PWM regulator z Gesu G709

[forbidden]

Napájet to z oddělenýho zdroje je sice dobrý, ale když je slabej budič, tak to nepomůže. Jde o to, že když je tranzistor zavřenej a na D se zvýší napětí, tak vlivem kapacity mezi G a D se bude snažit otevřít. Pokud budič dostatečně rychle neodvede náboj z G tak se může otevřít, nebo přiotevřít. Budiče pro FETy se nevyrábějí jen tak pro nic za nic, aby bylo zařízení složitější. Neříkám, že jsou vždy potřeba, někdy to jde i bez nich. Nakonec máš osciloskop, tak zkoušej a měř. Já bych prostě alespoň jednoduchej totemovej budič udělal.

[forbidden]

Napájet to z oddělenýho zdroje je sice dobrý, ale když je slabej budič, tak to nepomůže. Jde o to, že když je tranzistor zavřenej a na D se zvýší napětí, tak vlivem kapacity mezi G a D se bude snažit otevřít. Pokud budič dostatečně rychle neodvede náboj z G tak se může otevřít, nebo přiotevřít. Budiče pro FETy se nevyrábějí jen tak pro nic za nic, aby bylo zařízení složitější. Neříkám, že jsou vždy potřeba, někdy to jde i bez nich. Nakonec máš osciloskop, tak zkoušej a měř. Já bych prostě alespoň jednoduchej totemovej budič udělal.

[ferro0]

Budu to muset vyzkouset v praxi s proudem cca 30A az budu mit usmernovaci mustek a filtracni kondiky. Kdyz to bude hodne topit budic tam kazdopadne dam.

Diky za potrebne rady k tematu.

[mtajovsky]

Ještě k volbě spínacího kmitočtu. V jedné debatě před několika roky jsem popsal momentovou charakteristiku ss motoru s cizím buzením a vliv napájecí soustavy na ní. Pokud chceme mít tvrdou momentovou charakteristiku, tak se střední napětí jdoucí na motor nesmí měnit se změnou otáček vlivem zatížení. Toho se dosáhne tehdy, když je motor napájen buď ze zdroje typu baterie nebo, pokud jej napájíme pulsně (usměrňovač nebo PWM), je do obvodu vložena tlumivka pracující ve spojitých proudech. Pro středo a vysokofrekvenční PWM je možno jako tlumivky využít i vlastní reaktanci kotvy motoru. Například 500W ss motor pro pohon elektrické tříkolky má indukčnost asi 460μH. V současné době z něho dělám pohon pro česací stroj na vlnu a tak jsem si indukčnost změřil na můstku. Motor je napájen z usměrňovače o napětí U1=36V přes PWM s tranzistorem IRF8010. Viz obrázek. Nulová dioda D1 přebírá proud v době, kdy je tranzistor rozepnut a cílem je dosáhout stavu, aby po celou dobu rozepnutí vedla proud. Potom napětí na motoru nikdy nebude určeno indukovaným protinapětím kotvy a bude splněna podmínka tvrdého středního napětí do motoru.

Předpokládejme, že jsme v ustáleném stavu, kdy je na motoru střední napětí Um dané střídou PWM p a vstupním napětím U1 (červené) při periodě T:

Um = p.U1, kde p je z intervalu <0,1>.

Proud motoru naprázdno Io je asi 0,8A a požadavek je, aby proud nulovou diodou D1 z této hodnoty klesl na konci doby rozepnutí právě na 0. Tím určíme hraniční stav pro spojité proudy. Proud diodou (modrý) na počátku rozepnutí tranzistoru určíme:

u.dt = L.di (1)

pro dobu rozepnutí a konstantní otáčky:
Io = (T.(1-p).Um)/Lr = (T(1-p).p.U1)/Lr (2)

pak perioda je:

T = (L.Io)/(U1.p.(1-p)) (3)

tato funkce má minimum v hodnotě p, pro které p.(1-p) nabývá maxima pro derivaci:

1 - 2p = 0

a tedy pro p = 1/2. Po dosazení do (3):

Tmin = (L.Io)/(U1.1/2.1/2) = (4.L.Io)/U1

Je-li U1 = 36V a L = 460μH, je Tmin:

(4 . 460exp-6 . 0,8 )/36 = 4.1 exp-5

Pak minimální kmitočet PWM je asi 24,5 kHz. Pokud se spokojíme s tvrdou charakterisitikou až od vyšších zátěží, například až od proudu 3A, pak by potřebný kmitočet byl asi 6,5 kHz.

Zeleně je pak nakreslen případ, že je kmitočet nebo indukčnost nedostatečná a proud diodou klesne na 0 dříve než dojde k opětovnému sepnutí tranzistoru. Jakmile se dioda uzavře, objeví sa na ní protinapětí (fialové) z kotvy motoru. Plocha uzavřená pod fialovou křivkou se bude měnit v závislosti na Io, t.j. na zatížení. Tím dostáváme na motoru napětí závislé na zatížení - měkké napětí a také měkkou momentovou charakteristiku celého pohonu.

Edit: překlep

[mtajovsky]

Ještě k volbě spínacího kmitočtu. V jedné debatě před několika roky jsem popsal momentovou charakteristiku ss motoru s cizím buzením a vliv napájecí soustavy na ní. Pokud chceme mít tvrdou momentovou charakteristiku, tak se střední napětí jdoucí na motor nesmí měnit se změnou otáček vlivem zatížení. Toho se dosáhne tehdy, když je motor napájen buď ze zdroje typu baterie nebo, pokud jej napájíme pulsně (usměrňovač nebo PWM), je do obvodu vložena tlumivka pracující ve spojitých proudech. Pro středo a vysokofrekvenční PWM je možno jako tlumivky využít i vlastní reaktanci kotvy motoru. Například 500W ss motor pro pohon elektrické tříkolky má indukčnost asi 460μH. V současné době z něho dělám pohon pro česací stroj na vlnu a tak jsem si indukčnost změřil na můstku. Motor je napájen z usměrňovače o napětí U1=36V přes PWM s tranzistorem IRF8010. Viz obrázek. Nulová dioda D1 přebírá proud v době, kdy je tranzistor rozepnut a cílem je dosáhout stavu, aby po celou dobu rozepnutí vedla proud. Potom napětí na motoru nikdy nebude určeno indukovaným protinapětím kotvy a bude splněna podmínka tvrdého středního napětí do motoru.

Předpokládejme, že jsme v ustáleném stavu, kdy je na motoru střední napětí Um dané střídou PWM p a vstupním napětím U1 (červené) při periodě T:

Um = p.U1, kde p je z intervalu <0,1>.

Proud motoru naprázdno Io je asi 0,8A a požadavek je, aby proud nulovou diodou D1 z této hodnoty klesl na konci doby rozepnutí právě na 0. Tím určíme hraniční stav pro spojité proudy. Proud diodou (modrý) na počátku rozepnutí tranzistoru určíme:

u.dt = L.di (1)

pro dobu rozepnutí a konstantní otáčky:
Io = (T.(1-p).Um)/Lr = (T(1-p).p.U1)/Lr (2)

pak perioda je:

T = (L.Io)/(U1.p.(1-p)) (3)

tato funkce má minimum v hodnotě p, pro které p.(1-p) nabývá maxima pro derivaci:

1 - 2p = 0

a tedy pro p = 1/2. Po dosazení do (3):

Tmin = (L.Io)/(U1.1/2.1/2) = (4.L.Io)/U1

Je-li U1 = 36V a L = 460μH, je Tmin:

(4 . 460exp-6 . 0,8 )/36 = 4.1 exp-5

Pak minimální kmitočet PWM je asi 24,5 kHz. Pokud se spokojíme s tvrdou charakterisitikou až od vyšších zátěží, například až od proudu 3A, pak by potřebný kmitočet byl asi 6,5 kHz.

Zeleně je pak nakreslen případ, že je kmitočet nebo indukčnost nedostatečná a proud diodou klesne na 0 dříve než dojde k opětovnému sepnutí tranzistoru. Jakmile se dioda uzavře, objeví sa na ní protinapětí (fialové) z kotvy motoru. Plocha uzavřená pod fialovou křivkou se bude měnit v závislosti na Io, t.j. na zatížení. Tím dostáváme na motoru napětí závislé na zatížení - měkké napětí a také měkkou momentovou charakteristiku celého pohonu.

Edit: překlep

[forbidden]

Moc pěknej rozbor, takto do hloubky jsem o tom nikdy nepřemýšlel.

[forbidden]

Moc pěknej rozbor, takto do hloubky jsem o tom nikdy nepřemýšlel.