Moj prvi H bridge 50Amp

[damo]

Delam si elektroniko (oddajnik, sprejemnik) za mover za kamp prikolico. Mover ima 2 motorja 12V 50A, realno pa je cca 35A po motorju. Mover bo delal par minut, tako da ni treba, da je dimenzioniran za 24/7.

To je moj prvi projekt z motorji. 50A zna kar krepko sunit nazaj. Bi mi lahko prosim tisti, ki imate izkušnje malce vrgli oko na shemo, preden začnem risat pcb?

Hvala!

[VolkD]

Nisi napisal ali pa sem spregledal kakšni so Q2 do Q9. Podatek, ki je lahko pomemben je kapacitivnost vrat. 2kΩ se mi namreč zdi kar precej, sploh ker govorimo o več 10A toka.

Naslednji pomislek je vezava dveh mosfetov v paralelo. Z vezavo samo ni popolnoma nič narobe, le preveriti je treba kako je s kapacitetami vrat. Mogoče lahko dobiš kakšen mosfet, ki ima manjši RDSON, pri tem pa tudi manjšo kapacitivnost vrat in seveda še dovolj velike tokovne zmogljivosti, da ti ni treba uporabiti dveh v paralelo.

o na tiskano vezje samo, to ne bo imelo preveč vpliva.

[mondxxi]

S čim boš pa tole krmilil? Vhodni podatki za mover pridejo iz?

[LiPo]

To kar je Darko napisal... upostevaj...
Pa se upor pri gate ne sme biti večji od 33 ohm.
Dodal bi zelo hitre diode zraven Mosfetov. Tiste v mosfetu se ne obnesejo vedno.
Seveda morajo biti za ustrezen tok.

[damo]

Uh, se opravičujem, nisem dal zadnje sheme, zato so nekatere vrednosti uporov in kondenzatorjev čudne.

Mosfeti bi bili IPB054N08N3, ker pa mi ni najbolj jasno, kako bi uboga nogica od TO-220 zdržala 50A, bi dal po dva paralalelno.

Koda: Izberi vse

Podatki o IPB054N08N3:

ID (@25°C)   max   80.0 A
IDpuls   max   320.0 A
Operating Temperature   min  max   -55.0 °C   175.0 °C
Ptot   max   150.0 W
Package   D2PAK (TO-263)
Polarity   N
QG (typ @10V)   52.0 nC
RDS (on) (@10V)   max   5.4 mΩ
Rth   1.0 K/W
RthJC   max   1.0 K/W
VDS   max   80.0 V
VGS(th)   min  max   2.8 V 2.0 V   3.5 V

Arduino bo zahtevo za krmiljenje dobil preko brezžičnega daljinca. Komunikacija bo dvosmerna in seveda narejeno tako, da če se link zgubi oz. CRC ne štima, se motorji ustavijo. Daljinec bo dal par osnovnih komand (za vsak motor posebej naprej/nazaj in oba naprej oz. oba nazaj). Izveden bo mehki start motorjev preko PWM. Driver bo nazaj daljincu pošiljal podatke o tokovih in napetosti akumulatorja. Domet daljinca mora biti cca 10m.

[VolkD]

... ker pa mi ni najbolj jasno, kako bi uboga nogica od TO-220 zdržala 50A, bi dal po dva paralalelno.

Stvar prevodnosti nožice. Ampak zagotovo je boljša od prevodnosti mosfeta. Pri tovrstnem razmišljanju je treba upoštevati še prevodnost in pot povezav na tiskanem vezju. Verjetno se boš moral odločiti za vezje z debelejšo bakreno folijo.

[damo]

Povezave od mosfeta do kleme bodo čimkrajše, naprej gre kabel 10mm2. Planiram, da bi malo pogoljufal in na kritične povezave na pcbju dolotal še žico, npr 1x4mm2 ali podobno. Zgledalo ravno ne bo super profi, ampak meni se gre da bo delovalo. Tudi extra delo z žicami mi ni problem, saj predvidevam da bom naredil le 2 kosa (oz. 3, enega za rezervo).

[VolkD]

Planiram, da bi malo pogoljufal in na kritične povezave na pcbju dolotal še žico, npr 1x4mm2 ali podobno. Zgledalo ravno ne bo super profi, ampak meni se gre da bo delovalo.

Ne boš verjel, ampak tudi v hudo profi napravah - sinhrotron Bazovica, sem videl natančno tako rešitev.

[s54mtb]

Povezave od mosfeta do kleme bodo čimkrajše, naprej gre kabel 10mm2. Planiram, da bi malo pogoljufal in na kritične povezave na pcbju dolotal še žico, npr 1x4mm2 ali podobno. Zgledalo ravno ne bo super profi, ampak meni se gre da bo delovalo. Tudi extra delo z žicami mi ni problem, saj predvidevam da bom naredil le 2 kosa (oz. 3, enega za rezervo).

To je dokaj običajno. Reče se busbar. Spajka se v reflow pečici, če je ploščat baker, za 100+ A, za 50A daj 2,5 mm² žico in pispajkaš na roke. Laho daš tudi dve vzporedno. Na tiskanini uporabi pressfit M6 od wurtha. Tistih 5 kos, ki jih rabiš lahko dobiš pri meni. Grejo komot do 20A.

Glej tukaj: http://pavlin.si/besc/wp-content/upload ... scaled.jpg

Glede sheme: kje imaš zalogo za pwm motorja? Daj low esr elektrolite in vzpiredno še folijske X. Čimbolj direkt in blizu mosfetov.

[MitjaN]

- IPBxx je v TO263 (D2PAK) ohišju. Meni osebno se bolj dopadejo TO220 ohišja ker na dvoslojni plati lažje povežeš vse skupaj z dovolj debelimi povezavami brez skoznih lukenj (vij)
- Kakšen je namen C25, C26, C30, C31? Če imaš to za dušenje motenj, potem je bistveno bolje vzeti RCD snubber. Ker pa itak nimaš namena dati vezja/sistema na EMC testiranje, se jaz s tem ne bi obremenjval (80V tranzistorji na 12V napajanju. Tudi če ti bo napetost na tranzistorjih zvonila imaš ogromno rezerve)
- Paralelna vezava ti lahko povzroča probleme. Če nimaš simetrične postavitve elementov in bakra in če tranzistorji niso povsem enaki potem se bo en zagotovo prižgal prej kot drugi. In bo namesto 25A za 10, 100ns prevzel polnih 50A. Jaz za take tokove s paralelno vezavo ne bi kompliciral, ker boš tudi težje naredil lepo razporeditev elementov in bakra kot pa, če greš z enim tranzistorjem
- manjka dobro blokiranje močnostne napajalne linije (čimveč kondenzatorjev med Vmot in GND - tako elektrolitov kot MLCC). brez tega bo napajalni kabel ena velika antena, saj je vhodni tok polnega mostiča trgan (pulzni) z visokimi strminami.

[damo]

Hvala za predloge, bom uporabil press fite ter to-220, in le 4 fete, brez paralelnega podvajanja. Upam da bo ok.

Zaloga za pwm je 90Ah akumulator.

Ker gre za zelo kratkotrajno uporabo (2x5 minut pri vsakem dopustu, se tudi za emc nebi pretirano sekiral).

[Sigi]

Samo par namigov:
-1n kondenzator čez šent upor sumljiva vrednost. RC konstanta 1n * 0.01E? Če bi ga dal za 10E upore morda? Preveri datašit za driver
-0.5pF kondenzatorji čez mosfete spet sumljivo neuporabna vrednost. Če že, morda 0.5nF. To se je dajalo za preprečitev ponovnega proženja mosfeta ob izklopu (dV/dt) zaradi kapacitivnosti Cgd. Za te napajalne napetosti premisli, če sploh rabiš in morda namesto tega predvidi na plati RC. Pa tokovno morajo biti kar zmogljivi.
-ATMEGA ima malo kilav AD konverter za gledat tok s šentom na dnu H-mosta. Sicer boš najbrž delal z nizko fr. PWM in bo to šlo. Lepše bi meril skupen tok v DC link, hitro tokovno zaščito ti itak nudi driver
-50A ni baš nek hud tok, preveri pa zagonski tok motorja (holding current). Če ima motor majhno induktivnost in boš imel nizko frekvenco PWM, izberi mosfete ki bodo ta tok zdržali.
-TI dela zelo dobre driverje, ampak tokovna zaščita pri njih je lahko občutljiva in rada meče ven (pač izkušnje). Morda saj za testiranje na plati predvidi kako možnost disablanja (datašit)?
-kot so ti že povedali, so še največji kiks manjkajoči blokirni kondenzatorji za DC link. ESR elkoti + tokovno zmogljiv keramični ali folijski multilayer postavljen čisto blizu mosta. Po mojih izkušnjah so za te napetosti top izbira polimer elkoti.
-na PCB bi predvidel element čez G-S mosfetov. Zdaj pull downa na gejtih sicer ne rabiš nujno, ker ima to očitno rešen driver. Ampak lahko da boš rabil dodat zenerco ali pa kondenzator za zaščito ali nadzor. Če ne boš rabil, bo pač prazno.

Sej to je morda preveč kompiciranja. Naredi, pa če bo potrebno boš pa malo "pokvačkal" po plati. Ker ne delaš serijskega izdelka.

[s54mtb]

MLCC je za tak dizajn nesmiselno, ker bo predrago. Vzami folijske, se čusto ok obnesejo. Aku s kablom ne more delovati v tej vlogi, razen če bo direkt na FETih

[damo]

Ni mi čisto jasno, o kaki velikosti kondenzatorjev tu govorimo?

Ker če se bo zadeva skomplicirala, lahko kamot pozabim na pwm in uporabljam mostic samo za vklop naprej/nazaj. Fabriški moverji itak nimajo pwma, nekateri so kar na releje. Pravzaprav nisem sploh prepričan da ga sploh rabim, morda le zato, 'nek se nađe' za vsak slučaj.

[s54mtb]

Tako na uč... 2x100nF folijski + 470uF ELKO low esr. Najboljše pa je, če si posimuliraš, lahko kar z LTspice.

[damo]

Ahaaa ok, jaz sem si predstavljal, da bom moral dat kondenzator, velik kot piksna pira

[mondxxi]

Glede na vprašanja, pred izdelavo preberi še kaj od spodnjega. Mogoče pade kakšna dodatna ideja:
https://www.st.com/resource/en/applicat ... ronics.pdf
https://www.instructables.com/Designing ... -for-Brus/

[damo]

Evo, spet sem v tem projektu... sem malce predelal in poenostavil. Hvala za komentarje.

[marko]

Jaz sem pred kratkim delal BLDC driver in z izborom komponent popolnoma zašel. Sploh nisem vedel, da je kapacitivnost pomembna (do sedaj še nisem imel potrebe po tem podatku). Potem sem našel Power Blocks od TI. To bi znalo pomoje pri tebi kar poenostaviti vezje. Sta dva mosfeta noter, z nizko kapacitivnostjo in 2 vrati. Pač namensko narejeno: https://www.ti.com/power-management/mos ... %20control

Recimo tole: https://www.ti.com/product/CSD87334Q3D. Sicer je 20A, ampak so tudi močnejši. Mogoče je bolje 2 taka uporabit. Je kar nekaj referenčnih vezij na TI narejenih z dvema.

Mogoče komu pride prav.