Chia sẻ Mạch điều khiển half-bridge mosfet từ các phần tử dicrete, highside driver fet

#1
Rảnh cập nhật cho anh em làm phần cứng analog muốn tiết kiệm tiền mua mấy con IR2103, IR2110 đắt tiền :D
Mạch lái cả highside và lowside mosfet cho mạch bán cầu luôn, có boostrap đầy đủ:
upload_2017-4-23_22-34-45.png


brg!
 

Đính kèm

Thanh Ng

Kỹ sư
Banned
#2
Tôi thấy gắn con D1 diode không cần thiết. Cần phải có điện trở hạn dòng vào cực G của FET. R1 = 10k có thể không đủ để Q1 vào trạng thái bảo hòa
 

huunho

Thạc sỹ
#3
Rảnh cập nhật cho anh em làm phần cứng analog muốn tiết kiệm tiền mua mấy con IR2103, IR2110 đắt tiền :D
Mạch lái cả highside và lowside mosfet cho mạch bán cầu luôn, có boostrap đầy đủ:
Xem đính kèm 78391

brg!
Xin hỏi bạn nguyên Hùng là mình có thể sát nhập hai con Q4 và Q7 làm 1 được không? mục đích để giảm số lượng tranzito thôi ấy mà
 
#5
Tôi thấy gắn con D1 diode không cần thiết. Cần phải có điện trở hạn dòng vào cực G của FET. R1 = 10k có thể không đủ để Q1 vào trạng thái bảo hòa
D1 là không cần thiết trong điều kiện mạch hoạt động bình thường, điều này đúng khi bình thường như thế bạn nhé.
Khi không bình thường, thì khác. Giả sử, điện áp mạch bán cầu khi đó là 24V, sự cố xảy ra, mosfet chết làm thông dẫn cực G với các cực D&S. Điện áp 24V khi đó sẽ thông thẳng vào bus 12V. Các linh kiện, tải có mặt trên bus 12V nếu có điện áp định mức nhỏ hơn 24V thì sẽ thế nào ? Chết thôi !
Như vậy mục đích của D1 là giảm thiệt hại của mạch khi sự cố xảy ra, nhất là trong quá trình phát triển. Hạn chế sự cố, không gây lan toản hay cháy nổ diện rộng không kiểm soát.
Đây là hướng thiết kế hướng tới sự tin cậy, ổn định khác với hướng chỉ làm chạy được bạn ah. Đó là điều khác biệt giữa nghiên cứu và sản phẩm vận hành thực sự. Sản phẩm không phải lúc nào cũng hoạt động trong điều kiện thiết kế, phụ thuộc vào người dùng rất nhiều, điều kiện lắp đặt, ...
Giống như sản phẩm TQ, có thể đáp ứng mọi tính năng nhưng chết bất đắc kì tử sau thời gian ngắn!

Về phần điện trở cực gate mình ko có đưa vào đây là có lí do, và nó không cần thiết.
Bởi vì các con transistor trên đã có sẵn nội trở tương đương rồi Rce đó bạn. Tức là mỗi con transistor dù có mở bão hòa thì Ice cũng không thể lớn hơn được. Ví dụ Ice max của 2N3904 chỉ có 200mA thôi, với dòng lái này thường thì mở mosfet không quá nhanh. Không giống như mấy con IR2110 hỗ trợ dòng lái peak 2A.

Để tăng dòng lái peak lên, cần chọn lại các transistor khác như 2SD882, 2SD772, khi đó sẽ chọn lại Rb để cấp đủ dòng để transistor mở bảo hòa được. Tuy nhiên mạch trên vẫn có một số nhược điểm và chưa hoàn thiện. Nó sẽ tốn năng lượng hơn là IC lái chuyên dụng, thiếu phần chống trùng dẫn, nhưng đổi lại giá thành rẻ hơn.
 
Sửa lần cuối:
#6
Xin hỏi bạn nguyên Hùng là mình có thể sát nhập hai con Q4 và Q7 làm 1 được không? mục đích để giảm số lượng tranzito thôi ấy mà
Mục đích mình tách riêng hai Q4 và Q7 là để trong trường hợp bạn điều khiển độc lập hai kênh. Có deadtime giữa hai kênh này.
Bạn có thể gộp Q4&Q7 nhưng chỉ cho trường hợp công suất nhỏ cỡ vài W thôi, nếu không có thể xảy ra trùng dẫn giữa van trên và dưới trong thời gian ngắn làm nóng van, dễ dẫn tới cháy nổ.
 
#7
Hôm nay rảnh rỗi cập nhật lại cho mọi người sơ đồ lái đơn giản hơn, rất thích hợp cho mấy bạn làm điều khiển động cơ công suất nhỏ :
1547306338283.png

Về chi tiết thì các bạn có thể xem thêm tại: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN10513.pdf - Brushed DC motor control using the LPC2101
Chúc các bạn thành công !
 
#8
D1 là không cần thiết trong điều kiện mạch hoạt động bình thường, điều này đúng khi bình thường như thế bạn nhé.
Khi không bình thường, thì khác. Giả sử, điện áp mạch bán cầu khi đó là 24V, sự cố xảy ra, mosfet chết làm thông dẫn cực G với các cực D&S. Điện áp 24V khi đó sẽ thông thẳng vào bus 12V. Các linh kiện, tải có mặt trên bus 12V nếu có điện áp định mức nhỏ hơn 24V thì sẽ thế nào ? Chết thôi !
Như vậy mục đích của D1 là giảm thiệt hại của mạch khi sự cố xảy ra, nhất là trong quá trình phát triển. Hạn chế sự cố, không gây lan toản hay cháy nổ diện rộng không kiểm soát.
Đây là hướng thiết kế hướng tới sự tin cậy, ổn định khác với hướng chỉ làm chạy được bạn ah. Đó là điều khác biệt giữa nghiên cứu và sản phẩm vận hành thực sự. Sản phẩm không phải lúc nào cũng hoạt động trong điều kiện thiết kế, phụ thuộc vào người dùng rất nhiều, điều kiện lắp đặt, ...
Giống như sản phẩm TQ, có thể đáp ứng mọi tính năng nhưng chết bất đắc kì tử sau thời gian ngắn!

Về phần điện trở cực gate mình ko có đưa vào đây là có lí do, và nó không cần thiết.
Bởi vì các con transistor trên đã có sẵn nội trở tương đương rồi Rce đó bạn. Tức là mỗi con transistor dù có mở bão hòa thì Ice cũng không thể lớn hơn được. Ví dụ Ice max của 2N3904 chỉ có 200mA thôi, với dòng lái này thường thì mở mosfet không quá nhanh. Không giống như mấy con IR2110 hỗ trợ dòng lái peak 2A.

Để tăng dòng lái peak lên, cần chọn lại các transistor khác như 2SD882, 2SD772, khi đó sẽ chọn lại Rb để cấp đủ dòng để transistor mở bảo hòa được. Tuy nhiên mạch trên vẫn có một số nhược điểm và chưa hoàn thiện. Nó sẽ tốn năng lượng hơn là IC lái chuyên dụng, thiếu phần chống trùng dẫn, nhưng đổi lại giá thành rẻ hơn.
chống trùng dẫn là sao bạn? tức là có deal time à? khi trường cao đang dẫn,ngắt trong thời gian deal time rồi mới đến lượt trường thấp dẫn?
 
#9
chống trùng dẫn là sao bạn? tức là có deal time à? khi trường cao đang dẫn,ngắt trong thời gian deal time rồi mới đến lượt trường thấp dẫn?
Trùng dẫn là trường hợp cả van trên và van dưới cùng dẫn.
Khi đó dòng sẽ không qua tải, làm tăng tổn hao. Nếu trường hợp xấu, dòng trùng dẫn lớn sẽ đốt nóng các van, hoặc dòng rất lớn sẽ dẫn tới ngắn mạch làm cháy nổ.
Các van là transistor BJT hoặc FET, hoặc IGBT đều cần có thời gian chuyển mạch từ trạng thái dẫn sang trạng thái cao trở / không dẫn và ngược lại. Do đó, khi van trên tắt cần đợi một khoảng thời gian để tắt hẳn rồi mở van dưới và ngược lại. Khoảng thời gian này là deadtime tối thiểu. Thời gian fall/up của mỗi van sẽ phụ thuộc vào điều kiện làm việc như: điện áp, dòng điện, phương thức chuyển mạch, nhiệt độ, loại van (BJT, FET, IGBT). Bạn cần phải tra datasheet và kiểm nghiệm.
Nếu bạn thiết kế có tính toán chi tiết và đầy đủ thêm, bao gồm một bước ví dụ trên thì sản phẩm của bạn mới đạt đủ tin cậy để hoạt động lâu dài, không bị gián đoạn trong quá trình sản xuất, hoạt động được các môi trường khác nhau. :D
 

Quảng cáo Google