно смотреть относительно земли Vs (вывод 6).

[Nortelius]

Всем спасибо за помощь!
Alexey_Sh, драйвер управляется микроконтроллером, ток 15А при масимальной нагрузке двигателя.
"Мертвое время" учитываю.
Напряжение на выходе НО действительно я мерял между землей и НО, спасибо
Но проблема осталась.
Я подключаю сейчас один драйвер,(второй вообще откинул),
Vcc = +12В
HIN, LIN = 0В или +5В

Проблема в том, что не зависимо от входного напряжения 0В,5В и даже 12В, полевики не открываются, на затворах(относительно стока) - 0В.
Может это нерабочий драйвер?
Или я что-то не так подключаю?

[KaRaTeL]

О боже
Какая защита в драйвере? Все защиты, как по току, по напряжению, так и по температуре делаются в управляющей части. Остальное - как правило изврат.
Нормальный драйвер - микросхема с пиковым током от 1,5 ампер (в зависимости от частоты и требований).
При 5-95% будет хорошо работать как и ваша схема(вот только будут серьезные требования к разводке платы и конденсаторам, чтобы за короткое время зарядить емкость верхнего драйвера), так и p-n полевики (особых требований нет). А вот при 1-5% и 95-100% бустреп применять проблематично. Зачем ограничиваться границами 5-95%, при этом получая динамические потери на полной мощности, если можно выставить 0 или 100%, и исключить динамические потери, и не ограничивать максимальную мощность?
Дед тайм, который делается резистором и диодами обычно минимален, и составляет не более 200наносекунд (можно рассчитать или смоделировать для полного отсутствия сквозняков). Нагрев резистора - минимален, да и можно взять дедтайм на 10-15% больше. Такое время заметно на шим не повлияет, а вот дедтайм указанных вами драйверов больше, и повлиять может. Да и при сквозняках транзисторы не сгорают, а просто повышается их тепловыделение, из-за паразитных индуктивностей ток не успевает заметно возрасти, а выбросы напряжения съедает лавинный пробой(энергии там мизерные).
Если посчитать стоимость, то выходит примерно одинакого - транзисторы чуть чуть дороже, зато экономим на одном драйвере. А вот при наладке бустрепа на больших/малых заполнениях начнется веселье. Прибавляет бОльшие динамические потери на максимальной мощности двигателя, большее количество деталей и не высокую стабильность бустрепа на таких заполнениях - выбор очевиден.

Также при использовании полевиков с логическим уровнем на затворах (5В) использовать бустреп почти не возможно, т.к. бустрепные драйвера на питание от 5В достать сложно(если вообще возможно). P-N комбинацию можно использовать спокойно - затвор P полевика подключается через конденсатор, и 2 детали обвязки.

[olegators68]

KaRaTeL, вы и другие мнения выслушайте, Nortelius, схема вполне работоспособна, если бустрепа не будет, для вершка два питалово надо, для экспериментов с полумостом двуполярку подайте, ничего сложного, упор дешевизна и достаточно большие токи.
Надеюсь 15А, всего-лишь пусковой ток или гоните его программно.

[KaRaTeL]

Да я прислушиваюсь, и указываю на недостатки этих вариантов. И то, что если их(недостатки) обходить(dc-dc), это будет не очень удобно, и проще использовать другой вариант.