Дополнительное управление двигателем H-Bridge

У меня есть некоторые проблемы с платой управления двигателем, которую я разработал. Иногда МОП-транзисторы неожиданно начинают гореть. Я подозреваю, что одной из причин является тонкая дорожка (0,2 мм) моей гибкой платы (0,2 мм), но я думаю, что кратковременное короткое замыкание также является хорошим объяснением. Я просто использую 4 транзистора на двигатель (2xPMOS и 2xNMOS), как вы можете видеть на картинке.

введите описание изображения здесь

Я прочитал информацию на этом сайте , но до сих пор не понимаю, как выбрать NMOS и PMOS. В г С таким образом, чтобы прекратились кратковременные короткие замыкания.

Может ли кто-нибудь дать мне совет по этому вопросу?

это требование? управляющее напряжение должно быть = или выше, чем напряжение на шине питания?
В таблице данных для ваших p-FET будет указано пороговое напряжение затвора для обеспечения 0 В при стоке при любом напряжении источника. Если вам нужен отрицательный vGS, существуют МОП-транзисторы логического уровня, или вы можете использовать дополнительный n-FET для подачи напряжения шины на затвор вашего p-FET.

Ответы (3)

Поскольку у вас есть шесть входов/выходов, пока вам не нужно запускать оба двигателя одновременно, вы можете запараллелить одинаковые вентили двух мостов и мультиплексировать заземление мостов с двумя оставшимися входами/выходами, так:

введите описание изображения здесь

Транзисторы и инверторы CMOS — это то, что есть в моей библиотеке SPICE, и они только концептуальны. Вы должны выбрать части, которые соответствуют вашему проекту.

Если вы хотите поиграть со схемой, модель здесь , а если у вас ее еще нет, LTspice доступен бесплатно.

Какие другие меры, кроме подтягивающего резистора, можно предпринять для обеспечения достаточно быстрого времени выключения?
@sherrelbc: По сути, драйверы затвора MOSFET должны быть достаточно жесткими источниками напряжения, чтобы быстро заряжать или разряжать емкость затвора MOSFET, а сами MOSFET следует выбирать с минимально возможной емкостью затвора.
@Tut: я согласен с тем, что если полевые МОП-транзисторы не полностью выключены и не включены, они будут рассеивать мощность в частично проводящем канале.
@EM Fields: у меня есть только 6 входов/выходов для управления 2 двигателями (2 полных моста). Вот почему я использовал только 4 контакта вместо 8 для управления двумя двигателями.
@EM Fields: Если бы я использовал MUX для увеличения количества контактов для индивидуального управления транзисторными затворами, это сработало бы?
Это может. Я поработаю над этим и выложу что-нибудь через некоторое время.
@ EM Fields: Не могли бы вы проверить диаграмму внизу? Тот, что с отдельными элементами управления (Control1, 2, 3 и 4).

Вы должны понимать несколько важных вещей в таких мостах.

  1. Mosfet имеет некоторое время включения и выключения - задержка после выключения стробирующего сигнала.**

введите описание изображения здесь

Вы должны добавить некоторую задержку между выключением первой пары транзисторов и включением другой.

Извините за некачественный рисунок. Это должно показать вам, что произойдет, если вы включите 2 пары мосфетов.

По парам - я имею в виду

  • первая пара: верхний левый и нижний правый
  • вторая пара: - нижний левый и верхний правый

введите описание изображения здесь

2. Вашему мосту нужен МОП-транзистор «логического уровня» , который можно полностью открыть при напряжении 3,3 В (это очень низкое напряжение). Это параметр транзистора Vgs (напряжение затвор-исток). Судя по вашей схеме, у вас микроконтроллер на 3,3В. Если вы так, то напряжение затвора составляет 3,3 В. Оно может достигать 3,0 В, когда батарея LiPo разряжена и находится под нагрузкой.

Транзисторы в подобных приложениях должны быть полностью открыты или полностью закрыты для эффективной работы, иначе они будут иметь значительное сопротивление, и на этом сопротивлении будут большие потери мощности. Эта потеря мощности на сопротивлении может повредить транзистор.

Современные мосфеты в полностью открытом состоянии имеют очень низкое сопротивление (менее 1 Ом), поэтому их можно использовать для коммутации относительно больших токов даже без радиаторов.

Редактировать 2:

Вы должны увидеть эту тему: Как определить максимальную частоту ШИМ для транзистора (2SK2554)

Спасибо за ответ. Рисунок в порядке. Я сам много раз рисовал в Paint =). Что касается задержки, о которой вы говорите, я надеялся создать эту задержку, правильно выбрав транзисторы PMOS и NMOS. Я просто не знаю, с чем сравнивать в даташите транзисторов, чтобы правильно их подобрать.
@ user43113 Я добавил некоторую базовую информацию, которая может помочь вам выбрать транзисторы.

Как насчет этой схемы, использующей НЕ и скрещенные комплементарные PMOS/NMOS? Не могли бы вы сказать что-то вроде этой работы?

Я думаю, что NOT приведет к значительной задержке NMOS.

введите описание изображения здесь

Это сработает, и вы сэкономите 2 ввода-вывода , и вы сможете запускать оба двигателя одновременно :-), но вам нужно быть осторожным; см. красный материал после ...

Кроме того, инвертор (НЕ) только добавит небольшую задержку через проводящую пару, но не сделает ничего, чтобы предотвратить прострел во время переключения моста; это должно быть сделано путем разумного проектирования программного обеспечения.

Взгляните на спецификации полевых МОП-транзисторов, чтобы узнать их емкости затворов и время включения и выключения, чтобы понять, что нужно делать с точки зрения задержек.

Кроме того, ниже приведены отредактированные схемы, аннотированные ссылочными обозначениями MOSFET и таблицами истинности.

введите описание изображения здесь

Дополнительное управление двигателем H-Bridge
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v