Проблемы с драйверами H-моста L293, L298 и SN754410 при низком напряжении питания

Этот вопрос касается следующих трех встроенных драйверов H-моста:

  • L293 или L293D (D = добавлены защитные диоды)
  • SN754410 (в комплекте защитные диоды)
  • L298 (без защитных диодов)

Раз за разом возникает один и тот же вопрос — кто-то использует одно из этих устройств (при низком напряжении, обычно около 6 В или меньше), и они просто не работают должным образом. Причины перечислены ниже, но мой вопрос таков: -

What H-bridge drivers are preferred when controlling a low-voltage motor?

Информация

L293 и SN754410 почти идентичны, и, что особенно важно, если вы попытаетесь управлять нагрузкой в ​​1 ампер, вы столкнетесь с удручающей производительностью:

введите описание изображения здесь

В таблицах указано (типичные условия), что верхний транзистор падает (теряет) около 1,4 вольт при нагрузке 1 А, а нижний транзистор падает (теряет) около 1,2 вольт при нагрузке 1 А. В результате, если у вас есть двигатель 6 В, 1 А и аккумулятор 6 В, не ожидайте увидеть напряжение более 3,4 В на двигателе:

В О U Т "=" 6 В ( 1,4 В + 1,2 В ) "=" 3.4 В

В худшем случае вы можете увидеть только 2,4 вольта на нем.

А как насчет L298? У него хороший большой радиатор, в то время как L293 и SN754410 выглядят как обычные чипы. Вот как выглядит падение напряжения (потери):

введите описание изображения здесь

Это та же история - для нагрузки 1 А вы можете ожидать потери до 3,2 вольта, а то, что вы думали, может быть 6 вольт на вашем двигателе, в лучшем случае составляет 4,2 вольта, а в худшем - только 2,8 вольта.

Ясно, что ни одно из перечисленных устройств не подходит для приложений с низким напряжением, где двигатель может потреблять более 0,5 ампер.

Я использовал как L298, так и L293D. Я бы рекомендовал L298 вместо L293D. На практике падение напряжения никогда не было ниже 1 В для 1-амперного 6-вольтового двигателя. С другой стороны, у L293D падение напряжения было намного хуже.
@AdelBibi в полной конфигурации моста H, спецификация говорит, что минимальное падение напряжения составляет 1,80 вольт - я не понимаю, как вы можете сказать, что оно было ниже 1 вольта, если вы не имеете в виду это для полумостовой конфигурации?
У меня полный мост. Это может быть связано с тем, что я использую модуль, который может иметь определенную схему, которая помогает улучшить падение напряжения. Я использую аналогичный: ebay.com/itm/…
Мне кажется, что это торговый вопрос и его следует считать не по теме. Вопрос довольно четко касается «предпочтительных» драйверов, которые являются коммерческими продуктами, а не общими дизайнерскими решениями проблемы. Я немного нервничаю из-за голосования, чтобы закрыть вопрос, заданный кем-то с такой репутацией, но давайте посмотрим, что думает сообщество.
См. обсуждение на сайте meta.electronics.stackexchange.com/questions/3439/… относительно предыдущего случая, когда кто-то задавал вопрос, а затем отвечал рекомендацией конкретного коммерческого продукта.
Да, это был вопрос, который я действительно искал. +1 Этот вопрос полезен и кристально ясен.

Ответы (2)

Этот ответ был предоставлен в 2014 году и отражает устройства, которые были доступны в то время. Смысл этого ответа в том, чтобы продемонстрировать, что есть гораздо лучшие устройства по сравнению с проблемными (и несколько архаичными) частями, перечисленными в исходном вопросе.

Если вы впервые читаете это сообщение в надежде найти рекомендацию по микросхеме драйвера H-моста двигателя, я призываю вас искать ее в списках деталей обычных поставщиков полупроводников, а не брать рекомендации по продуктам для покупок из этот ответ.

Для низких напряжений вроде DRV8837 вполне хорош:

введите описание изображения здесь

При нагрузке 800 мА падение напряжения составляет: -

я О р О С ( О Н ) = 800 мА x 0,33 Ом = 0,264 В. При этом токе рассеиваемая мощность составит 0,8 х 0,8 х 0,33 Вт = 211 мВт.

Сравните это с рассеиваемой мощностью около 800 мА у L293 - возможно, теряется около 3 В, что приводит к рассеиваемой мощности 2,4 Вт.

VNH5200AS -E от ST также довольно хорош и предназначен для питания от 5,5 до 18 В:

введите описание изображения здесь

Кроме того, еще одно предложение от ST — VN5770AKP-E . Он может быть сконфигурирован как отдельные полевые МОП-транзисторы верхнего и нижнего плеча (включая драйверы) или просто подключен как Н-мост.

Также есть MC33887 от Freescale (ранее Motorola):

введите описание изображения здесь

Он также имеет сопротивления в нижних сотнях миллиом.

DRV8833 и DRV8835 — это 2-канальные (двойной Н-мост) альтернативы, которые в остальном вполне сопоставимы.
@Энди, я думаю, что мы здесь на очень опасной территории. Вы задали вопрос, а затем дали свой ответ, который является рекомендацией для конкретного коммерческого продукта. Здесь есть прецедент, что это неуместно. Я не сомневаюсь, что это полезная информация, но вы открываете шлюзы для скрытой рекламы и неэтичного продвижения.
@JoeHass Я понимаю вашу точку зрения, и тот факт, что вы сейчас говорите это, означает, что этого, вероятно, не произойдет из-за коллективного усердия участников. Я попытаюсь добавить к этому ответу продукт, не принадлежащий TI, чтобы немного повысить уровень. К настоящему времени я скорее надеялся получить другие ответы - наверняка должны быть другие поставщики предложений, кроме TI?
@JoeHass Я добавил пару устройств от ST и устройство от Freescale, чтобы немного уравновесить ситуацию. Я все еще надеюсь на больше ответов все же.
@Andyaka Вы запросили больше производителей - Allegro A4952, A4953 слишком сложны, чтобы предлагать их для обычного привода щеточного двигателя? Переключатели DMOS около 1 Ом. Тепловая нагрузка может выдерживать ток двигателя 1А. A4950 немного надежнее.
@glen_geek В то время, когда я писал это, моей главной заботой было донести сообщение о печально известных устройствах, упомянутых в вопросе, и иметь стандартные вопросы и ответы на бирже стека, объясняющие проблемы, чтобы многие вопросы по этой теме (в месяц) могли быть закрыт как в основном дубликат этого. Вероятно, это будет слишком против правил, чтобы добавить больше, хотя я проверил последний, и он выглядит круто. Я думаю, ваш комментарий теперь служит цели ответа.
Я думаю, что одна из основных причин популярности SN754410 и его предшественника заключается в том, что они поставляются в совместимых с макетами корпусах PDIP, а также довольно хорошо работают в диапазоне 6–9 В (2S lipo и 9 В — обычные настройки питания для начинающих) — хотелось бы увидеть хорошую альтернативу, которая не имеет vmax 5,5 В или vmin 8 В

IR2210 — наиболее популярный драйвер MOSFET, используемый в схемах силовой электроники и при проектировании Н-моста. Вы можете посмотреть полное руководство о том, как сделать H-мост с использованием IR2210. Он очень хорошо все объясняет http://microcontrollerslab.com/use-mosfet-driver-1r2110/ http://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridge-using-ir2110/

Я не могу найти такого драйвера. Если вы имели в виду IR2110, то это не низковольтный драйвер (минимальное рекомендуемое напряжение питания 10 В).