Помогите понять принцип работы драйвера

Доброго времени суток! Есть драйвер LM27222. Управление осуществляется ATTiny84. Собрал схему как в документации на драйвер. Q1 и Q2 выбрали FBD8860. L1 = 1mH, C1 = 1uF, C2 = 0.47uF, C3 = 10uF, C4 = 10uF, D1 выбран PMEG4050. Питание драйвера VCC = 5В от блока питания LD1086, входное напряжение Vin = 24В.


Напряжение на самой катушке между точками А и В.


На выходе транзистора в точке А напряжение не постоянное, с чем это связано и как добиться правильной работы драйвера? Как этот драйвер работает в целом?

На выходе транзистора в точке А напряжение такого вида:


Когда подаю ШИМ с контроллера, в точке А есть ШИМ, т.е. работает верно, но на выходе катушки в точке В напряжение постоянное с шумом.
Обязательны ли включать в схему L1 и С4?

Сообщение от M_Bik Подцепили активную нагрузку R = 13.2 Ом. И подали постоянный управляющий сигнал - 1. На выходе L1 в точке В видим напряжение ~22В. Почему 22В а не 24В?

Потому что постоянный 1 подавать нельзя: в это время верхнее плечо питается от конденсатора С2 и его заряда ненадолго хватает. А заряжается он когда включено нижнее плечо.

Сообщение от M_Bik Как этот драйвер работает в целом?

Судя по даташиту, работает обычно. На LEN подается постоянная единица - это разрешение. А на IN ваш ШИМ.
Если ШИМ медленный, надо увеличить емкость С2. Но вообще драйвер скоростной, длительность импульса ШИМа у него - от 20 нс.

0

Получился ШИМ Step-down, управляемый. 22В потому что драйвер верхнего уровня boot-strap ПОДпитывается когда открыт нижний.
На выходе постоянка потому что LC фильтр. Ведь это Синхронный ШИМ.

0

На LEN подайте 1, а на IN - PWM. Контроллер сам выставит нужные задержки (если MOSFET не утюги).

0

Вроде бы криминала нет, должно работать.
Внутри микросхемы есть встроенный резистор 10к между HG и SW, тогда расчетное время удержания заряда 3 мс, а у вас держит 0.1 мс, маловато. На всякий случай проверьте емкость C2, не ошиблись ли номиналом, и исправность диода. А также утечку по затвору верхнего ключа.

0

Спасибо всем за ответы!
Дело в том, что вместо активной нагрузки необходимо поставить контактор. Так вот, для того, чтобы контактор замкнулся необходимо ключ верхнего плеча держать открытым некоторое время ~200мс. После форсировки просто подаем ШИМ в режиме удержания контактора, регулируя скважность, подаем необходимый ток для удержания! Почему схема на двух транзисторах, если можно было поставить диод и через него "травить" энергию: потому что это связано с задержками при "отпадании" контактора! Есть управляющий сигнал, условно говоря переключатель, если переключатель включен, то контактор замыкается и находиться в удержании, если переключатель выключаем, то контактор размыкается. И есть задержки при выключении и повторном включении. Так как на транзисторе на переходе напряжение малое по сравнению с диодом, была выбрана такая схема, да и вариант с диодом был реализован, поэтому такие выводы.

Сообщение от Кат495 Сообщение от M_Bik Подцепили активную нагрузку R = 13.2 Ом. И подали постоянный управляющий сигнал - 1. На выходе L1 в точке В видим напряжение ~22В. Почему 22В а не 24В?

Потому что постоянный 1 подавать нельзя: в это время верхнее плечо питается от конденсатора С2 и его заряда ненадолго хватает. А заряжается он когда включено нижнее плечо.

Значит такой способ управления не подходит? Не можем держать ключ открытым 200мс? Если так то какой драйвер выбрать, для такой задачи, именно на двух транзисторах?

Сообщение от yiv91 Вроде бы криминала нет, должно работать. Внутри микросхемы есть встроенный резистор 10к между HG и SW, тогда расчетное время удержания заряда 3 мс, а у вас держит 0.1 мс, маловато. На всякий случай проверьте емкость C2, не ошиблись ли номиналом, и исправность диода. А также утечку по затвору верхнего ключа.

Экспериментировал с емкостью конденсатора С2, ставил 0.1мкФ, 0.2мкФ, 0.3мкФ, 0.47мкФ, 1мкФ, 4.7 мкФ. И чем больше емкость тем дольше он держит заряд, но и разряжается он дольше. Диод исправен. А вот по поводу утечек, как проверить?

Спасибо!

Сообщение от M_Bik Экспериментировал с емкостью конденсатора С2, ставил 0.1мкФ, 0.2мкФ, 0.3мкФ, 0.47мкФ, 1мкФ, 4.7 мкФ. И чем больше емкость тем дольше он держит заряд, но и разряжается он дольше.

Опечатка? - заряжается дольше?
Что-то у Вас все-таки неправильно. Заряд этого конденсатора идет через диод и открытый нижний ключ который силовой,- и должен зарядить такой конденсатор весьма быстро. В общем, если на этом конденсаторе (на нем самом, а не относительно земли(!)) напряжение не падает ниже 12v, то с ним всё нормально.

Сообщение от M_Bik Так как на транзисторе на переходе напряжение малое по сравнению с диодом, была выбрана такая схема

Где тут транзисторы с переходом? На вашей схеме я вижу только полевые.

Сообщение от M_Bik какой драйвер выбрать, для такой задачи, именно на двух транзисторах?

Это называется "драйвер полумоста" (Half-Bridge). Я использовал IR2111 - простой как дваждыдва, но работал как часы. Никаких нареканий не было.
Питание его такое же - от бутстрепного конденсатора, но потребление небольшое, 1мкФ должно хватить на ваши 200мс.
Этот драйвер не скоростной, для него индуктивность с емкостью после транзисторов не требуется.

0

Проблемы с 200 мс нет, просто вставьте скважность импульса управления 95%.
Трудность в другом - нижний транзистор уже имеет в себе диод. А потому схема ничем не лучше старой вашей схемы.

0

Сообщение от Кат495 Сообщение от M_Bik Так как на транзисторе на переходе напряжение малое по сравнению с диодом, была выбрана такая схема

Где тут транзисторы с переходом? На вашей схеме я вижу только полевые.
Я подумал, что в режиме удержания контактора, когда подается ШИМ, не будет потерь на нижнем транзисторе, если поставить диод то на нем будет рассеиваться энергия, что приводит к потерям. То есть этот полумост нужен для работы контактора в режиме форсировки и удержания.
На самом деле при торможении, будет использоваться еще один ключ и тормозной резистор, но этот момент еще не затрагивал.

Спасибо за совет!

Кажется, я понял, в чем дело, этот совет уже здесь прозвучал, но видимо, автор к нему не прислушался. Напряжение на выходе ключей не держится потому, что импульс ШИМа при заполнении 100% получается очень короткий, десятки наносекунд, и за это время бутстрепный конденсатор набирает недостаточное напряжение для удержания верхнего ключа в открытом виде. Заполнение 99% вместо 100% решит проблему.

На бутстрепе будет не +12в, а +4.5 где-то. Питание драйвера +5в.

0

Сообщение от u37 Проблемы с 200 мс нет, просто вставьте скважность импульса управления 95%. Трудность в другом - нижний транзистор уже имеет в себе диод. А потому схема ничем не лучше старой вашей схемы.

Ставил скважность 95%, но это не помогает, контактор либо замыкается и сразу же размыкается, либо совсем не замыкается. Работает не стабильно. А про диод уже высказался сверху)

Значит, остается только утечка по затвору верхнего ключа.
N-канальный полевик проверяется так. Кладете полевик на непроводящий стол ногами вниз. Замыкаем пальцами все ноги, чтобы с затвора стек заряд. Берете мультиметр в режиме прозвонки. Черный щуп на правую ногу (исток). Красный щуп на большую железку или среднюю ногу (сток) - тестер молчит. ОК. Затем красный кратковременно на левую ногу (затвор) и снова на железку - тестер пищит. Держим несколько секунд. Тестер пищит. Всё в порядке. Если не пищит, то транзистор дохлый. Если пищит одну секунду и замолкает, значит есть утечка по затвору, транзистор полудохлый. А убить полевик можно и паяльником, если оборудование заземлено, а паяльник нет. Или наоборот.

0

Сообщение от yiv91 Значит, остается только утечка по затвору верхнего ключа. N-канальный полевик проверяется так. Кладете полевик на непроводящий стол ногами вниз. Замыкаем пальцами все ноги, чтобы с затвора стек заряд. Берете мультиметр в режиме прозвонки. Черный щуп на правую ногу (исток). Красный щуп на большую железку или среднюю ногу (сток) - тестер молчит. ОК. Затем красный кратковременно на левую ногу (затвор) и снова на железку - тестер пищит. Держим несколько секунд. Тестер пищит. Всё в порядке. Если не пищит, то транзистор дохлый. Если пищит одну секунду и замолкает, значит есть утечка по затвору, транзистор полудохлый. А убить полевик можно и паяльником, если оборудование заземлено, а паяльник нет. Или наоборот.

Спасибо большое за разъяснения!

Сообщение от M_Bik Я подумал, что в режиме удержания контактора, когда подается ШИМ, не будет потерь на нижнем транзисторе, если поставить диод то на нем будет рассеиваться энергия, что приводит к потерям. То есть этот полумост нужен для работы контактора в режиме форсировки и удержания.

Мысли совершенно правильные, имхо.

Сообщение от yiv91 На бутстрепе будет не +12в, а +4.5 где-то. Питание драйвера +5в.

Верно!!! - а я и не заметил... Впервые в жизни вижу такой низковольтный драйвер... Так это тогда еще большой вопрос - откроется ли верхний мосфет от 4.5V?..

Думаю, надо взять IR2111, запитать его от +10v как положено - и не будет никаких фокусов.

0

Драйв для ноутов, низковольтный.

0

Сообщение от Кат495 Сообщение от yiv91 На бутстрепе будет не +12в, а +4.5 где-то. Питание драйвера +5в.

Верно!!! - а я и не заметил... Впервые в жизни вижу такой низковольтный драйвер... Так это тогда еще большой вопрос - откроется ли верхний мосфет от 4.5V?..

Думаю, надо взять IR2111, запитать его от +10v как положено - и не будет никаких фокусов.

По даташиту этих транзисторов полное открытие гарантированно при 3В.
По поводу питания 10В, ведь процессорная часть запитана от +5В, придется ставить еще один DC/DC блок питания на +10В.
Думаю если с этим драйвером не получится, то придется ставить.

IR2111 весь, целиком, берет 300мкА,- чтоб его запитать хватит простого удвоителя на конденсаторах, вот и будет 10v.

-------------------
Я так предполагаю, что у вас там уже есть какая-то установка, и Вы ее переделываете.
А может быть Вам взять автоколебательный драйвер (вроде IR2153), который сам вам ШИМ вырабатывать будет? Тогда и процессора не надо,- уже существующей схемой обойтись можно, а задержки - на конденсаторах.

0

Сообщение от Кат495 Я так предполагаю, что у вас там уже есть какая-то установка, и Вы ее переделываете. А может быть Вам взять автоколебательный драйвер (вроде IR2153), который сам вам ШИМ вырабатывать будет? Тогда и процессора не надо,- уже существующей схемой обойтись можно, а задержки - на конденсаторах.

Вряд ли это подходящий вариант потому, что в режиме удержания у меня регулятор в программе, то есть он задает определенный ток удержания, не знаю можно ли на автоколебательном драйвере такое реализовать...

Ну, в общем я не в курсе таких подробностей... Надо даташиты внимательно почитать.

ps:
Там выше добавил про +10v. А еще же силовая цепь есть. Сколько там у Вас? 30 вольт? - из нее тоже можно 10 сделать.

0