Контроллер дорожки

Добрый день,
предупреждаю сразу, я - неопытный новичок, раньше паял в радиокружке в детстве очень давно.

Имею беговую дорожку, электрическую, с мотором. Около года назад она вышла из строя - показывала ошибку платы управления (в мануале по коду ошибки говорилось, что нужно заменить плату), писал производителю (немцы), они сказали, что модель снята с производства и они ничем помочь не могут. Полез смотреть сам. Оказалось, что на одном транзисторе 9013 и на паре сопротивлений просто сгнили ножки.
Вероятно это было связано с тем, что между платой управления и роликом полотна дорожки не было какой-нибудь перегородки и, когда долго ходишь или бегаешь все полотно покрывается потом и, возможно, капли пота попали на детали платы. А пот соленый и все такое. В общем заменил эти детали и все заработало.
Спустя около года дорожка опять перестала работать, ошибка та-же, но я проверил все детали визуально, все было нормально из чего сделал вывод, что вышел из строя контролер (какой-то PIC). Решил делать плату сам.

В дорожке стоит мотор постоянного тока на 1.5kW, в родной схеме питался выпрямленным и сглаженным током через мосфет FS20SM. Так же решил делать и я (чтобы использовать имеющиеся детали). В качестве мозга взял Arduino Momo. Сделал вот такую схемку:

http://2.firepic.org/2/images/2015-11/08/4tlkbkzdl4p6.png

Вентилятора в родной схеме не было, трансформатор 220/16/10V, 16V питает контроллер (через стабилизатор), 10V в родной схеме питали индикаторную панель, а я повесил вентилятор от компьютерного блока питания.

Сделал плату, все спаял (первый раз использовал ЛУТ и травил в перекиси, очень понравилось):

http://2.firepic.org/2/images/2015-11/08/4q1czdsy7i02.jpg

http://2.firepic.org/2/images/2015-11/08/uvsrb1ed5dhs.jpg

Вход энкодера на схеме не показан, пока я его не впаивал. Управление через ПИД с обратной связью от энкодера делал в эмуляторе Proteus, а в железе думал перейти к нему когда будет ясно, что силовая часть работает.

Написал простой скетч где читал значение с A0 (где висит потенциометр как делитель напряжения) и писал отмасштабированное к 255 значение на ШИМ выход. Чтобы не пищало поднял частоту ШИМ изменением регистра TCCR0B. Пока игрался с лампочкой накаливания все было нормально, подключил мотор тоже все было в порядке, потом установил все в дорожку - хотел посмотреть как будет греться.
По началу все было нормально, ничего не грелось. Встал на полотно дорожки - мотор погнал на полную - силовой транзистор сгорел (пробит насквось).

Ну будем считать это была первая версия платы управления. Но я не понял почему сгорел транзистор и почему он сгорел так (разве не должен быть в нем обрыв?), и думаю что делать дальше:
1. Почему сгорел транзистор? что я не предусмотрел?
2. Какой распространенный транзистор взять на замену?

В общем прошу советов.

0

Сообщение от omtomtubo 3. Поискать другой оптрон. Может, кто посоветует?

Драйвер с опторазвязкой TLP250
дорогой, но хороший. вопросов по фронтам не будет.

0

6N135, MCL2501, TLP651.

0

Сообщение от wyfymger Частоту по осциллографу я, честно говоря, раньше не смотрел. Частота ШИМ на 5 ноге обычно равна 1kHz, https://arduino-info.wikysposi... -Frequency. Это означает, что этот оптрон не подходит для частот > 1kHz? Если да, то чем можно заменить, чтобы в том же корпусе, но побыстрее?

Входная частота 10 кГц, длительность импульса 10 мксек, сигнал OUT_1 - включение PC817 согласно документации.

0

Для начала 2,7k заменить на 1к

0

Сообщение от omtomtubo Для начала 2,7k заменить на 1к

Лучше не будет. Картинка из симулятора, резистор 0.5 кОм - синий цвет, 1 кОм - красный, 2.7 кОм - бирюзовый. Изменяется и выходная амплитуда.

0

Да, надо добавить один каскад.
Заодно и разводку платы переделать.

Может, включить оптотранзистор с ОЭ? Рассеиваемую мощность снизить.

0

Сообщение от omtomtubo Да, надо добавить один каскад. Заодно и разводку платы переделать. Может, включить оптотранзистор с ОЭ? Рассеиваемую мощность снизить.

Если плата есть, попробовать можно и на ней, переделка в зависимости от результата. По рассеиваемой мощности вроде нюансов нет, на оптопаре около 45 мВт, импульсные токи транзисторов 300-600 мА кратковременно, +5 вольт для оптопары можно получить из +16.

0

Не мучайте вы эту PC817, посмотрите рис. 10 в http://arduino-ua.som/docs/PC817rus.pdf
там фронта по 10+ мкс при 1 ком нагрузке производителем указаны

0

Сообщение от инкер Не мучайте вы эту PC817, посмотрите рис. 10 в http://arduino-ua.som/docs/PC817rus.pdf там фронта по 10+ мкс при 1 ком нагрузке производителем указаны

Если в качестве силовой ее не использовать, то для этой задачи подойдет.

0

Сообщение от omtomtubo Если в качестве силовой ее не использовать, то для этой задачи подойдет.

Не, не пойдет.
Достаточно посмотреть на параметры нормального драйвера (напр. TLP250), там фронта указаны 0,5 мкс макс., а не 18 мкс, как для данной оптопары. Во всяком случае, такие нарастания/ спады должна обеспечивать схема драйвера в целом, пусть он даже на рассыпухе будет. Иначе нагрев.

0

У меня на модели получилось 0.4 мкс, правда, пришлось добавить еще один каскад усиления.
Да и Калин нарисовал, вроде, тоже норм. Хотя схемы чуть разные.

Но с точки зрения простоты, поддерживаю TLP250.


http://**************************/download/file.php?id=25862&sid=79caa1a98b08522c13 f79b2a16cd8f4f

0

Сообщение от omtomtubo У меня на модели получилось 0.4 мкс, правда, пришлось добавить еще один каскад усиления. Да и Калин нарисовал, вроде, тоже норм. Хотя схемы чуть разные. Но с точки зрения простоты, поддерживаю TLP250.

Ваша победа! Красиво! Зелёный график.

0

Задача разбивается на две:

1. Обеспечить приемлемое время передачи сигнала, в пределах 2-3 мкс., чтобы частота ШИМ оказалась выше 20 кГц. (а это всего 50 мкс, 2 мкс - это уже 4% ШИМ, регулировка как бы не совсем от нуля).

2. Обеспечить короткий фронт на затворе для минимизации динамических потерь на ключе. Достигается немерянным усилением.

Кстати, в частотных преобразователях используется частота всего 2-3 кГц. Слышно, как двигатели свистят. Для развязки ключей в них часто используются оптопары. Когда я занимался ремонтом частотников, у меня всегда были трудности с поиском замены для них. Проблемы те же самые - большинство оптопар тормозят так же, как 817/123.

В этой задаче, если нужна развязка, я бы все-таки пошел по пути - сначала нашел бы логическую опторазвязку на 10 мегабит 5 вольт, а потом бы усилил логический сигнал с 5 до 16 вольт. Но как мне кажется, развязка здесь вообще лишняя :)

PS. Кому интересно, попробуйте в симуляторе мою схему. У меня получилась задержка 500 нс, фронты 200 нс, симметрично. Правда, требуется инвертор для противофазного управления.


http://**************************/download/file.php?id=25869&sid=79caa1a98b08522c13 f79b2a16cd8f4f

0

Собрал вот так:

http://5.firepic.org/5/images/2015-12/06/1a5uhqvaz09h.png

Развертка 10us, шкала по напряжению 5V:

http://5.firepic.org/5/images/2015-12/06/m1ko2eb3fide.jpg

Пять минут работы на двигатель последовательно с лампочкой, скважность как на осциллографе выше, радиатора никакого нет:

http://5.firepic.org/5/images/2015-12/06/qspqvac6m5tp.png

В "гладком" восходящем фронте, как я понимаю, виноваты транзисторы (сейчас стоят 9012/9013)?
В принципе не плохо, хотя можно было бы и лучше, нужно бы без лампочки погонять, но страшно :)

0

В последней схеме лишний R2

0

Требования к положительному фронту гораздо мягче, потому что в этот момент ток в индуктивной нагрузке равен 0. Можно оставить как сейчас.

Питание 22 вольта, верхний импульс всего 13 вольт, а где остальные 9?
(не перепутал ли коллектор и эмиттер Q1?)

0

Сообщение от omtomtubo В последней схеме лишний R2

Убрал, принципиально картина с фронтом не поменялась, только напряжение открытого состояния больше стало:

http://5.firepic.org/5/images/2015-12/06/2d9npb8b1c8x.jpg

0

Считаете можно попробовать покрутить мотор без лампочки?
(спалил уже 3 силовых ключа, по 200 руб каждый, заказал десяток в китае, но они пока не пришли, поэтому опасаюсь)

0

А если питание стабилизатором понизить до 12 все-таки?

0

Сообщение от omtomtubo А если питание стабилизатором понизить до 12 все-таки?

Зачем? вроде же наоборот говорили подавать на затвор напряжения повыше.

0