Нужна помощь в разработке Н-моста для питания электромагнита.

Я пытаюсь разработать инвертор H-моста, чтобы обеспечить максимальный ток для моих катушек. Мне нужно подать как можно больше тока, чтобы я мог сделать электромагнит, полярность которого постоянно меняется, чтобы я мог левитировать движущуюся матрицу Хальбаха поверх этих катушек.

Я пробовал несколько вещей, чтобы сделать мои MOSFET максимально эффективными, но когда я ввожу свои значения Rds в PSIM, ток падает до 4 мА. У меня есть блок питания постоянного тока, способный выдавать 18 В и 10 А.

Цепь H-моста, все подтягивающие и подтягивающие резисторы имеют сопротивление 1 кОм, сопротивление катушки 0,85 Ом, индуктивность катушки 3,25 мГн, Rds для двух верхних P-каналов 0,07 Ом при 10 В, а N-каналы имеют сопротивление 0,027 Ом. сопротивление при 10В, а также

когда я запускаю симуляцию, я получаю, что ток через катушку составляет всего 4 мА, что далеко не достаточно, я не уверен, что я моделирую что-то неправильно или это правильно, исходя из того, как спроектирована схема. Кто-нибудь знает, как максимизировать ток катушки? Кроме того, даже с RC-демпферной цепью мои МОП-транзисторы сильно нагреваются! есть ли лучший способ уменьшить это? Моя частота ШИМ составляет 120 Гц от Arduino, и ее рабочий цикл составляет 40%.

Мои катушки имеют 220 витков и представляют собой провод 18 калибра, радиусом 2 см и длиной 2,5 см, это воздушные катушки, у меня нет сердечника.

Мои мосфеты FQP27P06 FQP30N06L

Заранее спасибо

РЕДАКТИРОВАТЬ После исправления ориентации PMOS мой результат выглядит хорошо.введите описание изображения здесь

Однако я обнаружил, что магнитное поле, создаваемое этими катушками, недостаточно сильное, чтобы левитировать мою капсулу. Могу ли я что-то сделать, чтобы сделать это сильнее?

РЕДАКТИРОВАТЬ2

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Ну, во-первых, похоже, что ваши верхние полевые МОП-транзисторы P-Channel вставлены в схему моделирования, а исток и сток поменялись местами. Обратите внимание на то, как ориентирован внутренний диод, чтобы он всегда был смещен в прямом направлении в цепи.
Какую индуктивность и сопротивление имеет катушка в вашем моделировании?
@MichaelKaras ааа, не заметил, что это было перевернуто, спасибо, что указали на это. Я буду обновлять пост с новыми результатами
@BruceAbbott Моя индуктивность установлена ​​​​на 3,25 мГн, которую я рассчитал с помощью онлайн-калькулятора, а сопротивление резистора составляет 0,85 Ом, что также взято из онлайн-калькулятора.
После того, как вы исправите ориентацию PMOS, обязательно опубликуйте, какие мосфеты вы используете. 18 В довольно высоко и, вероятно, приблизится к превышению предела Vgs для большинства реальных мосфетов.
Ваш PMOS выглядит так, как будто у них около 7 В игровой комнаты, что довольно безопасно, однако у вашего NMOS всего около 2 В. Я бы подумал о приобретении диода TVS или снижении их рабочего напряжения до 15 В (например, получить линейный стабилизатор на 15 В для питания драйвера затвора для NMOS). На мой взгляд, регулятор 15 В был бы проще, поскольку диод TVS должен быть очень точным (т.е. дорогим), чтобы не отводить слишком большой ток от затвора.
@ Дэйв, я вижу, проблема, с которой я столкнулся, заключается в том, что PMOS нагреваются, а NMOS все время находятся при комнатной температуре. Я могу запустить схему только около 2 минут, прежде чем мой PMOS взорвется. значения моей цепи снаббера равны c = 10 мкФ и R = 10 кОм, однако я думаю, что снаббер позволяет им работать немного дольше, на самом деле это не помогает с охлаждением PMOS
Пожалуйста, опубликуйте полную схему, используя редактор схем. Будет легче диагностировать проблему, если я действительно увижу всю вашу схему.
@Dave Дэйв, я только что опубликовал схему, используя конструктор схем. Спасибо.
Какие напряжения связаны с часами? Например, каков самый высокий уровень и самый низкий?
@Dave ШИМ, который я использую в настоящее время, исходит от Arduino, я получаю Vpp 4 В на полевых транзисторах N и P каналов. Транзисторы на логическом уровне, должны полностью включаться микроконтроллером 3,3-5В.
FQP27P06 не логического уровня - при пороговом напряжении 4В еле включается. Для полного включения требуется 10 В, поэтому было бы неплохо использовать полные 18 В.
@BruceAbbott, хотя это правда, что это не логический уровень, это P-MOSFET, он всегда проводит в этой цепи.

Ответы (1)

Напряжение заряда-разряда затвора находится между затвором и истоком полевого МОП-транзистора.

Вам нужно подключить затвор P-MOSFET к источнику напряжения, которое в вашем случае составляет 18 В, чтобы выключить его.

Как вы говорите, вы получаете около 5 В на затворе, поэтому P-MOSFETS всегда проводят, а N-MOSFETS переключаются .

Вы в основном замыкаете мост на частоте ШИМ и рабочем цикле. Для подтверждения измерьте потребляемый ток, даже при малом токе на выходе он должен быть высоким.

Также

  • Выходы ATMega не предназначены для использования при таком потенциале (напряжении).
  • Вы не включаете резистор между выходом ATMega и затвором, вероятно, он потребляет больше тока, чем должен.
  • Резисторы на ножке образуют делитель напряжения. Без сигнала привода напряжение будет близко в с с / 2 , два транзистора в одной ноге будут проводить.

Это всего лишь набросок

введите описание изображения здесь

С этой схемой затвор-исток P-MOSFET будет 0 В (предполагаемый подтягивающий резистор), и он будет непроводящим. Когда NPN-транзистор находится в проводящем состоянии, он подтягивает затвор-исток P-MOSFET к низкому напряжению (вы можете изменить подтягивающий резистор, чтобы отрегулировать это напряжение).

Да. Эта схема лучше. Но на тот случай, если вы не можете управлять MOSFET достаточно сильно, и они все еще сильно нагреваются из-за слишком долгого пребывания в линейной области, рассмотрите возможность добавления буферной схемы BJT. Это NPN поверх PNP, с базами, связанными вместе для входа, и эмиттерами, связанными вместе для вывода. Эти буферы должны управлять МОП-транзисторами и должны располагаться между МОП-транзисторами и транзистором Q1 со сдвигом логики.
Да, это просто набросок. Схема привода выбирается пользователем (тотемный столб, импульсный трансформатор, встроенный привод, оптоизолированный). Вопрос в том, что источник P-MOSFET находится на шине питания, поэтому при 0 В на выходе ATMega vgs будет 18 В, а при 5 В vgs составляет 18-5 В, что достаточно для почти полного включения, поэтому нет выключения состояние P-MOSFETS на исходной схеме.
Нужна помощь в разработке Н-моста для питания электромагнита.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v