Регулятор от 56 до 15 вольт для привода двигателя постоянного тока

У меня есть проект по управлению двигателем постоянного тока с очень дешевой конструкцией. Я нарисовал быструю схему, чтобы вы могли лучше понять схему (конденсаторы, индуктивность 2576, защитный колпачок, диод и т. д. не включены, +15 В постоянного тока является выходом регулятор);

введите описание изображения здесь

Чтобы управлять двигателем (42 В постоянного тока), напряжение нашей шины постоянного тока составляет 56 вольт. Для управления MOSFET и получения 5 вольт для микроконтроллера мне нужно преобразовать 56 вольт в 15 вольт с низкой стоимостью. Я планирую использовать LM2576HVT, для управления я выбрал IR2106, который может дать максимальный выходной ток 200 мА. Я также планировал использовать мосфеты IRF3710. Он имеет общий заряд затвора 130 нКл и заряд GS 26 нКл. Я планировал управлять затвором с резистором 100 Ом, чтобы уменьшить ток управления и уменьшить потери мощности вдоль лм2576.

Вождение с низким током приведет к более медленному включению, но если я изменю драйвер High-Low Side и управляю затвором с 1A, будет труднее переносить потери мощности, с которыми сталкивается регулятор. (Например: использование IR2110, 15-омный затвор сопротивление)

Теперь у нас есть 150 мА для управления, и мы можем предположить, что потребление тока 50 мА будет поступать от других цепей, всего 200 мА.

введите описание изображения здесь

Регулятор имеет КПД 83% при 56 В и 200 мА, поэтому потери мощности = ((15*0,2)/0,83)-(15*0,2)=0,61 Вт, верно? ( Расчет потерь мощности в импульсном регуляторе мощности? )

Если я использую высокий управляющий ток и среднее значение 1 А на выходе регулятора, потери мощности регулятора составят = ((15*1)/0,88)-(15*1)=2 Вт.

Если это так, я должен использовать драйвер с высоким выходным током и управлять MOSFET с высоким током?

Также мне интересно, может ли помочь добавление последовательного резистора на вход регулятора?

Также я должен добавить максимальную защиту напряжения для регулятора? (2576hvt может выдерживать максимальное входное напряжение 60 вольт)

Спасибо..

Если вам не нужны 15 В для других целей, то это может быть дешевле: преобразователь ST662 5 В в + 12 В.

Ответы (1)

Я планировал управлять затвором с резистором 100 Ом, чтобы уменьшить управляющий ток и уменьшить потери мощности на lm2576.

Затвор MOSFET представляет собой конденсатор: чтобы включить полевой транзистор, в затвор необходимо передать определенное количество заряда, это называется Qg или общий заряд затвора.

Выходной ток драйвера влияет только на то, сколько времени требуется, чтобы вставить Qg в затвор. Например, с вашим полевым МОП-транзистором Qg = 130 нКл при токе 1 А он будет переключаться за 130 нс, а при токе 0,1 А — за 1,3 мкс.

После включения полевого транзистора драйвер потребляет только свой ток холостого хода, который указан в техническом описании как «Ток питания в холостом режиме VCC», а максимальное значение составляет 340 мкА, что очень мало.

Таким образом, ток управления затвором влияет только на скорость переключения (и коммутационные потери MOSFET), но почти не влияет на ток, используемый драйвером MOSFET.

Этот ток можно оценить как:

Ф р е д ты е н с у * Вопрос г * 2

Поскольку есть два полевых транзистора, он будет использовать указанное выше количество заряда (кулонов) в секунду, а поскольку ток равен кулонам/с, у вас есть свой ток.

Для 25 кГц и 130 нКл это будет около 6,5 мА. Размер его для 10 мА максимум, вы будете в порядке.

(также ваш IR2106 не будет работать без загрузочных колпачков и диода).

На самом деле, ток управления затвором следует выбирать так, чтобы полевые транзисторы переключались настолько быстро, насколько это необходимо для снижения потерь при переключении, но не быстрее, так как это увеличивает электромагнитные помехи.