PWM regulace DC motoru - rezonance?

[ghost07]

Ahoj, mám zapojení podle schématu v příloze. Zkoušel jsem různé frekvence PWM, začal jsem u 2 kHz, tam to pískalo a motor se na 25% střídu neroztočil, potom 100 Hz, tam to rachtalo, 20 Hz taky rachtalo, alo už se aspoň motor sám roztočil na minimální střídu, kterou to zapojení umí. Nakonec jsem si řekl, že zkusím ještě 20 kHz. Tam jsem už neslyšel žádné pískání ani rachtání, akorát to zase nemělo výkon, musel jsem dát střídu aspoň 50% aby se motor roztočil, potom jsem mohl zase ubrat. Takže těch 20 kHz mi zatím vyhovuje asi nejvíc, akorát se chci zeptat, jestli jsem náhodou netrefil rezonanci? Případně jak by se to projevilo?
Indukčnost motoru neznám, ale je to tento motor: SPAL VA11-BP7/C-29S (24V / 4,5A).

Napadlo mě to, když jsem zkoušel teplotu chladiče s mosfetem, tak mě po nějaké době napadlo zkusit teplotu stabilizátoru (který je bez chladiče), a jakmile jsem sáhnul na záda toho stabilizátoru (spojené s GND), tak mi zabrněla ruka. Jsem si celkem jistý že kvůli el. proudu, a že by to 24V nedokázalo.

Zase mi příjde divný, že když jsem předtím celkem dlouho držel chladič mosfetu, který je vodivě spojený s D, a mezi D a S (GND) by měl být při sepnutí odpor max. 0,4R, navíc to chvíli jelo i na 100% střídu, tak jsem žádné brnění necítil. A u nižších frekvencí se to taky nestávalo. Tak mě celkem zajímá co to mohlo být? Žeby rezonance, nebo nevhodná dioda pro maření indukovaného záporného napětí při zavírání mosfetu?

Ještě můžu dodat že zdroj je nějaký univerzální spínaný s dvoukolíkem (nemá PE). Trochu si pamatuju, že jsem někde četl nebo viděl video o tom, že u nějakého zapojení, když se prohodí L a N, tak bude mít GND na sekundární straně potenciál 325V proti skutečné zemi. Ale myslím že to bylo u kondenzátorového děliče? (capacitive dropper), což asi nebude tento případ, když tenhle zdroj zvládne 4,5A, navíc jde přepínat na stabilizované napětí 12, 15, 16, 18, 19, 20 a 24V. A taky kdyby to bylo fakt těch 325V, tak bych se tu už asi neptal, co?

[MetalGod]

Hmmm, lepší bude, když si to vyzkoušíš tady: https://tinyurl.com/y32akh4g
A tady se taky leccos dozvíš: https://cs.wikipedia.org/wiki/Induk%C4%8Dnost

[MetalGod]

Hmmm, lepší bude, když si to vyzkoušíš tady: https://tinyurl.com/y32akh4g
A tady se taky leccos dozvíš: https://cs.wikipedia.org/wiki/Induk%C4%8Dnost

[EKKAR]

Hlavně tu diodu bys měl dát (anti)paralelně k motoru a ne k MOSFETu - ty napěťový špičky nevznikají na trandu, ale na indukčnosti vinutí motoru, takže tam je potřeba "zhášet" - navíc MOSFET má ve stejným směru už v sobě "substrátovou" diodu, ta tvoje by tam byla platná jak jebtiška v bordelu. A pokud tam chceš cpát 20kHz, rovnou zapomeň na 1N400x a dej tam něco rychlýho, protože ta 1N400x se ti nebude stíhat zavírat.

[EKKAR]

Hlavně tu diodu bys měl dát (anti)paralelně k motoru a ne k MOSFETu - ty napěťový špičky nevznikají na trandu, ale na indukčnosti vinutí motoru, takže tam je potřeba "zhášet" - navíc MOSFET má ve stejným směru už v sobě "substrátovou" diodu, ta tvoje by tam byla platná jak jebtiška v bordelu. A pokud tam chceš cpát 20kHz, rovnou zapomeň na 1N400x a dej tam něco rychlýho, protože ta 1N400x se ti nebude stíhat zavírat.

[MetalGod]

A co kdyby ji tam "náhodou" zapomněli dát? Nebo to byl pajc z Číny.
Naštěstí je 7812 pořádný železo, ty špičky by se mu nemusely líbit, kór, když nemá na vstupu žádnou filtraci.

[MetalGod]

A co kdyby ji tam "náhodou" zapomněli dát? Nebo to byl pajc z Číny.
Naštěstí je 7812 pořádný železo, ty špičky by se mu nemusely líbit, kór, když nemá na vstupu žádnou filtraci.

[renda15]

Já myslím, že ta dioda tam vznikne technologií výroby a nejde tam "nedat".

[EKKAR]

No, vono když si někdo z vobrázku poplete stabík 7812 se stabíkem 7824, tak se není čemu divit, že mu unikne SUBSTRÁT (čili ZÁKLAD) pojmu "substrátová dioda" ... Ale hlavně, do takovýhohle hebla (24V, 4,5A = chloupek nad 100W, to připomíná nějakej motorek z topení do náklaďáku nebo podobný určení) bych nepouštěl 20kHz, na tomhle kmitočtu už bude mít ta indukčnost takovou parazitní impedanci, že skrz ní nepůjde protlačit daným napětím dostatečně vysokej proud, aby to mělo požadovanej výkon = krouticí moment. Na takovýhle už skoro vf impulsní řízení se dělají motory s minimální indukčností vinutí, nebo se při použití motoru konstruovanýho na "čistej stejnosměr" musí razantně snížit spínací kmitočet regulace. Zkusil bych něco mezi 100Hz a 1kHz.

[EKKAR]

No, vono když si někdo z vobrázku poplete stabík 7812 se stabíkem 7824, tak se není čemu divit, že mu unikne SUBSTRÁT (čili ZÁKLAD) pojmu "substrátová dioda" ... Ale hlavně, do takovýhohle hebla (24V, 4,5A = chloupek nad 100W, to připomíná nějakej motorek z topení do náklaďáku nebo podobný určení) bych nepouštěl 20kHz, na tomhle kmitočtu už bude mít ta indukčnost takovou parazitní impedanci, že skrz ní nepůjde protlačit daným napětím dostatečně vysokej proud, aby to mělo požadovanej výkon = krouticí moment. Na takovýhle už skoro vf impulsní řízení se dělají motory s minimální indukčností vinutí, nebo se při použití motoru konstruovanýho na "čistej stejnosměr" musí razantně snížit spínací kmitočet regulace. Zkusil bych něco mezi 100Hz a 1kHz.

[Nakadah]

A proč tam je IRF630 fet na 200V s RDSon 0,4Ohm když tam je napětí jenom 12/24V??? Dal bych tam BUZ11 nebo IRFZ44. Napěťově vyhoví a RDSon je mnohem nižší.

PWM regulátorů s těmito FETy pro DC motory na 12-24V mám doma několik a všechny fungují. Frekvence je cca 3kHz.

[renda15]

Musím ale potvrdit pozorování ghost07a, že s rostoucím kmitočtem PWM se motory velmi neochotně rozbíhají na nižší PWM a připadá mi, že i když se roztočí tak při malých otáčkách a PWM v oblasti 8-10 kHz mají podstatně menší moment oproti tomu, než když se použije PWM kolem 100-200 Hz.

[EKKAR]

[EKKAR]

[Nakadah]

Karle, ta BUZna11 má RDSon 0,04ohm. 10x menší než ten IRF630.

[samec]

Bez spätnej diódy na motore je celé PWM nezmysel.
Dióda na tranzistore je v tomto zapojení zbytočná.
Na frekvencii PWM nezáleží, pokiaľ sa spätná dióda stiha zatvárať.

[ghost07]

Aha, děkuji, tu diodu přesunu.
Dobře zkusím znovu ty nižší frekvence (100 - 1000 Hz), třeba když už bude ta dioda správně, tak to nebude pískat / rachtat.

Na jaký proud by měla být ta dioda která bude antiparalelně k motoru? Našel jsem doma ještě schottky BAT48, BAT42 (5ns), ale ty myslím že budou slabé, potom několik BY399 ale ty jsou asi pomalé (250ns), a pak jednu MBRF10200C asi ze spínaného zdroje, a u té jsem nenašel údaj o tom jak je rychlá.

Ten IRF630 mi nabídl prodejce když jsem chtěl "něco pro PWM regulaci motoru", taky jsem netušil co vlastně hledám.

Mám dát tedy ještě filtraci na vstup stabilizátoru? Případně jakou - kondenzátor nebo tlumivku? Elektrolyty jsou na výstupu každého spínaného zdroje, nebo by aspoň měly být, ale asi jde o to nějak oddělit odběr motoru od větve se stabilizátorem, že?

[EKKAR]

Ta MBR by to měla zvládnout. Větev napájející 555 odděl od napájecí větve pro motor před stabilíkem obyčejnou 1A diodou, třeba právě tou 1N400x - a za ni zapoj aspoň 100uF elektrolyt, 220uF bude lepší a 1000uF úplně uchvancancující - na provozní napětí minimálně 25V. Ke spínání pulsů do motoru jsou obecně vhodný všecky FETy, ale "některý jsou vhodnější" - ten údaj je právě to RDSON, což je údaj o stejnosměrným odporu kanálu Drain-Source ve stavu úplnýho otevření (obdoba saturačního napětí bipolárních trandů). Čím je ten odpor kanálu v otevřeným stavu nižší, tím míň energie podle klasickýho Ohmova zákona se na něm "protopí" - prostě je to menší odpor v sérii se zátěží, tudíž z energie dodaný zdrojem pro zátěž zbyde víc. Důležitý je to právě v oblasti malejch napětí a velkejch proudů - ono je rozdíl, když ti FET s velkým odporem vezme při každým procházejícím Ampéru 100mV z napájecího napětí, nebo když sežere jen 10mV - propředstavu při 10A proudu už ten horší FET způsobuje úbytek napětí 1V a "protopí" se na něm tepelná ztráta 10W, zatímco za jinak stejnejch podmínek ten "lepší" bude mít úbytek jen 0,1V a tepelnou ztrátu 1W. Proto se právě v automotive a podobnejch oblastech usiluje o FETy s co nejnižším RDSON, aby se z už tak nízkýho napětí baterie spotřebičům co nejmíň odebíralo ztrátama na spínacích prvcích...

[EKKAR]

Ta MBR by to měla zvládnout. Větev napájející 555 odděl od napájecí větve pro motor před stabilíkem obyčejnou 1A diodou, třeba právě tou 1N400x - a za ni zapoj aspoň 100uF elektrolyt, 220uF bude lepší a 1000uF úplně uchvancancující - na provozní napětí minimálně 25V. Ke spínání pulsů do motoru jsou obecně vhodný všecky FETy, ale "některý jsou vhodnější" - ten údaj je právě to RDSON, což je údaj o stejnosměrným odporu kanálu Drain-Source ve stavu úplnýho otevření (obdoba saturačního napětí bipolárních trandů). Čím je ten odpor kanálu v otevřeným stavu nižší, tím míň energie podle klasickýho Ohmova zákona se na něm "protopí" - prostě je to menší odpor v sérii se zátěží, tudíž z energie dodaný zdrojem pro zátěž zbyde víc. Důležitý je to právě v oblasti malejch napětí a velkejch proudů - ono je rozdíl, když ti FET s velkým odporem vezme při každým procházejícím Ampéru 100mV z napájecího napětí, nebo když sežere jen 10mV - propředstavu při 10A proudu už ten horší FET způsobuje úbytek napětí 1V a "protopí" se na něm tepelná ztráta 10W, zatímco za jinak stejnejch podmínek ten "lepší" bude mít úbytek jen 0,1V a tepelnou ztrátu 1W. Proto se právě v automotive a podobnejch oblastech usiluje o FETy s co nejnižším RDSON, aby se z už tak nízkýho napětí baterie spotřebičům co nejmíň odebíralo ztrátama na spínacích prvcích...

[samec]

Spätnou diódou tečie rovnaký maximálny prúd ako motorom. Efektívna hodnota je nižšia.
Takže dimenzovať na polovicu rozbehového prúdu? Odborníci nech sa vyjadria.

Určite daj na stabilizátor na vstup a výstup keramické 100nF proti zemi kvôli blokovaniu vysokých frekvencií. Nejaké elektrolyty na výstupe stabilizátora nie su potrebné. To je úloha stabilizátora, aby držal na výstupe stabilné napätie. Na vstupe možno tiež nebude treba, ak je napájací zdroj dostatočne silný a napätie pri rozbehu motora neklesne pod hodnotu, pri ktorej ešte stabilizátor pracuje.

[office37]

Nepomohla by obyč Schotkyho dioda něco jako? https://www.gme.cz/dioda-sb540