ตัวควบคุมมอเตอร์ PWM แรงดันสูง - มอสเฟตระเบิด

ฉันค้นหาทุกโพสต์เพื่อหาคำตอบสำหรับปัญหานี้ ฉันสร้างวงจรควบคุมมอเตอร์ตามที่แสดงในแผนภาพนี้ ฉันทำแผนภาพให้แม่นยำที่สุด ไดโอดบน mosfets ถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อให้สัญลักษณ์ mosfet ดูเหมือนกับสัญลักษณ์ในแผ่นข้อมูล อย่างที่คุณเห็นมันเป็นวงจร PWM ที่ง่ายมากโดยใช้บอร์ด Arduino UNO Potentiometer foot ติดอยู่กับหนึ่งในอินพุตแบบอะนาล็อกและใช้เพื่อกำหนดวัฏจักรหน้าที่ของเอาต์พุต pwm บนขาเอาต์พุตดิจิตอล 6

มอเตอร์เป็นมอเตอร์ 48v ที่เล็กที่สุดของประเภทนี้ที่ motenergy ทำ แต่นี่เป็นมอเตอร์ที่ใหญ่มากเมื่อเทียบกับวงจรอื่น ๆ ที่ฉันเคยเห็นเช่นนี้ มันสามารถดึงประมาณ 200 แอมป์เมื่อเริ่มต้น

การทำงานของวงจร - เมื่อยานพาหนะถูกยกขึ้นเพื่อไม่ให้ล้อสัมผัสกับพื้น ในสถานะนั้นมันง่ายมากที่มอเตอร์จะหมุนและไม่ดึงกระแสไฟฟ้ามากนัก เมื่อล้ออยู่บนพื้น mosfets จะระเบิดช่วงเวลาที่คุณเริ่มเหยียบคันเร่ง ฉันสร้างวงจรนี้ประมาณ 4 ครั้งแล้ว ฉันยังใช้ 18 mosfets แบบขนานในรุ่นเดียวและทั้ง 18 ระเบิดทันที (200/18 = ประมาณ 7 แอมป์ / mosfet) แต่ละ mosfet ควรจัดการ 32 แอมป์

ในที่สุดเราเพิ่งซื้อตัวควบคุมมอเตอร์จาก alltrax และยานพาหนะทำงานได้ดี แต่ฉันมุ่งมั่นที่จะหาสาเหตุที่ตัวควบคุมมอเตอร์ของฉันไม่ทำงาน ฉันรักอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และได้สร้างวงจรที่ยากมากมายในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ฉันจะไม่สามารถนอนหลับได้ดีจนกระทั่งฉันพบว่าฉันทำอะไรผิด

ฉันได้พูดคุยกับช่างเทคนิคจาก Alltrax และเขาบอกว่าผู้ควบคุมของพวกเขานั้นไม่มีอะไรนอกจากมอสเฟตและตัวเก็บประจุ เขาบอกว่าตัวเก็บประจุป้องกันไม่ให้มอสเฟตระเบิด แต่เขาไม่รู้ว่ามันถูกต่อเข้ากับวงจรอย่างไร ฉันคิดว่าเขามีข้อมูลที่หายไปบางส่วน

ดังนั้นใครสามารถบอกฉันได้ว่าฉันทำอะไรผิด ฉันจะเพิ่มตัวเก็บประจุเพื่อแก้ไขได้อย่างไร เป็นความถี่หรือไม่ เราปรับตัวจับเวลาบน Arduino เพื่อให้ความถี่ PWM ของเราอยู่ที่ประมาณ 8000 เฮิร์ตซ์ แต่คอนโทรลเลอร์ Alltrax ทำงานด้วยความเร็ว 18,000 เฮิร์ตซ์ ฉันรู้ว่า 18k นั้นเล็กตามที่ตัวควบคุมมอเตอร์ไป แต่ฉันคิดว่ามอเตอร์ขนาดใหญ่นั้นต้องการความถี่ที่เล็กกว่า

นอกจากนี้ก่อนที่คุณจะบอกว่า mosfet ไม่สามารถต่อสายได้เนื่องจากความแตกต่างกันเล็กน้อยฉันใช้สายวัดขนาด 18 นิ้ว 7 เส้นเพื่อเชื่อมต่อแต่ละตัวพร้อมกัน เส้นลวดขนาดเล็กจะทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานขนาดเล็กและตรวจสอบให้แน่ใจว่าแต่ละเส้นมีการแบ่งโหลดปัจจุบัน

ขอขอบคุณสำหรับคำตอบของคุณ

นี่คือแผ่นข้อมูลที่ควรเชื่อมโยงจากคำถามของคุณ ฉันไม่ควรมองหามัน

แต่ละ mosfet ควรจัดการ 32 แอมป์

$V_{GS}=10$

$V_{GS}$$5V×\frac{R_2}{R_1+R_2}=4.54V$$R_1$$R_2$

$V_{GS}=10V$$R_{DS(on)}$

$P=I^2×R=(32A)^2×0.035Ω=35.84W$ซึ่งหมายความว่า ~ 36W เป็นการกระจายพลังงานที่คาดไว้เมื่อ$V_{GS}=10V$

ด้วยที่เป็น45mΩสูงสุดตามแผ่นข้อมูล$V_{GS}=5V$$R_{DS(on)}$

$35.84W=I^2×0.045Ω$และถ้าเราย้ายฉันที่อยู่รอบ ๆ เราได้รับ:เพื่อให้คุณสามารถคาดหวังที่จะได้อย่างปลอดภัยให้ 28A ผ่าน MOSFET IFคุณแก้ไขค่าตัวต้านทาน คุณควรรับชุดระบายความร้อนสำหรับมอสเฟต อาจจะใช้งานการระบายความร้อนด้วยพัดลม$I=\sqrt{\frac{35.84}{0.045}}=28.2A$

เราปรับตัวจับเวลาบน Arduino ดังนั้นความถี่ PWM ของเราอยู่ที่ประมาณ 8000 เฮิรตซ์

คุณไม่ต้องการความเร็วสูงที่ 800Hz ซึ่งเป็นที่ยอมรับนั่นคือสิ่งที่สวิตช์ BLDC ไดรเวอร์ (ESC) ทั่วไปติดตั้งอยู่ (ถ้าฉันไม่ได้ทำผิด).

สิ่งที่คุณพยายามทำคือการชาร์จเกตกับตัวต้านทานในซีรีส์มันดูเหมือนภาพด้านล่างและเราสามารถใช้แบบจำลองนั้นสำหรับสมการต่อไป

ความจุของเกต ( ) มีค่าสูงสุด$C_{iss}$$1040pF$

ตัวต้านทานและมอสเฟตกำลังก่อตัววงจรนี้:

$C=C_{iss}×3=3120pF$เพราะคุณได้ 3 แบบขนาน

$R=R_1||R_2=909Ω$

$Vs=4.54V$

แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเป็นไปตามสมการนี้: โดยที่คือแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุและคือสิ่งที่คุณกำลังป้อนด้วย กรณีของเรามันVs

คุณกำลังส่ง PWM และฉันจะทำให้แน่นอนสถานการณ์กรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับคุณก็เมื่อคุณกำลังพยายามที่จะทำanalogWrite (1)ที่รอบหน้าที่ของ{256} ดังนั้นเวลาที่สัญญาณของคุณเริ่มสูงจนจบลงด้วยวัฏจักรหน้าที่นั้นและ 8kHz คือ 488.3 นาโนวินาที$\frac{1}{256}$$\frac{1}{256}×\frac{1}{8000}=$

ลองเสียบตัวเลขลงในสมการข้างบนเพื่อดูว่าแรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ประตู

MOSFET เริ่มเปิดที่ขั้นต่ำ 1V และสูงสุด 2.5V ดังนั้นในกรณีที่เลวร้ายที่สุดนี้คุณไม่สามารถเปิดประตูได้ ดังนั้นมันจึงถูกปิดตลอดเวลา

อีกสิ่งหนึ่งที่ฉันต้องการชี้ให้เห็นว่าเป็นเหตุผลที่เป็นไปได้มากที่สุดว่าทำไม MOSFETS ของคุณถึงแตกสลายเพราะเมื่อคุณสลับคุณทำมันช้า ๆเพราะตัวต้านทานขนาดมหึมาและมีความจุประตูจำนวนมาก นั่นหมายความว่าเมื่อ MOSFET กำลังจะเปลี่ยนพวกมันจะผ่านกระแสจำนวนมากในขณะที่มีแรงดันไฟฟ้าจำนวนมาก และ => ความร้อนสูงมากจริงๆ$P=I×V$

ดูภาพนี้:

อย่างที่คุณเข้าใจคุณไม่ต้องการอยู่ตรงที่เส้นสีฟ้าและเส้นสีแดงตัดกัน และความกว้างของการเปลี่ยนแปลงนั้นเหมือนกันโดยไม่คำนึงถึงความถี่ในการเปลี่ยนดังนั้นยิ่งคุณสลับบ่อยเท่าไหร่ก็ยิ่งใช้เวลามากขึ้นในการเปลี่ยนภาพอันเจ็บปวดนั้น มันเรียกว่าการสูญเสียการสลับ และปรับขนาดเชิงเส้นด้วยความถี่สวิตชิ่ง และตัวต้านทานสูงความจุสูงการสลับความถี่สูงมักทำให้คุณอยู่ในช่วงการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และนั่นเท่ากับการระเบิดหรือการทำลายมอสเฟต

ฉันไม่มีเวลาที่จะทำการคำนวณมากขึ้น แต่ฉันเชื่อว่าคุณได้รับส่วนสำคัญของมัน นี่คือลิงก์ไปยังแผนผังหากคุณต้องการเล่น สิ่งที่คุณควร! .

คำแนะนำสุดท้ายของฉันสำหรับคุณคือการได้รับไดรเวอร์ MOSFET เพื่อให้คุณสามารถปั๊ม AMPS หลายตัวเข้าประตูได้ตอนนี้คุณกำลังปั๊ม milliamps

Btw Doctor Circuit เกี่ยวกับย่อหน้าสุดท้ายของคุณนั่นเป็นเพียงปัญหาของ BJT ทรานซิสเตอร์พวกเขาให้กระแสที่อบอุ่นกว่าพวกเขา แต่ MOSFET ก็ให้ความอบอุ่นที่น้อยกว่าพวกเขาดังนั้นพวกเขาจึงไม่ต้องการความสมดุลแบบพิเศษพวกเขาจะ ยอดเงินโดยอัตโนมัติ

ความต่อเนื่องเพิ่มขึ้นเวลาและเวลาฤดูใบไม้ร่วง

ฉันค่อนข้างน่ารักในตัวอย่างข้างต้นการสลับ 8kHz และรอบการทำงาน 1/256 ฉันจะใจดีมากขึ้นและดูที่ 50% รอบการทำงาน = 128/256 ฉันต้องการรู้และบอกคุณว่าคุณอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านที่เจ็บปวดมากแค่ไหน

ดังนั้นเราจึงมีพารามิเตอร์ต่อไปนี้ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เจ็บปวด :

$t_{d(on)}$ = เวลาหน่วงของการเปิดเครื่อง = เวลาที่เพิ่มขึ้นของการเลี้ยวเมื่อ = เวลาหน่วงของการปิดเครื่อง = เวลาฤดูใบไม้ร่วงปิดเครื่อง
$t_r$
$t_{d(off)}$
$t_f$

ฉันจะทำการประมาณที่น่ารังเกียจฉันจะสมมติว่ามิลเลอร์ - ที่ราบสูงไม่มีอยู่ฉันจะสมมติว่าแรงดันไฟฟ้าข้าม MOSFET ลดลงเป็นเส้นตรงเมื่อเปิดและเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้นเมื่อปิด ฉันจะสมมติว่ากระแสที่ไหลผ่าน MOSFET เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อเปิดและลดเชิงเส้นเมื่อปิด ฉันจะสมมติว่ามอเตอร์ของคุณดึง 200A ในช่วงที่มีรอบการทำงานที่คงที่ 50% ด้วยภาระบางอย่าง ดังนั้น 200A ในขณะที่คุณกำลังเร่งความเร็ว (ยิ่งแรงบิดของมอเตอร์ของคุณสูงขึ้นจะยิ่งดึงกระแสออกมาตามสัดส่วน)

ตอนนี้ถึงตัวเลข จากแผ่นข้อมูลเรารู้ค่าสูงสุดดังต่อไปนี้:

$t_{d(on)}$ = 40ns = 430ns = 130ns = 230ns
$t_r$
$t_{d(off)}$
$t_f$

โอเคก่อนอื่นฉันอยากรู้ว่าช่วงเวลา 8kHz เท่าไหร่ที่การเปลี่ยนแปลงข้างต้นใช้ การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นทุกครั้ง ความล่าช้าจะไม่ส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงจริง ๆ (เว้นแต่ว่าเราจะเปลี่ยนที่ความถี่สูงมากเช่น 1MHz)

เวลาในการเปลี่ยนกับรอบการทำงาน 50% และ fs ที่ 8kHz = ฉันคิดว่าฉันจะเห็นค่าที่มากกว่านี้ มิลเลอร์ที่ราบสูงและสิ่งที่เหมือนกาฝากและละเว้นการชาร์จประตูช้า นอกจากนี้นี่คือการเพิกเฉยต่อความจริงที่ว่าเวลาที่เพิ่มขึ้นและเวลาที่ตกลงมาจาก 10% ถึง 90% ของสัญญาณไม่ใช่ 0% ถึง 100% ซึ่งฉันคาดว่าจะใช้ในการคำนวณ ดังนั้นฉันจะคูณ 0.528 คูณ 2 เพื่อทำให้การประมาณของฉันใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากขึ้น ดังนั้น 1%$\frac{t_r+t_f}{\frac{1}{8000}} = 0.00528 = 0.528\%$

ตอนนี้เรารู้ว่าเราใช้เวลาในการเปลี่ยนแปลงที่เจ็บปวดบ่อยเพียงใด เรามาดูกันว่ามันเจ็บปวดแค่ไหนกัน

$P = \frac{1}{T}\intop_0^T P(t)dt$

$V_r(t)=48V(1-\frac{t}{430ns})$
$I_r(t)=\frac{200A}{430ns}t$

$V_f(t)=\frac{48V}{230ns}t$
$I_f(t)=200A(1-\frac{t}{230ns})$

$P = P_r+P_f$
$P_r = \frac{1}{t_r}\intop_0^{t_r} V_r(t)×I_r(t) dt$
$P_f = \frac{1}{t_f}\intop_0^{t_f} V_f(t)×I_f(t) dt$

$P_r = 1600W$ LOL! คำตอบเดียวกันแปลก
$P_f = 1600W$
$P = P_r + P_f = 3200W$

ทีนี้กลับไปที่ความถี่ที่คุณใช้ในการเปลี่ยน 3200W นี้ มันประมาณ 1% เมื่อความเป็นจริงเริ่มขึ้น (และฉันคิดว่ามันจะบ่อยกว่านี้)

$P_{avg}=3200W×1\%=32W$อืมฉันคิดว่าฉันจะเห็นอะไรที่ใหญ่กว่านี้อีก ...

และ ... ลองคำนวณอีก 99% ของเวลา! ซึ่งฉันลืมไปโดยสิ้นเชิง นี่คือการระเบิดครั้งใหญ่! ฉันรู้ว่ามีบางสิ่งที่ฉันลืม

$P=I^2×R=(200A)^2×(0.045Ω)=1800W$และคุณใช้เวลา 49.5% ของเวลาในโหมดการดำเนินการนี้ ดังนั้นรวมของคุณ$P_{50\%@8kHz}=32W+1800W×49.5\%=923W$

ด้วย 3 MOSFET ในแบบขนานมันคือต่อ MOSFET ยัง ... EX-PU-LOSIVE!$32W+\frac{1800W×49.5\%}{3}=329W$

เราจะไปที่นั่น. มีระเบิดที่คุณกำลังมองหาอยู่ EX-PU-LOSION

นี่คือการแก้ไขครั้งล่าสุดของฉัน

มอสเฟตต์สมัยใหม่ต้องการการสับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงการอยู่ในพื้นที่อันตรายที่การตอบรับเชิงบวก (ภายในกับซิลิกอน) ทำให้เกิดการทำลาย อ่านย่อหน้าสุดท้ายของคำตอบนี้สำหรับคำอธิบายกระดาษขององค์การนาซ่า

สรุปย่อ: ตัวต้านทานเกตนั่น ----- 1Kohm ------ มันใหญ่เกินไป ใช้ Power Driver IC พร้อมด้วยบายพาส 0.1UF บน 12/15/18 โวลต์ VDD เพื่อให้ MOSFET ประตูของคุณสามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็วสำหรับการหมุนอย่างรวดเร็ว

MOSFETS จะทำลายตัวเองเนื่องจากการจัดอันดับ SOA ในพื้นที่ปลอดภัยซึ่งแรงดันไฟฟ้า * ปัจจุบัน * PulseWidth กำหนดการกระจายพลังงาน

สมมติว่าทางแยก FET นั้นมีความลึก 10U (SWAG) คุณจะมี TA14 1.14 microsecond สำหรับเวลาที่แน่นอนของพื้นที่ใช้งาน FET ด้วยการคูณมิลเลอร์เวลาเปิดเครื่องจะเกินกว่านั้นด้วย 48 โวลต์ทั่วทั้ง FETs และไม่มีข้อ จำกัด ในปัจจุบัน

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

แก้ไข 18 มีนาคม 2018

องค์การนาซ่าวิเคราะห์ความล้มเหลวของมอสเฟตในการออกแบบต่อเนื่องหลายรูปแบบเนื่องจากการใช้มอสเฟตโมเดอร์น (การเขียนของนาซาปรากฏขึ้นในปี 2010 อุตสาหกรรมยานยนต์พบกลไกความล้มเหลวนี้ในปี 1997) พฤติกรรมค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบก่อนหน้านี้ของ MOSFETS เทคโนโลยีที่เก่ากว่าได้ถูกผลักเข้าไปในภูมิภาคปัจจุบันที่สูงขึ้นและภูมิภาคที่ไม่ปลอดภัยใหม่ตอนนี้มีอยู่ในภูมิภาคปานกลาง นาซ่าให้โครงการเหล่านั้นกลับคืนสู่เทคโนโลยีเก่าเพื่อสร้างระบบที่เชื่อถือได้

สิ่งนี้หมายความว่าในวันนี้ ค่อนข้างง่าย

--- อย่ายืนมากกว่า 1 ไมโครวินาทีในพื้นที่สวิตชิ่ง ---

--- ชาร์จความจุของประตูได้อย่างรวดเร็วรวมถึงความจุของท่อระบายน้ำ ---

บทความของ NASA [ตีพิมพ์ในปี 2010] คือ

"การสนับสนุนการกำหนดลักษณะการทำงานด้วยความร้อนของความไม่เสถียรทางกระแสไฟฟ้า" และประโยคสำคัญถูกกล่าวถึงที่นี่ "การออกแบบที่กำลังผลิตทำให้ภูมิภาคที่โดดเด่นของผู้ให้บริการชาร์จไฟ (เล็กและนอกพื้นที่ที่เกี่ยวข้อง) กลายเป็นสิ่งสำคัญ SOA)"

เกี่ยวกับการออกแบบรุ่นเก่า (MOSFET ที่แข็งแกร่ง) ฉันแยกประโยคนี้ออก:

"มอสเฟตก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่ทำงานในบริเวณที่มีการเคลื่อนไหวของประจุในขณะที่ยังคงแรงดันเกตเหมือนเดิม แต่บริเวณที่มีประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ได้นั้นจะตัดกระแสไฟฟ้าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นทำให้กระแสไฟฟ้าลดลง ห่างจากความร้อนที่ควบคุมไม่ได้แท้จริงเมื่อ MOSFET พลังงานใหม่มีแรงดันไฟฟ้าเกตสูงชิ้นส่วนจะถูกควบคุมด้วยการเคลื่อนไหวแบบเคลื่อนที่มันเป็นความตั้งใจที่ไม่ได้พูดของผู้ผลิตเพื่อรักษา MOSFETs ในพื้นที่ที่มีการเคลื่อนไหว สวิตช์ความเร็วสูงชิ้นส่วนที่เก่ากว่ามีพื้นที่ที่ควบคุมตัวส่งประจุอย่างไรก็ตามพื้นที่นั้นอยู่นอก SOA ปกติและเกิดความล้มเหลวด้วยเหตุผลอื่น "

ก่อนอื่นคุณเลือก FET ผิด

FQP30N06 มี 40 mOhm RdsON ที่ Vgs = 10V ที่ Vgs = 5V จะไม่มีการระบุซึ่งหมายความว่าจะไม่ทำงาน

การเลือกมอสเฟตเป็นการประนีประนอม: มอสเฟตขนาดใหญ่ที่มีซิลิกอนดายขนาดใหญ่และ RDSON ต่ำมีความจุจำนวนมากและเปลี่ยนช้า MOSFET ที่เล็กกว่าจะสลับเร็วกว่า แต่มี RdsON สูงกว่า

อย่างไรก็ตามคุณจะเปลี่ยนที่ 500-1000 Hz และกระแสของคุณมีขนาดใหญ่ดังนั้น RdsON จึงมีความสำคัญมากกว่าความเร็ว

ดังนั้นคุณควรเลือก To-220 MOSFETs (เพื่อระบายความร้อน) ด้วย RdsON ที่ต่ำมาก (เช่น mOhms สองสาม) ระบุที่ Vgs of ... read on

ประการที่สองคุณใช้เกต 5V ไดรฟ์บน FET ซึ่งระบุไว้สำหรับไดรฟ์เกต 10V ดังนั้นจึงยังไม่เปิดเต็มที่ ดังนั้นมันจึงร้อนและระเบิด ทุกคนสามารถเห็นได้โดยดูจากแผ่นข้อมูล

เมื่อพิจารณากระแสฉันจะไปกับไดรฟ์เกต 12V เพื่อให้ RdsON ต่ำที่สุด ดังนั้นคุณสามารถเลือก FETs 5V หรือ 10V Vgs ที่ระบุได้โดยไม่มีปัญหา

ตกลง. ตอนนี้คุณมี FET มากมายและคุณต้องขับด้วย 12V เห็นได้ชัดว่าคุณต้องการไดรเวอร์ที่จะส่งออกไม่กี่แอมป์ในประตูเพื่อเปิดและปิดอย่างรวดเร็ว ตรวจสอบหมวดหมู่ "ไดรเวอร์ MOSFET" ที่ mouser / digikey มีผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมมากมายซึ่งจะรับ 5V จาก arduino ของคุณและขับ FET อย่างถูกต้อง

คุณจะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 12V แต่นั่นไม่ใช่ปัญหาเนื่องจากคุณมี 48V ใช้ตัวแปลง DC-DC

ประการที่สามคุณต้องทิ้ง arduino

คอนโทรลเลอร์ชนิดนี้ต้องการขีด จำกัด ปัจจุบันและต้องดำเนินการก่อน MOSFETs จะระเบิด (ไม่ใช่หลังจาก)

วิธีนี้ทำได้ง่ายมาก คุณวางเซ็นเซอร์ปัจจุบัน (เอฟเฟกต์ฮอลล์ที่นี่) และเครื่องมือเปรียบเทียบ เมื่อกระแสเกินขีด จำกัด PWM จะถูกรีเซ็ตรอสักครู่แล้วกลับมาทำงานต่อ เมื่อกระแสเกินขีด จำกัด ที่ใหญ่กว่านี้หมายความว่ามีคนติดไขควงเข้ากับขั้วเอาท์พุทดังนั้น PWM หยุดทำงานได้ดีและไม่ทำงานต่อ

สิ่งนี้ต้องเกิดขึ้นด้วยความเร็วที่เข้ากันไม่ได้กับซอฟต์แวร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่ที่วางตลาดเพื่อการควบคุมมอเตอร์มีตัวเปรียบเทียบแบบอะนาล็อกที่เชื่อมต่อกับหน่วย PWM เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะนี้ ไมโครใน Arduino นั้นไม่ได้เป็นหนึ่งในนั้น

ไม่มีการตรวจจับกระแสไฟฟ้าและด้วยเหตุนี้จึงไม่มีการ จำกัด กระแสไฟบนมอเตอร์ขับเคลื่อนของคุณ กระแสไฟฟ้าในอนาคตที่ศูนย์ที่รอบต่อนาทีอาจเป็นพันแอมป์เนื่องจากความต้านทานของขดลวดมอเตอร์กระแสตรงขนาดใหญ่อาจเป็น miliohms คุณควรใช้รูปแบบของขีด จำกัด กระแสไฟฟ้าบางรูปแบบเว้นแต่ว่าคุณต้องการใช้ mosfet จำนวนมหาศาลและยังเสี่ยงต่อการระเบิด เกทไดรฟ์ควรตรวจสอบในขอบเขตมันอาจจะช้าเกินไปที่จะทำให้เกิดความร้อนเกิน mosfet พิจารณาชิปขับหรือวงจรขับรถที่แยกออกมาบางส่วนไดรฟ์มอเตอร์ของคุณเหมือนส่วนใหญ่สลับยากและด้วยเหตุนี้มีการสูญเสียการสลับ ลองลดการทดสอบความถี่ PWM เพื่อลดเสียงรบกวนคุณอาจสามารถลดค่า F ได้อย่างมากโดยไม่ต้องสะอื้นมากเกินไปซึ่งจะทำให้ fets เย็นลง

หากคุณมีรูปแบบที่ถูกต้องของส่วนประกอบทั้งหมด LTSpice คุณสามารถวิเคราะห์สาเหตุที่ล้มเหลวได้

แบบจำลองการคายประจุ Q ที่แม่นยำในระหว่างการสลับกระแสนำไปสู่ความเข้าใจในการออกแบบว่าต้องการจีเอ็มของแต่ละขั้นตอนที่เลือกอย่างระมัดระวังหรืออัตราส่วนผกผันของ RdsOn

ถ้าใครรู้อัตราส่วนของสวิทช์ไฟฟ้าเป็นรีเลย์กก, รีเลย์พลังงาน, โซเลนอยด์และคอนแทคไฟฟ้าขนาดใหญ่อัตราส่วนสำหรับ COntact ปัจจุบันต่อขดลวดปัจจุบันค่อยๆลดลงจาก> 3k ต่อ 100: 1 ความแตกต่างที่สำคัญคือประตู FET ปัจจุบันหลังจากเปลี่ยน

ตรวจสอบแผ่นข้อมูลและตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า RdsOn gate3 ที่คุณวางแผนจะใช้ มันควรมีอย่างน้อย 3 เท่าของแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ Vgs (th) สำหรับการสลับที่มีประสิทธิภาพ

คำแนะนำอย่างย่อ

• 1) ใช้ระดับของ RdsOn แบบต่อเนื่องเช่น BJT แบบเรียงซ้อนที่มีอัตราส่วน hFe 100

  • เช่นหาก RdsOn เป็น1mΩให้ใช้ไดรเวอร์100mΩและจะใช้ไดรเวอร์ 10 Ω (หรืออัตราการฆ่าตายอื่น ๆ จะลดลงการสูญเสียพลังงานเพิ่มขึ้นจากความร้อนในตัวเองนำไปสู่การหลอมรวมหรือระเบิด FET)

• 2) ใช้ Vgs> = 3x Vgs (th) ไม่สำคัญว่า Vgs (th) ใดจะได้รับการจัดอันดับที่ (และ <Vgs สูงสุด)

• PS

  • ฉันลืมที่จะพูดถึงพร้อมกับ 1) Rdson ของอัตราส่วน FETS / DCR ของมอเตอร์ที่มีค่าควรอยู่ที่ประมาณ 1: 100 หรือ 1% (ให้หรือรับ) เพื่อลดการสูญเสียการนำไฟฟ้า แม้ว่าจะมีไม่กี่% ที่มักจะต้องการการระบายความร้อนด้วยอากาศและทำให้เกิดภัยพิบัติ