Жизнеспособна ли эта мостовая схема H?

Существует одна серьезная проблема с вашим H-Bridge и две возможные проблемы в зависимости от режима работы.

Отсутствие объемной емкости

Рядом с Н-мостом нет конденсаторов большой емкости. Теперь, возможно, J2 находится рядом с относительно большим конденсатором, точно так же H-Bridge может работать только как тупой регулятор скорости вперед и назад без ШИМ.

если, однако, вы планируете посылать какую-либо форму модуляции, то отсутствие объемной емкости начнет влиять на работу. звон вблизи Н-моста, потенциальное перенапряжение, плохая переходная характеристика.

Тип шлюза

Полная схема использует BJT для подтягивания затворов LEG к 0 В и 10 кОм для подтягивания к высокому уровню.

Это означает, что BJT может очень быстро перевести гейты в низкий уровень (тип N отключается, тип P включается), но требуется 10k, чтобы вывести ворота в ВЫСОКИЙ уровень (тип N включается, тип P отключается).

Если вы планируете ШИМ затворы, и если бы инвертор имел реальную мощность, вы бы хотели переключать полевые транзисторы достаточно быстро, чтобы свести к минимуму потери при переключении, но достаточно медленно, чтобы смягчить любые звонки и прострелы, смягчаемые за счет мертвого времени.

В качестве альтернативы, особенно когда вы используете дополнительную пару, вы стремитесь иметь медленное ВКЛЮЧЕНИЕ и быстрое ВЫКЛЮЧЕНИЕ для каждого переключателя. С представленной топологией привода, когда INPUT_A или INPUT_B переходят от НИЗКОГО к ВЫСОКОМУ , вы можете быть в порядке, поскольку тип N отключает FAST, а тип P включает «быстро». Однако... для перехода с ВЫСОКОГО на НИЗКИЙ на INPUT_A или INPUT_B NTYPE будет медленно включаться, а hte PTYPE будет медленно выключаться... в зависимости от емкости затвора и порога затвора относительно напряжения DCLink вы можете испытать мягкую стрельбу. для этого перехода

Опять же, это может не быть проблемой, если вы не планируете использовать ШИМ на какой-либо разумной частоте.

Однако главная проблема...

Топология H-моста.

Вы правы, H-мосты и индуктивные нагрузки нуждаются в пути свободного хода, и у вас есть это с четырьмя полевыми транзисторами через внутренний диод. Однако вы добавили 4 дополнительных диода, и они выйдут из строя в тот момент, когда вы попытаетесь перейти из состояния H-моста.

Классический H-BRidge.

В H-мосте есть пять РАЗРЕШЕННЫХ состояний, затем два НЕЗАКОННЫХ и четыре, которые ничего не делают.

ЮРИДИЧЕСКИЕ состояния:

1. Все выключатели выключены - любой ток будет свободно вращаться при подаче питания и спаде
2. 1 и 2 ВКЛ. - положительный ток может накапливаться в нагрузке
3. 3 и 4 ВКЛ. - в нагрузке может накапливаться отрицательный ток
4. 1 и 3 ВКЛ. - петля нулевого напряжения, которая минимизирует падение тока нагрузки ИЛИ закорачивает обмотку.
5. 2 и 4 ON - петля нулевого напряжения, которая сводит к минимуму затухание тока нагрузки ИЛИ закорачивает обмотки.

Из-за того, что состояние топологии вашего шлюза 1 доступно только при отключенном питании. Без INPUT_A, B привод затвора переводит мост в состояние 5 (нижний полевой транзистор включен).

Теперь рассмотрим вашу топологию.

Теперь рассмотрим переход из состояния 2 в состояние 5 из-за потери управления или попытки использовать состояние нулевого напряжения: поскольку верхние полевые транзисторы открыты, ток хочет коммутировать через нижние диоды, НО дополнительные диоды теперь блокируют путь свободного хода. Индуктор заботится только о насыщении$V = L\frac{\Delta i}{\Delta t}$И с этой топологией вы пытаетесь мгновенно ОСТАНОВИТЬ протекание тока, и, таким образом, напряжение будет увеличиваться, чтобы поддерживать протекание тока, пока эти дополнительные диоды не лопнут и не будут уничтожены.

Вряд ли он подходит: -

• И Q1, и Q2 могут быть включены одновременно (это называется прострелом), и этого обычно следует избегать. Транзистор, который их питает, может быть слегка возбужден и работать линейно, создавая напряжение коллектора, которое находится на среднем уровне напряжения, и в этом основная проблема. Кроме того, даже при правильной активации этого транзистора, когда он выключится, емкости затвора и подтягивающий резистор 10 кОм заставят коллекторное напряжение подняться обратно к положительной шине, что может занять микросекунды, и произойдет прострел.
• То же Q3 и Q4
• D1, D2, D3 и D4 лишние для защиты, если только вы не пытаетесь очень быстро избавиться от накопленной энергии в двигателе - внутренние диоды в каждом мосфете будут сбрасывать лишнюю энергию в шину питания, НО для того, чтобы это работало адекватно, вам нужен накопительный конденсатор на шинах рядом с Н-мостом.
• Вы можете обнаружить, что когда шины питания слишком низкие, полевые МОП-транзисторы не включаются должным образом и сгорают - используйте систему UVLO (блокировка при пониженном напряжении, чтобы отключить полевые МОП-транзисторы от работы, когда питание слишком низкое).
• Если подать слишком высокое напряжение, может быть превышено напряжение пробоя затвора MOSFET. Теперь я понятия не имею, возможно ли это, но вы спросили!