roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.

 

H-мост (H-bridge) и все о нем

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, микросборки, чип компоненты ...
Вопросы согласования управляющих модулей с периферией.

H-мост (H-bridge) и все о нем

Сообщение Master » 01 янв 2007, 04:28

Как работают транзисторы - показано в картинках ! viewtopic.php?f=11&t=3323

Схема Н-мост с драйверами MOSFET на транзисторах и процессы происходящие в схеме в картинках вы найдете в АпНоуте - http://www.nxp.com/acrobat/applicationn ... 0513_1.pdf

Схема маломощного Н-моста ПРОВЕРЕНАЯ ПРАКТИКОЙ ! http://www.openservo.org/StepByStep
СИЛЬНО РЕОКМЕНДУЮ !

Нмост на мосфетиках маленьких в SOT23 (аналогичный схеме - openservo.org ) - "The motor is controlled with a FET H-bridge. The used FETs (IRLML 6401/2502) are perfectly suited for this application (low RDSon, ~ 2 A, small SOT23)." http://members.vol.at/pi/

Для питания схемы включения затворов верхних n-MOSFET в Н-мосте (или в 3-фазном драйвере моторов) можно применть простые исчтоники питания - например:

1) генератор на LM555 и трансформатор на феритовом колечке - например колечко 2000 12х8х3 - первичная обмотка 50 витков подключается к выходу генератора LM555 через конденсатор 0.33-1 мкФ, а изолированые вторичные обмотки по 125 витков через конденсатор 0.33-1 мкФ подключаются к BAT54S как на схеме ниже (но земли не соединять !). Вы получите независимые источники питания для верхних MOSFET. Напряжение питания генератора может быть от 10 до 15 вольт. А если генератор сделать на LM358 - то до 30 вольт.

2) либо без трансформатора на колечке по схеме удвоения напряжения - Vo это напряжение питания схемы управления затвором верхнего n-MOSFET. Напряжения питания генератора должно быть НЕ МЕНЕЕ 12 ВОЛЬТ. А напряжение питания Н-моста может быть от 0 до 75% допустимого напряжения для примененных MOSFET.
Изображение
Если добавить еще один каскад C1C2D1 то питание можно будет снижать до 7 вольт.

< добавил avr123.nm.ru >
=================

Хочу сделать H-мост для управления моторедукторами стеклоподъемников от ВАЗа, но есть вопросы:
1. Лучше делать на полевиках или биполярных транзисторах.
2. Везде пишут что двигатели вызывают сильные помехи и Reset МК, поэтому можно ли использовать гальваническую развязку на оптопарах или достаточно поставить конденсатор. Если использовать оптопары типа 4N25 можно ли на них реализовать ШИМ, у них время реакции (по документации) 2us? Если ставить конденсатор, то какой емкости и где конкретно его ставить?
Инфы начитался по самое немогу, но как-то конкретно схема еще не сформировалась, потому и спрашиваю:).
Заранее благодарен. Ответы типа yandex.ru не пишите, не засоряйте форум. Возможно ваши ответы помогут не только мне.
Аватара пользователя
Master
 
Сообщения: 4468
Зарегистрирован: 21 дек 2006, 19:56
Откуда: Украина, г.Одесса
прог. языки: Delphi и С

Сообщение avr123.nm.ru » 01 янв 2007, 10:27

AN10513 - Brushed DC motor control using the LPC2101 - Н-мост и DC-мотор и теория и схема практическая и исходный код на Си и ОС по ЭДС мотора и токи в Нмост в разных фазах работы. :D

Схема для первого поста ниже - an978 питание драйверов верхних ключей, генератор на аналоге таймера 555 и удвоитель напряжения.

и... ЧИТАТЬ!!!!!! an978 питание драйверов верхних ключей схемы и теория с практикой. Очень подробно топология плат Н-мост проблемы и решения. Где какие паразиты возникают и как вредят, как их уничтожать.

На выход 555 в схеме выше надо поставить защитный диод на 15 вольт.

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

Я думаю вот такой драйвер будет кульно работать, на выходе можно дешовые bc807 bc817 поставить или их варианты в TO92
наверно bc337 bc327

Изображение

Однако реально защищеную силовую часть хорошо делать на ir2127

Аппаратный DeadTime рекомендую применять !


Интегральные Драверы двигателей.

Защиту по току рекомендую сделать аппаратную, не зависящую от МК. Токовый ШУНТ, RС фильтр - 1 кОм и 2 нФ примерно и компаратор - можно использовать ОУ LM358 - один канал как компаратор для выключения драйверов, а второй как усилитель сигнала с шунта если вы хотите анализироватьв ток в проге МК.

ОЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЮ ! Почитать даташит на интегрированый драйвер Н-моста - MC33883, H-Bridge Gate Driver IC - Document Number: MC33883. Rev 9.0, 1/2007. Freescale Semiconductor ...... MC33883. Rev 9.0. 1/2007.
http://www.freescale.com/files/analog/d ... C33883.pdf

Там схемотехника с генератором питания драйверов верхних MOSFET (рис 9). И мосфеты там с зараядом 40 нК в примерах - т.е. близкого номинала к вашим транзисторам. Только на рисунке 14 я бы поделил R3 поплам и подключил конденсатор C3 между половинками резистора.

рисунок из даташита MC33883 ниже !

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

Как сделать i2c servo из обычной и 6 вольтовый н-мост малой мощности.

Схема Н-мост провереная с openservo.org в прицепе.

По опыту Ридико ЛИ МК AVR хорошо коммутирует транзистор IRLZ44 через резистор 100 ом при частоте ШИМ до 2 КГц. Думаю если задействовать весь порт - 8 ножек - то до 10 КГц будет работать.

============= ВНИМАНИЕ !!!

Для полного открытия n-MOSFET (даже управляемого логическим уровнем!) нужно
сделать на затворе (G) напряжение +10 вольт относительно ЕГО истока (S).

- При + 10 вольтах на затворе относительно истока сопротивление открытого IRL2505
будет - 8 мОм ( то что на обложке даташита ! ) - он полностью открыт.

- При 5 вольтах сопротивление IRL2505 будет 10 мОм

- При 4 вольтах сопротивление IRL2505 будет 13 мОм

Ток не советую использовать более половины длительно допустимого тока горячего транзистора - параметр в дш "TC = 100°C Continuous Drain Current, VGS @ 10V" для IRL2505 это 74 ампера

Т.е. для IRL3705N я советую ток до 37 ампер кратковременно, а продолжительно не более одной пятой от указаного в ДШ параметра - т.е. 74/5 = 15 ампер.

Старайтесь ОБЯЗАТЕЛЬНО использовать радиатор ! Даже минимальный радиатор резко улучшает условия работы транзистора.

MOSFET-ы можно включать параллельно по несколько штук. Ток включения выключения вырастет пропорционально !!!

Используйте специальные драйверы - IR2110 IR2184 Особенно IR21844
и т.п. - http://www.mkpochtoi.ru/shop

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

Вот нарисовал НЕ ПРОВЕРЕННЫЙ вариант схемы с надеждой на: АППАРАТНЫЕ ! защита по току и пауза перед включением ключей + защита от одновременного включения верха и низа.
Вложения
AN10513 - Brushed DC motor control using the LPC2101.pdf
AN10513 Н-мост и DC-мотор и теория и схема
(357.6 КиБ) Скачиваний: 0
an978 питание драйверов верхних ключей генератор 555 и удвоитель.jpg
an978 питание драйверов верхних ключей схемы и теория с практикой.pdf
(425.24 КиБ) Скачиваний: 0
Н-мост логика защиты схема MkPochtoi.png
MC33883.gif
схемотехника с генератором питания драйверов верхних MOSFET в MC33883
openservo.com hmost Schematic2.pdf
(45.34 КиБ) Скачиваний: 502
irl_mosfet.gif
irl_mosfet.gif (18.21 КиБ) Просмотров: 86611
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 05 сен 2013, 10:41, всего редактировалось 10 раз(а).
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение =DeaD= » 01 янв 2007, 11:49

У меня ничего не сбрасывалось без всякой опторазвязки. Может быть конечно просто повезло. даже конденсатора на Ресет не стояло. Однако конденсаторы по питанию - в обязательном порядке как на движки, так и на питание логики и МК.
Аватара пользователя
=DeaD=
 
Сообщения: 24053
Зарегистрирован: 06 окт 2004, 18:01
Откуда: Ебург
прог. языки: Pascal / C++ / PHP / 1C
ФИО: Антон Ботов

Re: H-мост

Сообщение avr123.nm.ru » 01 янв 2007, 12:48

Master писал(а):Везде пишут что двигатели вызывают сильные помехи и Reset МК, поэтому можно ли использовать гальваническую развязку на оптопарах или достаточно поставить конденсатор.


Ресет ВСЕГДА подтягивайте к питанию резистором 10 КОм и заземляйте конденсатором 0.1 мкФ.

АпНоуты AVR040 AVR042 схемотехника AVR и разводка плат http://proavr.narod.ru/07.htm
Питание сделайте как в апноуте рассматриваемом на http://proavr.narod.ru/01.htm

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

Вот схема Н-моста, котороя возможно будет работать.
Подключение MOSFET по схеме в даташите на драйвер IR2104.

Управление одним сигналом ШИМ - такой частоты при которой мотор будет умерено греться при ШИМ 50%.
Величина ШИМ допустима от 5 до 95% Питание Н-моста от 0 до 400 вольт (по мощным MOSFET).
Ток до 20% длительного тока MOSFET. Транзисторы должны быть на радиаторах.

Резисторы к затворам наверно нужны от 22 Ом и возможно их нужно зашунтировать
диодами 1n4148 для быстрого выключения транзисторов.

Защита по току должна притягивать к земле входы SD - например выходом ОК компараторов LM339.
Если нужен аналоговый сигнал с токового шунта то используйте ОУ mcp602.
http://eFind.ru

pwm avr или Генерация ШИМ - задача 8 курса http://proavr.narod.ru/z8.htm
Вложения
IR2104 драйверы моста.gif
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 28 июн 2014, 18:24, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Re: H-мост

Сообщение =DeaD= » 01 янв 2007, 14:25

avr123.nm.ru писал(а):ресет ВСЕГДА подтягивайте к питанию резистором 10 КОм и заземляйте конденсатором 0.1 мкФ.

Откуда такой большой номинал на ресет?
В аппноутах вроде меньше?
Аватара пользователя
=DeaD=
 
Сообщения: 24053
Зарегистрирован: 06 окт 2004, 18:01
Откуда: Ебург
прог. языки: Pascal / C++ / PHP / 1C
ФИО: Антон Ботов

Сообщение avr123.nm.ru » 01 янв 2007, 14:38

я по своему опыту советую. а в апноутах в 10 раз меньше.

AVR040: Меры по улучшению электромагнитной совместимости

В данных "Рекомендациях" рассматриваются наиболее общие проблемы электромагнитной совместимости при проектировании с использованием микроконтроллеров

AVR042: Рекомендации по схемотехническому проектированию на микроконтроллерах AVR

В "Рекомендациях" охватываются большинство общих проблем, с которыми приходиться сталкиваться при переходе к новой архитектуре микроконтроллеров, такой как AVR. Представлены схемы и их описание для наиболее типичных случаев

http://apnout.narod.ru/

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

Н-мост протекание тока в разных фазах работы моста - http://www.toshiba.com/taec/components2 ... /12508.pdf
Вложения
Нмост протекание тока в разных фазах работы рис 2.png
Нмост протекание тока в разных фазах работы рис 1.png
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 02 апр 2012, 16:57, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение avr123.nm.ru » 01 янв 2007, 15:05

Схема питания драйвера верхних MOSFET с импульсным преобразователем. Можно давть ШИМ 0 и 100 %
Схема непроверена мной. Номиналы компонентов надо уточнять по симуляции, расчетам, испытаниям.

Возможно индуктивность 1-2 мили Гн нужна при 15 вольтах питния. Но можно питать ее от 5 вольт тогда 300-500 мкГн наверняка будет нормально работать.
Вложения
DCDC для питания драйверов верхних MOSFET.gif
Схема питания драйвера верхних MOSFET
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 25 ноя 2009, 10:20, всего редактировалось 3 раз(а).
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение -= Александр =- » 02 янв 2007, 02:45

Н-мост давно уже стал местным баяном, так что тему прилепляю, будем копить всю инфу о них тут.  :wink:
Аватара пользователя
-= Александр =-
Мастер Самоделкин
 
Сообщения: 3664
Зарегистрирован: 11 окт 2004, 19:20
Откуда: Россия, СПб
прог. языки: C++, VB, asm
ФИО: Курмис Александр Андреевич

Сообщение avr123.nm.ru » 02 янв 2007, 05:43

Подробно работа Н-моста - протекание тока в разных фазах - связка L297 L298.

Схема openservo и все для изготовления цифровой servo в разделе Docs - http://openservo.org/StepByStep
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 03 мар 2009, 23:22, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение avr123.nm.ru » 02 янв 2007, 11:24

IR3220 - еще один интегральный FULLY PROTECTED H-BRIDGE
От 6 до 35 вольт  и длительный ток 7 ампер при 85 градусах.

http://www.irf.com/product-info/datashe ... ir3220.pdf

цены
http://efind.ru/icsearch/?search=IR3220&stock=instock

IR3220 имеет:

- Плавный пуск
- Входы для двух концевиков

Отличная микруха !
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение avr123.nm.ru » 02 янв 2007, 17:20

Н-мост управлякмый ATmega8 ATmega168

http://openservo.org/  

и полный проект WinAVR для переделки дешовых
сервомашинок Futaba S3003 и HiTec HS-311
в цифровые, управляемые по i2c !
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 02 апр 2012, 16:59, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

Сообщение Master » 03 янв 2007, 20:24

=DeaD= писал(а):У меня ничего не сбрасывалось без всякой опторазвязки. Может быть конечно просто повезло. даже конденсатора на Ресет не стояло. Однако конденсаторы по питанию - в обязательном порядке как на движки, так и на питание логики и МК.

А какие стоят движки и какой емкости кондесатор по этому самому питанию стоит.
Аватара пользователя
Master
 
Сообщения: 4468
Зарегистрирован: 21 дек 2006, 19:56
Откуда: Украина, г.Одесса
прог. языки: Delphi и С

Сообщение =DeaD= » 03 янв 2007, 20:42

Master писал(а):
=DeaD= писал(а):У меня ничего не сбрасывалось без всякой опторазвязки. Может быть конечно просто повезло. даже конденсатора на Ресет не стояло. Однако конденсаторы по питанию - в обязательном порядке как на движки, так и на питание логики и МК.

А какие стоят движки и какой емкости кондесатор по этому самому питанию стоит.

Движки от стеклоподъемников девятки.
Конденсатор на 470мкФ вроде.
Аватара пользователя
=DeaD=
 
Сообщения: 24053
Зарегистрирован: 06 окт 2004, 18:01
Откуда: Ебург
прог. языки: Pascal / C++ / PHP / 1C
ФИО: Антон Ботов

Сообщение Master » 06 янв 2007, 19:16

Ура! Заработало!
Собрал H-мост на транзисторах BD436 и BD437, повесил конденсатор по питанию двигателей 220 мкФ. Ничего не сбрасывается - все работает. Тока движки китайские крутятся с разной скоростью :(
Может на тот что быстрее крутится посдстроечный резистор поставить?
Аватара пользователя
Master
 
Сообщения: 4468
Зарегистрирован: 21 дек 2006, 19:56
Откуда: Украина, г.Одесса
прог. языки: Delphi и С

Сообщение avr123.nm.ru » 06 янв 2007, 19:48

Можно и так.
Последний раз редактировалось avr123.nm.ru 01 авг 2009, 20:52, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
avr123.nm.ru
отсылающий читать курс
 
Сообщения: 14200
Зарегистрирован: 06 ноя 2005, 04:18
Откуда: Москва
Предупреждения: -8

След.

Вернуться в Электроника, электротехника

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3

Mail.ru counter