Avtoargon.ru

АвтоАргон
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

H-мост (Troyka-модуль): инструкция, схемы и примеры использования

H-мост (Troyka-модуль): инструкция, схемы и примеры использования

H-мост (Troyka-модуль) служит для управления скоростью и направлением вращения коллекторных моторов в компактных проектах.

Видеообзор

Принцип работы H-моста

Термин «H-мост» появился благодаря графическому изображению этой схемы, напоминающему букву «Н». H-мост состоит из 4 ключей. В зависимости от текущего состояние переключателей возможно разное состояние мотора.

S1S2S3S4Результат
11Мотор крутится вправо
11Мотор крутится влево
Свободное вращение мотора
11Мотор тормозится
11Мотор тормозится
11Короткое замыкание источника питания
11Короткое замыкание источника питания

Подключение и настройка

H-мост (Troyka-модуль) общается с управляющей электроникой по 2 сигнальным проводам D и E — скорость и направления вращения двигателя.

Мотор подключается к клеммам M+ и M— . А источник питания для мотора подключается своими контактами к колодкам под винт P . Положительный контакт источника питания подключается к контакту P+, а отрицательный — к контакту P— .

При подключении к Arduino или Iskra JS удобно использовать Troyka Shield. С Troyka Slot Shield можно обойтись без лишних проводов.

Примеры работы

Приступим к демонстрации возможностей. Схема подключения — на картинке выше. Управляющая плата запитана через USB или внешний разъём питания.

Примеры для Arduino

Для начала покрутим мотор в течении трёх секунд в одну, а затем другую сторону.

Усовершенствуем эксперимент: заставим мотор плавно разгоняться до максимума и останавливаться в одном направлении, а затем в другом.

Пример для Iskra JS

Элементы платы

Драйвер двигателей

Драйвер моторов TB6612FNG — это сборка из двух H-полумостов. В нашем модуле мы запараллели оба канала микросхемы H-моста для компенсации нагрева.

Нагрузка

В качестве нагрузки для модуля H-мост(Troyka модуль) рациональнее всего использовать коллекторный мотор, так как есть смысл и потребность менять направления вращения двигателя. Если у вас иная нагрузка, используйте силовой ключ или реле.

Мотор подключается своими контактами к колодкам под винт M— и M+ . Полярность в данном случае неважна, так она влияет на направления вращения вала и её можно изменять программно.

Питание нагрузки

Источник питания для мотора (силовое питание) подключается своими контактами к колодкам под винт P . Положительный контакт источника питания подключается к контакту P+ , а отрицательный — к контакту P- . Напряжение питания моторов должно быть в пределах 3–12 В постоянного тока.

Контакты подключения трёхпроводных шлейфов

Джампер объединения питания

Силовое питание можно также подключать через пины V2 и G из второй группы Troyka-контактов. Для этого установите джампер объединения питания V2=P+ . При этом подключать питание к контактам P+ и P- уже не нужно.

Внимание! Джампер объединения питания связывает пины V2 с клеммником P+ внешнего питания. Если вы не уверены в своих действиях или боитесь подать слишком высокое напряжение с клемм H-моста на управляющую плату, не ставьте этот джампер!

Данный джампер будет полезен при установке H-моста на Troyka Slot Shield в пины поддерживающие V2 .

Например, если на плату подаётся 12 В через разъём внешнего питания, то установив джампер на Troyka Slot Shield в положение V2-VIN вы получите напряжение 12 В и на ножке V2 H-моста. Эти 12 В можно направить на питание нагрузки — просто установите джампер V2=P+ на H-мосте.

Световая индикация

Сдвоенный светодиод индикации скорости и направления вращения на плате.

При высоком логическом уровне на пине управления направлением вращения E , индикатор светится красным светом. При низком уровне — зелёным.

Чем выше скорость вращения двигателя, тем ярче горит зелёный либо красный светодиод.

Обвязка для согласования уровней напряжения

Необходима для сопряжения устройств с разными напряжениями логических уровней.

Что такое H-мост и зачем он нужен. Пример расчёта H-моста на биполярных транзисторах

Сегодня мы рассмотрим схему, позволяющую изменять полярность прикладываемого к нагрузке постоянного напряжения.

Необходимость изменять полярность напряжения часто возникает при управлении двигателями или в схемах мостовых преобразователей напряжения. Например, для двигателей постоянного тока это необходимо для изменения направления вращения, а шаговые двигатели или импульсные мостовые DC-DC преобразователи без решения этой задачи вообще не будут работать.

Итак, ниже вы можете видеть схему, которую за внешнюю схожесть с буквой H принято называть H-мостом.

К1, К2, К3, К4 — управляемые ключи

A, B, C, D — сигналы управления ключами

Идея этой схемы очень проста:

Если ключи K1 и К4 замкнуты, а ключи К2 и К3 разомкнуты, то к точке h1 оказывается приложено напряжение питания, а точка h2 замыкается на общий провод. Ток через нагрузку в этом случае течёт от точки h1 к точке h2.

Если сделать наоборот, — ключи К1 и К4 разомкнуть, а ключи К2 и К3 замкнуть, то полярность напряжения на нагрузке изменится на противоположную, — точка h1 окажется замкнута на общий провод, а точка h2 — на шину питания. Ток через нагрузку теперь будет течь от точки h2 к точке h1.

Кроме смены полярности, h-мост, в случае управления электродвигателем, добавляет нам и ещё один бонус — возможность закоротить концы обмоток, что ведёт к резкому торможению нашего движка. Такой эффект можно получить замкнув одновременно либо ключи К1 и К3, либо ключи К2 и К4. Назовём такой случай «режимом торможения». Справедливости ради стоит отметить, что этот бонус H-моста используется значительно реже, чем просто смена полярности (позже будет понятно почему).

В качестве ключей может выступать всё, что угодно: реле, полевые транзисторы, биполярные транзисторы. Промышленность делает H-мосты встроенными в микросхемы (например, микросхема LB1838, драйвер шагового двигателя, содержит два встроенных H-моста) и выпускает специальные драйверы для управления H-мостами (например драйвер IR2110 для управления полевиками). В этом случае, разработчики микросхем конечно стараются выжать максимум бонусов и устранить максимум нежелательных эффектов. Понятно, что такие промышленные решения справляются с задачей лучше всего, но радиохламеры народ бедный, а хорошие микросхемы стоят денег, поэтому мы, ясен пень, будем рассматривать чисто самопальные варианты мостов и схем управления ими.

В самопальщине (то бишь в радиолюбительской практике) чаще всего используют H-мосты либо на мощных MOSFET-ах (для больших токов), либо на биполярных транзисторах (для небольших токов).

Довольно часто сигналы управления ключами попарно объединяют. Объединяют их таким образом, чтобы от одного внешнего сигнала управления формировалось сразу два сигнала управления в нашей схеме (то есть сразу на два ключа). Это позволяет сократить количество внешних сигналов управления с четырёх до двух штук (и сэкономить 2 ноги контроллера, если у нас контроллерное управление).

Объединяют сигналы чаще всего двумя способами: либо A объединяют с B, а C объединяют с D, либо A объединяют с D, а B объединяют с C. Чтобы обозначить и зафиксировать различия, — назовём способ, когда образуют пары AB и CD «общим управлением противофазными ключами» (эти ключи для изменении полярности прикладываемого к нагрузке напряжения должны работать в противофазе, т.е. если один открывается — другой должен закрываться), а способ, когда образуются пары AD и BC назовём «общим управлением синфазными ключами» (эти ключи для изменении полярности работают синфазно, т.е. либо оба должны открываться, либо оба закрываться).

Чтобы было понятнее о чём идёт речь, — смотрим на рисунок справа. Договоримся далее высокий уровень напряжения считать единицей, а низкий — нулём. В левой части рисунка транзисторы управляются независимо друг от друга. Чтобы открыть верхний транзистор — нужно подать сигнал управления А=0, а чтобы его закрыть — нужно подать А=1. Для открытия и закрытия нижнего транзистора нужно подавать B=1 или В=0. Если с помощью дополнительного транзистора объединить сигналы A и В (смотрим правую часть рисунка), то управлять верхним и нижним транзистором можно одним общим сигналом АВ. Когда АВ=1 оба транзистора открываются, а когда АВ=0 — оба закрываются.


На рисунке слева показан H-мост с общим управлением противофазными ключами, а на рисунке справа — с общим управлением синфазными ключами. У1 и У2 — это узлы, позволяющие из одного внешнего общего сигнала сформировать отдельный сигнал на каждый из работающих в паре ключей.

Теперь давайте подумаем что нам даёт каждый из этих двух способов управления.

При общем управлении противофазными ключами мы легко можем сделать так, чтобы оба верхних или оба нижних ключа оказались открыты (если схема такая, как у нас слева, то это произойдёт при AB=CD), то есть нам доступен режим торможения. Однако минус в том, что при таком способе управления мы практически наверняка получим сквозные токи через транзисторы, вопрос будет только в их величине. В проиышленных микрухах для борьбы с этой проблемой вводят специальную цепь задержки для одного из транзисторов.

При общем управлении синфазными ключами мы легко можем побороть сквозные токи (просто нужно сначала подавать сигнал на выключение той пары транзисторов, которая используется в настоящий момент, а уже потом сигнал на включение той пары, которую мы планируем использовать). Однако при таком управлении про режим торможения можно забыть (даже более того, если мы случайно одновременно подадим на оба внешних управляющих сигнала единицу — мы устроим в схеме КЗ).

Поскольку получить сквозные токи гораздо более кислый вариант (бороться с ними непросто), то обычно предпочитают забыть про режим торможения.

Кроме всего вышеперечисленного необходимо понимать, что при частых постоянных переключениях (в преобразователях или при управлении шаговиками), для нас будет принципиально важно не только избежать возникновения сквозных токов, но и добиться максимальной скорости переключения ключей, поскольку от этого зависит их нагрев. Если же мы используем h-мост просто для реверса двигателя постоянного тока, то тут скорость переключения не имеет такого критического значения, поскольку переключения не имеют систематического характера и ключи даже в случае нагрева скорее всего успеют остыть до следующего переключения.

Вот в общем-то и вся теория, если вспомню ещё что-нибудь важное — обязательно напишу.

Как вы понимаете, практических схем H-мостов, как и вариантов управления ими, можно придумать достаточно много, поскольку, как мы уже разобрались, важно учитывать и максимальный ток, и скорость переключения ключей, и варианты объединения управления ключами (а также вообще возможность такого объединения), поэтому для каждой практической схемы нужна отдельная статья (с указанием того, где эту конкретную схему целесообразно использовать). Здесь же я приведу для примера лишь простую схемку на биполярных транзисторах, годящуюся, скажем, для управления не очень мощными двигателями постоянного тока (зато покажу, как её рассчитывать).

Сам H-мост выполнен на транзисторах T1, T2, T3, T4, а с помощью дополнительных транзисторов T5, T6 выполнено объединение управления синфазными ключами (сигнал A управляет транзисторами T1 и T4, сигнал B — транзисторами T2 и T3).

Работает эта схема следующим образом:

Когда уровень сигнала A становится высоким — начинает течь ток через резистор R2 и p-n переходы БЭ транзисторов T5 и T4, эти транзисторы открываются, в результате чего появляется ток через переход БЭ транзистора T1, резистор R1 и открытый транзистор T5, в результате чего открывается транзистор T1.

Когда уровень сигнала A становится низким — запираются p-n переходы БЭ транзисторов T5 и T4, эти транзисторы закрываются, прекращает течь ток через переход БЭ транзистора T1 и он тоже закрывается.

Как такую схему рассчитать? Очень просто. Пусть у нас напряжение питания 12В, максимальный ток двигателя 1А и сигнал управления также 12-ти вольтовый (состоянию «1» соответствует уровень напряжения около 12В, состоянию «0» — уровень около нуля вольт).

Сначала выбираем транзисторы T1, T2, T3, T4. Подойдут любые транзисторы, способные выдержать напряжение 12В и ток 1А, например, КТ815 (npn) и его комплиментарная пара — КТ814 (pnp). Эти транзисторы рассчитаны на ток до 1,5 Ампер, напряжение до 25 Вольт и имеют коэффициент усиления 40.

Рассчитываем минимальный ток управления транзисторов T1, T4: 1А/40=25 мА.

Рассчитываем резистор R1, полагая, что на p-n переходах БЭ транзисторов T1, T4 и на открытом транзисторе T5 падает по 0,5В: (12-3*0,5)/25=420 Ом. Это максимальное сопротивление, при котором мы получим нужный ток управления, поэтому мы выберем ближайшее меньшее значение из стандартного ряда: 390 Ом. При этом наш ток управления будет (12-3*0,5)/390=27 мА, а рассеиваемая на резисторе мощность: U 2 /R=283 мВт. То есть резистор надо ставить на 0,5 Вт (ну или поставить несколько 0,125 ваттных параллельно, но чтоб их общее сопротивление получилось 390 Ом)

Транзистор T5 должен выдерживать всё те же 12В и ток 27 мА. Подойдёт, например, КТ315А (25 Вольт, 100 мА, минимальный коэффициент усиления 30).

Рассчитываем его ток управления: 27 мА / 30 = 0,9 мА.

Рассчитываем резистор R2, полагая, что на переходах БЭ транзисторов T5 и T4 падает по 0,5 В: (12-2*0,5)/0,9 = 12 кОм. Опять выбираем ближайшее меньшее значение из стандартного ряда: 10 кОм. При этом ток управления T5 будет 1,1 мА и на нём будет рассеиваться 12,1 мВт тепла (то есть подойдёт обычный резистор на 0,125 Вт).

Вот и весь расчёт.

Далее хотелось бы поговорить вот о чём. В приведённых в статье теоретических схемах H-мостов у нас нарисованы только ключи, однако в рассматриваемом примере, кроме ключей присутствуют ещё одни элементы — диоды. Каждый наш ключ шунтирован диодом. Зачем это сделано и можно ли сделать как-то иначе?

В нашем примере мы управляем элетродвигателем. Нагрузкой, на которой мы переключаем полярность с помощью H-моста, является обмотка этого двигателя, то есть нагрузка у нас индуктивная. А у индуктивности есть одна интересная особенность — ток через неё не может измениться скачком.

Индуктивность работате как маховик — когда мы его раскручиваем — он запасает энергию (и мешает раскручиванию), а когда мы его отпускаем — он продолжает крутиться (расходуя
запасённую энергию). Так и катушка, — когда к ней прикладывают внешнее напряжение — через неё начинает течь ток, но он не резко вырастает, как через резистор, а постепенно, поскольку часть передаваемой источником питания энергии не расходуется на разгон электронов, а запасается катушкой в магнитном поле. Когда мы это внешнее напряжение убираем, — ток через катушку тоже не спадает мгновенно, а продолжает течь, уменьшаясь постепенно, только теперь уже на поддержание этого тока расходуется запасённая ранее в магнитном поле энергия.

Так вот. Посмотрим ещё раз наш самый первый рисунок (вот он, справа). Допустим у нас были замкнуты ключи К1 и К4. Когда мы эти ключи размыкаем, у нас через обмотку продолжает течь ток, то есть заряды продолжают перемещаться от точки h1 к точке h2 (за счёт энергии, накопленной обмоткой в магнитном поле). В результате этого перемещения зарядов, потенциал точки h1 падает, а потенциал точки h2 вырастает. Возникновение разности потенциалов между точками h1 и h2 при отключении катушки от внешнего источника питания известно также как ЭДС самоиндукции. За то время, пока мы открываем ключи K3 и К2, потенциал точки h1 может упасть значительно ниже нуля, также как и потенциал точки h2 может вырасти значительно выше потенциала шины питания. То есть наши ключи могут оказаться под угрозой пробоя высоким напряжением.

Как с этим бороться? Есть два пути.

Первый путь. Можно зашунтировать ключи диодами, как в нашем примере. Тогда при падении потенциала точки h1 ниже уровня общего провода откроется диод D3, через который с общего провода в точку h1 потечёт ток, и дальнейшее падение потенциала этой точки прекратиться. Аналогично, при росте потенциала точки h2 выше потенциала шины питания откроется диод D2, через который потечёт ток из точки h2 на шину питания, что опять же предотвратит дальнейший рост потенциала точки h2.

Второй путь основан на том факте, что при перекачивании зарядов из одной точки схемы в другую, изменение потенциалов между этими двумя точками будет зависеть от ёмкости схемы между этими точками. Чем больше ёмкость — тем больший заряд нужно переместить из одной точки в другую для получения одной и той же разности потенциалов (подробнее читайте в статье «Как работают конденсаторы»). Исходя из этого можно ограничить рост разности потенциалов между концами обмотки двигателя (а, соответственно, и рост разности потенциалов между точками h1, h2 и шинами питания и земли), зашунтировав эту обмотку конденсатором. Это, собственно, и есть второй путь.

15. Шд. Управление шаговыми двигателями. Система коммутаторов.

Основным элементом системы управления шаговым двигателем (ШД) является полупроводниковый коммутатор, который переключает фазные токи Iф в обмотках ШД, как показано на рис. 2-4.1. Типичная схема силового ключа СК показана на рис. 2-4.2,а,

где диод VD и резистор Rр служат для ускорения спада фазного тока при отключении обмотки транзистором VT. Скорость нарастания фазного тока при включении VT зависит от величины напряжения питания E и постоянной времени цепи L/(R+Rдоб). Для увеличения быстродействия систесмы требуется увеличить скорость нарастания фазных токов при коммутации обмотки. Для этого используется ключ с форсировкой, схема которого приведена на рис. 2-4.2,б. Импульсное форсирование заключается в подключении обмотки фазы ШД к источнику форсирующего напряжения Е2 на время, необходимое для нарастания тока, а после этого обмотка подключается к источнику пониженного напряжения Е1, обеспечивающему поддержание заданного тока в обмотке. В этой схеме сперва включаются оба транзистора, а диод VD3 отделяет источник Е2 от источника Е1, затем транзистор VT1 отключается, и фазный ток идет от Е1 через диод VD3. Характер протекания переходных процессов в схеме показан на рис. 2-4.2, в.

Наилучшие энергетические соотношения в контуре управления ШД обеспечивает коммутатор с импульсной стабилизацией фазовых токов, схема которого показана на рисунке 2-4.3.а.

Часть схемы на транзисторах VT3-VTn представляет собой коммутатор, который питается от источника повышенного напряжения через импульсный стабилизатор тока состоящий из силового транзистора VT2, усилителя VT1, компаратора K и измерительного резистора Rш. В этой схеме повышенное напряжение питания E обеспечивает быстрое нарастание фазного тока, а импульсный стабилизатор ограничивает среднее значение тока в фазе Iф с помощью широтно-импульсной модуляции, как показано на рисунке 2-4.3.б.

Действие такого коммутатора аналогично коммутатору с форсированием, однако время форсировки tф здесь задается автоматически за счет обратной связи через резистор Rш. Способы коммутации обмоток ШД

Параметры шагового привода зависят от способа коммутации. Наиболее распространенной является симметричная коммутация, при которой в каждый такт активизируется одинаковое число обмоток. На рисунке 2-4.4.а показана временная диаграмма одинарной симметричной коммутации для четырехфазного двигателя, когда в один такт активизируется одна фазная обмотка. Большое распространение имеет парная коммутация, при которой в каждый такт запитываются две смежные обмотки, как показано на рисунке 2-4.4.б .

И в том и в другом случае количество тактов в цикле n равно количеству фаз двигателя m (в данном случае m = 4 ) и шаг двигателя одинаков при обоих способах коммутации.

При несимметричной коммутации возможно уменьшить шаг двигателя и тем самым увеличить точность привода. На рисунке 2-4.5.а показана временная диаграмма несимметричной

коммутации с делением шага пополам — режим полушагов. Цикл содержит восемь тактов (n = 2m), но при этом в каждый включена либо одна либо две обмотки, что приводит к колебаниям вращающего момента ШД. С целью стабилизации вращающего момента можно уменьшать фазовый ток когда включены две фазы в 2 раз с помощью ШИМ, как показано на рисунке 2-4.5.а пунктиром.Применение ШИМ дает возможность плавно изменять токи в фазах и добиться большего дробления шага с целью увеличения точности и плавности работы шагового привода — режим мелких шагов. Временная диаграмма такого режима для четырехфазного ШД показана нарисунке 2-4.5.б .

Здесь при каждом положении ротора соответствующем «мелкому» шагу одна обмотка постоянно включена, другая — постоянно выключена, а две остальные переключаются на несущей частоте с изменяемой скважностью. Величина мелкого шага зависит от количества изменения скважности. Например, если скважность задается двухразрядным счетчиком, то происходит дробление шага на 4 и цикл будет содержать 4*4=16 тактов.

Новое в мире полупроводников

Читаем, обсуждаем, задаем вопросы

STMicroelectronics: X-NUCLEO-IHM03A1 — плата расширения для платформы STM32 Nucleo со схемой управления биполярным шаговым двигателем высокой мощности powerSTEP01

Плата X-NUCLEO-IHM03A1 представляет собой высокопроизводительное и надёжное решение, обеспечивающее полностью цифровое управление движением за счёт формирования профиля скорости, вычисления позиционирования и полного набора функций защиты.

Устройство совместимо с разъёмом Arduino UNO R3, а также поддерживает возможность добавления дополнительных дочерних плат для совместного управления тремя шаговыми двигателями с помощью одной платы STM32 Nucleo.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: STMicroelectronics

Avago Technologies: AEDT-981x — надёжные и высокоточные энкодеры с разрешением до 5 000 отсчётов на оборот для систем управления электродвигателями

AEDT-981x — новая серия высокоточных, 3-канальных модулей оптических икнрементальных датчиков положения от компании Avago Technologies.

Модули предназначены для построения надёжных высокоточных систем управления движением нового поколения, примерами которых являются серводвигатели постоянного тока, линейные и поворотные приводы, оборудование автоматизации производства, 3D-принтеры, робототехника и дистанционно управляемые устройства. Расширяя возможности зарекомендовавших себя на рынке модулей HEDS-914x, новая серия AEDT-981x снабжена интерполятором с широким диапазоном разрешения – от 1 000 до 5 000 отсчётов на оборот (CPR) с использованием кодирующего диска с оптическим радиусом 11 мм. Новые устройства имеют промышленное исполнение и способны работать в диапазоне температур от -40°C до +115°C.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Avago

Infineon Technologies: Плата расширения для платформы Arduino со схемой управления двигателем постоянного тока и полумостовым интегральным драйвером BTN8982TA

Плата расширения с сильноточной схемой управления двигателем постоянного тока является одним из первых продуктов компании Infineon, совместимых с платформой Arduino и стартовым набором Infineon XMC1100 Boot Kit.

В полумостовой конфигурации плата способна управлять двумя двигателями постоянного тока с функцией вращения вала только в одном направлении, а в полномостовой конфигурации (H-мост) – одним двигателем с возможностью реверса вращения вала. Встроенный драйвер полумоста BTN8982TA семейства NovalithIC™ может управляться внешним ШИМ-контроллером через вывод IN. Прибор обеспечивает прямое подключение к управляющему микроконтроллеру за счёт наличия у встроенного драйвера полумоста входного интерфейса с логическими уровнями, схемы диагностики с датчиком тока, регулировки длительности фронта управляющего импульса, формирования паузы и функций защиты от перегрева, короткого замыкания, недопустимого падения входного напряжения и перегрузок по току.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Infineon

Fairchild Semiconductor: FNA2xxxx — силовые модули семейства SPM®2 для управления помышленными электродвигателями с рабочим напряжением 600 В / 1200 В

1 января 2017 г. вступят в силу новые европейские нормы энергосбережения для электродвигателей мощностью от 0,75 кВт до 375 кВт, которые изменят существующую рыночную динамику, поэтому для всех участников рынка настало время подготовиться к предстоящим изменениям!

Согласно статистике, электрические двигатели потребляют до 50% мировой электроэнергии. С ростом требований потребителей к таким приложениям увеличивается спрос на экологичные решения управления питанием, которые максимизируют КПД электрических приводов. В соответствии с рыночным спросом компания Fairchild выпускает новые интегральные силовые модули семейства SPM2 на рабочее напряжение 600 В и ток 50 А (планируется выпуск моделей на ток 30 А и 75 А) и 1200 В с током 10 А, 25 А и 35 А (планируется выпуск моделей на ток 50 А), которые покрывают диапазон мощности двигателей от 2.2 кВт до 10 кВт.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Fairchild

ON Semiconductor: STK554U3xx — интеллектуальный силовой модуль для схем управления трёхфазным электродвигателем

Новый интеллектуальный силовой модуль (IPM), размещённый в компактном корпусе SIP, является устройством с высокой степенью интеграции, содержащим все необходимые высоковольтные компоненты, преобразующие входное напряжение в сигналы управления трёхфазным электродвигателем.

Выходной каскад STK554U3xx выполнен на основе IGBT-транзисторов со встроенным защитным диодом (FRD) и реализует функции защиты от недопустимого снижения входного напряжения (UVP) и перегрузок по току (OCP) с детектированием ошибки посредством выходного флага. Встроенный диод накачки напряжения обеспечивает генерирование управляющего сигнала для затвора силового транзистора верхнего плеча. Эмиттеры IGBT-транзисторов нижнего плеча имеют отдельные выводы, позволяющие снимать ток индивидуально в каждой фазе.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: ON Semiconductor

Toshiba Electronics: TB67S269FTG — драйвер шагового двигателя с выходным напряжением 50 В и током нагрузки 2 А

Драйвер шагового двигателя с низким проходным сопротивлением во включённом состоянии (не более 0.8 Ом) и минимальным шагом управления двигателя 1/32 оборота, доступный в корпусе малых размеров.

TB67S269FTG представляет собой биполярный драйвер шагового двигателя с высоким выходным напряжением до 50 В и максимальным током нагрузки 2 А. Для принтеров, систем автоматизации зданий, бытовой техники и промышленных приложений необходимы высокоскоростные и мощные двигатели. В то же время пользователи хотели бы использовать компактные и стильные продукты, заставляя производителей максимально уменьшать размеры устройств. Ещё одним требованием потребителей является низкое выделение тепла от работающего оборудования. TB67S269FTG позволяет снизить рассеиваемую мощность и увеличить эффективность драйвера благодаря высокой рабочей частоте и применению технологии управления двигателями Toshiba ADMD. Устройство отличается низким проходное сопротивление во включённом состоянии – не более 0.8 Ом.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Toshiba

Fairchild Semiconductor: FNA21012A — интеллектуальный модуль питания со встроенным силовым ключом с напряжением коллектор-эмиттер 1200 В для промышленных систем управления электродвигателем

Первый интеллектуальный модуль питания с силовым ключом на 1200 В от компании Fairchild в корпусе высокой надёжности и прочности имеет улучшенные тепловые характеристики по сравнению с конкурирующими решениями.

Компания Fairchild, ведущий мировой поставщик высокоэффективных силовых полупроводниковых решений, представляет модуль питания серии Motion SPM®2 с силовым ключом на 1200 В, предназначенный для высоковольтных промышленных устройств. По статистике, более 40% мирового потребления энергии приходится на электродвигатели. Данный модуль, согласно задаче Fairchild делать мир чище и интеллектуальнее, способен эффективно, с максимальным КПД, управлять большими трёхфазными инверторами для питания двигателей благодаря простой и надёжной конструкции корпуса, сверхмалому тепловыделению и наличию полнофункциональной схемы защиты.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Fairchild

Texas Instruments: DRV8838 — драйвер низковольтного коллекторного двигателя постоянного тока с рабочим током 1.8 А

DRV8838 представляет полностью интегрированное решение для управления двигателями в фото- и видеокамерах, потребительской электронике, игрушках и других низковольтных приложениях, в том числе с аккумуляторным питанием. Драйвер может управлять одним двигателем постоянного тока или другим устройством, например, соленоидом.

Выходной каскад драйвера состоит из мощных N-канальных MOSFET-транзисторов, собранных по схеме полу-моста, для управления обмоткой двигателя. Встроенная схема накачки заряда обеспечивает необходимую величину управляющих импульсов на затворах силовых транзисторов.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Texas Instruments

Infineon Technologies: BTN89xx — интегральные сильноточные полумостовые драйверы электродвигателя семейства NovalithIC™

Компания Infineon представляет три новых модели семейства сильноточных полумостовых драйверов электродвигателей.

Как и предыдущее семейство, новые устройства серии NovalithIC™ содержат полу-мостовой каскад, состоящий из P-канального транзистора верхнего плеча и N-канального транзистора нижнего плеча, и схему управления. Драйверы обладают низким сопротивлением открытого канала и рассчитаны на рабочее напряжение до 40 В (предыдущее семейство поддерживала работу при напряжении до 28 В). Наличие в верхнем плече P-канального транзистора исключает необходимость применять схему накачки заряда, благодаря чему минимизируются электромагнитные помехи. Встроенная схема управления обеспечивает сопряжение выходного каскада с микроконтроллером по логическим уровням, осуществляет диагностику в режиме обратной связи по току, регулировку скорости нарастания выходного напряжения, а также функции защиты от перегрева, пониженного напряжения питания и короткого замыкания.

  • Комментарии отключены
  • Рубрика: Infineon

Fairchild Semiconductor: SPM® 7 — интеллектуальные силовые модули с интегрированными 500-вольтовыми MOSFET-транзисторами для схем управления двигателями мощностью до 100 Вт

Согласно статистике, на небольшие электродвигатели, используемые в посудомоечных машинах, кондиционерах и вентиляторах, приходится до 50% общего мирового потребления энергии. Чтобы соответствовать современным стандартам энергоэффективности при возрастающих потребительских свойствах бытовой техники, инженерам приходится решать задачу увеличения эффективности её системы управления питанием.

Для решения поставленной задачи компания Fairchild разработала серию устройств FSB70xxx, входящих в семейство силовых интеллектуальных модулей SPM® 7. Эти модули представляют собой полнофункциональные высокоэффективные инверторы для управления асинхронными двигателями переменного тока, бесколлекторными и синхронными двигателями на постоянных магнитах постоянного тока мощностью до 100 Вт. Устройства демонстрируют наилучший в отрасли показатель КПД в режиме малой нагрузки (на 44 % выше, чем у аналогичных продуктов), надёжную систему защиты и имеют на 12 % более эффективный отвод тепла в системе переход-корпус.

cnc-club.ru

Статьи, обзоры, цены на станки и комплектующие.

Н-мост -как правильно собрать

  • Отправить тему по email
  • Версия для печати

Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 18 янв 2013, 16:30

Не профи:
Собрал H-мост(2 шт) (полмоста -схему прилагаю) на кт972А(4 шт), кт973А(4), 1Т4007(8)(защитные диоды -на схеме не показаны — катоды вверх)
-управляющее напряжение 5в
-базовые резисторы(4 шт) х 2,2Ком (0,5 ВТ) на схеме не показан-там где INPUT
-напряжение Vcc 12v с того же блока питания (ATX)
-двигатель 100 ом MSCB048B05 6 выводов(из какой то оргтехники 1,8 гр/шаг)-даташит не нашел — подключил по биполярной схеме на макс мощ(крайние выводы) средние выводы заглушены
-логическая часть — микросхема(мелко-не смотрел)-ее выходы снабжены H-мостом — проверено -управляется махонький движулька(18,0 град/шаг) со срывом и остановкой в одну сторону-последний наверно некорректно демонтирован

Тестирование:
начали быстро и сильно нагреваться кт972(все) — тут же выключил питание (двигатель не гу-гу)

Вопросы:
1. Включение PNP транзистора(нижнего) не должно быть коллектором вверх?
2. Как правильно посчитать базовый резистор (напряжение насыщения база-эмиттер кт972 — макс 2,5 вольт)?
3. В принципе, можно ли наращивать H-мост(какие особенные бывают?) каскадом -другим Н-мостом?
4. Что из схем альтернативное посоветуете?

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение 2cme » 18 янв 2013, 17:56

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 25 янв 2013, 10:16

На некоторые вопросы ответы нашел сам

1. Включение PNP транзистора(нижнего) не должно быть коллектором вверх? ====== Схема правильная(можно наверно и верх-низ поменять местами)
2. Как правильно посчитать базовый резистор (напряжение насыщения база-эмиттер кт972 — макс 2,5 вольт)? ===== Уменьшил резисторы до 1,5 Ком — началось жужжание двигателя

Каждая обмотка 100ом = было подключено по биполярной схеме на мах — мощность(крайние выводы=>200 Ом),
переключил все на 100 Ом(крайний+средний вывод) -жужжание стало более явным, даже с подталкиванием(пальцем крутанул) не крутится.
Скорее всего тока не хватает — померил напряжение на обмотках 3 вольта — явно просело из-за нагрузки(не потянуть видать) —надо попробовать БП на 24—40 вольт.

3. В принципе, можно ли наращивать H-мост(какие особенные бывают?) каскадом -другим Н-мостом? === скорее всего да (?есть ли здесь спецы по электронике чтоб опровергнуть)

ВОПРОС без ответа:
4. Что из схем альтернативное посоветуете? (?цены на готовые надежные Н-мосты до 3 А м.б. подскажете?)

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Impartial » 25 янв 2013, 10:35

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 25 янв 2013, 21:36

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Serg » 26 янв 2013, 01:29

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 28 янв 2013, 14:55

Спасибо.Но пока буду на дискретных строить (дороговато для готовых сборок -тогда уж сразу KIT набор купить с 3(4) движками там же (6-8 тыс.-начальный китайский комплект)

Кстати, прилагаю схему, по которой собирал -нарисовано в протеусе(скачал для ознакомительных целей- говорят там можно симулировать работу устройства -кто б еще подсказал «на пальцах» как)
*соответственно, транзисторы КТ972, КТ973, диоды 1N4007, вверх «+», низ -земля(GND), внешние(на базы)- входы с предыдущего Н-моста, внутренние — выходы на обмотки двигателя,
резисторы на входах баз — 1,5Ком(на схеме не показаны)

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Сергей Саныч » 28 янв 2013, 15:53

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 29 янв 2013, 10:44

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение 2cme » 29 янв 2013, 10:54

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Сергей Саныч » 30 янв 2013, 04:42

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 31 янв 2013, 15:10

Сигналы берутся с биполярного драйвера mitsumi ncl039 через резисторы 1,5 кОм -там Н-мост судя по маленькому исходному шд (на фото красным выделено 4 широкие дорожки вверху)
схема управления работает -на emc проверено с реверсом на исходном шд — ок
даташита нет — искал по форумам ток около 80мА-395мА, напряжение 5 В.

*целевой шд — mscb048b04(-«- 05) даташита также нет.

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ворон226 » 31 янв 2013, 18:35

В ключе транзисторы включены по схеме эмитерного повторителя — какое напряжение на Базе транзистора — такое и на выходе. Если на управление Вы подаёте 5 В, то на выходе ключа 5В — Uб-э (около 0,7В) = 4,3 В. Где же остальное напряжение? 12В (напряжение питания) — 4,3 В (на выходе) = 7,7 В — они падают на транзисторе! А теперь посчитаем: сколько мощности будет выделяться на ОДНОМ транзисторе при токе двигателя равном 2,7А (например)?
7,7 В * 2,7 А = около 21 Вт в виде тепла!

Теперь о базовых резисторах. Если Ток ключа должен быть равным 3 А (например), то ток базы ключа будет равен 3А : коэффициент усиления по току транзистора. Допустим по паспорту этот коэффициент равен 20. Тогда базовый ток будет равен 3А : 20 = 0,15 А
Входной сигнал равен 5В
Напряжение база-эммитер — 0,7 В
Значит базовый резистор должен быть равен: (5-0,7)/0.15 = 29 Ом, но мощностью 0,15*0,15*4,3В = 0,1 Вт

Похоже как-то так.

Выводы:
1. Напряжение управляющего сигнала в подобной схеме должно быть не 5 В, а 12 В. В этом случае транзисторы ключа будут практически не греться, т.к. мощность, выделяемая на каждом из них будет равна: 0,2 В * 3 А = 0.6 Вт.
2. Если собираешь транзисторную схему нужно знать параметры транзисторов.
3. Нужно искать проверенную схему ключа. Хотя бы в инете.

Re: Н-мост -как правильно собрать

Сообщение Ivn » 02 фев 2013, 00:04

2.7А получаем 9*2.7=24.3 Вт ?? при 8 Вт рассеивания по даташиту(кстати коэфф усиления кт972а -средний 750(до 2000 по графику м.б.)
Чёто не врубаюсь: из теории так понял что для ключевого режима нужно обеспечить ток базы (насыщения) при определенном напряжении не превышающем Uб-э(чтоб включился, выключился -зависит от типа проводимости), а сопротивление отрытого перехода Коллектор — Эмиттер определяет мощность выделения тепла при прокачке тока по законам Ома — I=U/R ? ?P=U*I — или еще для силового ключа надо обязательно драйвер-ключ-типа кт315 ставить?

*Бум пробовать-экскрементировать(по Попанову)
Пока все времени нет взяться за паяльник и банально повысить напряжение вольт так до 50(БП сваять =транс+мост+фильтр простой)
. И опыт сын ошибок трудных.
**эмиттерный повторитель»- для меня — словосочетание-так как не электронщик
***в протеусе симулировать кто нибудь умеет-раскажет-скинет мануал русский?

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Что цокотит в двигателе ауди 80
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector