Драйвер двигателя для пары мощных моторов (от стеклоочистителя авто)

Итак, строим драйвер двигателя для пары мощных моторов от стеклоочистителя авто. На паре релюшек и паре мощных мосфетов.

На самом деле тема началась так:
Взываю к сообществу! Хочу собрать себе драйвер двигателей. В схеме присуствует IR4427S. Но ее нет в наличии в местном магазине, и ждать аж две недели под заказ. Совет нужен ASAP — так как заказ висит необработанный. Схема и прочее под катом.
Но я ее подредактировал после того, как вопрос с аналогом был решен.

Вот схема (инфо):

(Т1 дублирует Q1, Т2 дублирует Q2, Q6 дублирует Q3, а Q5 дублирует Q4, IC1 дублирует IC2, т.е. запаивать из каждой пары надо любой один)

Старая информация:
Вот инфо о IR4427S на gaw.ru.

Помогите, пожалуйста, с поиском аналога, чем вообще можно заменить эту штуку? Если я правильно понимаю, то это просто драйвер, который в итоге управляет мосфетами, то есть как бы мост между силовыми мосфетами и TTL логикой. Но ведь почему-то же авторы схемы выбрали именно этот элемент, а не какой-то другой. Управляться должно TTL уровнями (5 вольт), причем должно держать ШИМ. Сами движки — мощные, от стеклоочистителя авто, я думаю по 10А им хватит. Питание — автоаккумулятор 12 вольт (вот кстати, как я понял IR4427S как раз все равно на питание, и 12 вольт для нее норма, вроде до 20 вольт норма). А так как я пока что полный нуб в этом деле — не хотелось бы по глупости ошибиться и испортить кучу деталей.

Если вы будете на столько любезны, что захотите сами посмотреть сразу по наличию, то магазин вот этот: micel.ru (другого у нас в городе нету :( )

PS: заранее прошу прощения у тех, кто считает, что блог — не место для вопросов… Ребята, не обижайтесь! Тем более что, если соберу, то обязательно поделюсь результатами.

Update 1:
В общем, как я в итоге решил, с подачи Vga (спасибо ему), мне всего 1 IR4427S надо, а 1 была в наличии, так что детальки заказал, буду пытаться собирать. Зачем их там на схеме две — так и остается пока загадкой…

Update 2:
Загадка разгадана в комментариях :)
Схему перерисовал в DipTrace — тыц. Покритикуйте, пожалуйста?
Еще меня волнует вопрос: зачем нужны D6, D7, D8, D9 ? Я так понимаю, для защиты от обратных токов? Ладно, но почему именно HER508 и почему по два в параллель? Я их взял — они огромные, может можно по 1 обойтись (D6 и D8)?
D2 и D3 — тоже защитные, только для катушек реле, так? Хорошо, а там 1N4148 хватит?

Update 3:
Ответы на предыдущие вопросы — в комментариях :)
Добавил в схему 4 затворных резистора на мосфеты R6, R7, R8, R9 (пока что без номиналов, номиналы буду подбирать опытно, в диапазоне 50-120 Ом) и конденсатор C2. Схему обновил.
Сейчас занимаюсь разводкой.

Update 4:
Разводка:

DipTrace+TopoR. Дорожки силовые 1,5; сигнальные 0,5.
Компоненты конечно расположены кривовато, но я не нашел автовыравнивания в DT, а выравнивать вручную — ну уж нет :)
Печатку можно было сделать меньше, использовать смд-шки, но как протаскивать под смд-шками дорожки размером 1,5мм я не допендрил, а делать двусторонку — нафиг-нафиг :-Р Поэтому — старые-добрые выводные резюки.

Update 5:
Продолжаем фотоотчет — печаточка:
pcb1
pcb2

Update 6:
Пришлось новую лудильню подыскивать, в старую влезали платки только размером 7 на 7 не больше… И новая оказалась впритык, в общем, получилось не особо зеркально, но вроде ничего:
лужение

Update 7:
Ну вот, запаял :)
пайка
детальки на плате
Подключил первое попавшееся «шасси», быстренько накидал на макетке тест:

Все работает, ШИМ присутствует. Но мощных моторов под рукой пока нет, чтобы на них попробовать.
  • +1
  • 30 января 2012, 09:21
  • JustACat
  • 2
Файлы в топике: schem.png, pcb.png

Комментарии (24)

RSS свернуть / развернуть
Согласно каталогу по ссылке — как раз IR4427S в наличии есть.
Если можно входные сигналы инвертировать — можно поставить 4426.
Алсо странно они как-то поставлены, параллельно. Нафига? И если уж параллельно, то почему соединены каналы разных микросхем, а не одной?
О, они еще и в разных корпусах. Походу IC1/IC2 тоже друг друга дублируют и запаивать нужно только одну.
0
  • avatar
  • Vga
  • 30 января 2012, 10:01
Вот в этом и фишка, что в наличии есть всего 1, а надо то две… Кстати да, мне тоже было странно, что их там две, и одна с бквой S, а другая без нее… :(
Но я же нуб, боюсь сам такой хитрый вопрос решать: разведу, вытравлю, запаяю, а окажется, что надо две было по какой-то странной причине…
Может правда нужна только 1? А упомянуть об этом в описании забыли просто? Тогда я могу заказать, ибо 1 есть в наличии…
0
А ты сам подумай, нахрена в схеме может быть две микры, включенные параллельно пин-ту-пин и отличающиеся (но отличающиеся!) только корпусировкой? Почти наверняка — чтобы растрассировать плату под оба варианта, с последущим монтажом того, что достать удалось.
0
Вот такие тонкости как раз для меня пока не очевидны. (грешен, каюсь)… В силу недостатка опыта. То есть оно становится очевидно, когда кто-то носом ткнул, но вот сам не догадался.
А вот сам когда буду такое делать (по две микры в разных корпусах под наличие), тогда такие штуки не будут казаться удивительными :)
0
Ничего, это полезно, я благодаря этой пляске зато почитал про все микры из серии 4426-28 (ну пытался же аналоги искать) — это хорощо :)
Только вот что может зря народ взбаламутил в сообщетсве, но, надеюсь, не сильно, простят… :)
0
Да, наверное всего одна, согласно этой картинке:

Я там только одну вижу в таком корпусе.
0
roboforum.ru/forum69/topic7436-90.html
Последние два сообщения в теме.)
0
Блин, вот извращенцы :) Ну значит все ок, спасибо!
0
MC33152D, TC4420
0
удивляет только не желание разработчиков ставить затворные резисторы, впрочем оставим это на их совести :)
0
зачем нужны D6, D7, D8, D9? Я так понимаю, для защиты от обратных токов?
Да. Зачем по два — хз. Возможно тоже дублируются разные корпуса.
D2 и D3 — тоже защитные, только для катушек реле, так? Хорошо, а там 1N4148 хватит?
Да. Должно хватить.

А вот затворные резисторы и правда можно поставить. За рекомендациями по их выбору я думаю стоит обратиться к даташиту.
0
  • avatar
  • Vga
  • 30 января 2012, 21:39
Не забывайте, что два нижних драйвера можно получить используя драйвер полумоста с разделенным управлением. Например: берете IR2113 (или что-то подобное, то что проще достать), нижний драйвер используете по назначению, а верхний — в нижнем включении, убрав цепь бутстрепного питания. По схеме: добавить керамику по питанию драйверов, добавить затворные резисторы к полевикам, причем каждому свой.
0
Это просто финиш какой-то! :) Читаю всякие доки, везде упоминается и рисуется затворный резистор, но нигде не могу найти его вменяемых рассчетов…
Вот тут нашел вполне себе вменяемый рассчет (понятный более-менее моему пустому пока что сознанию), но для биполярного транзистора… А у нас-то полевики, для них ведь, наверняка, рассчет другой…
Ну ладно, в процессе поисков наткнулся на такую схему (и еще несколько подобных), если верить ей, то для irlml2502 подойдет затворный резистор на 4K7. Принять на веру? Ниже на страничке робофорума про транзисторы avr123 пишет, что для irlml2502 достаточно 100 ом затворного… Мой мозг плавится.
Какой поставить затворный резистор на IRFZ44N — так и остается для меня пока загадкой.
Вообще, как я понял, затворный резистор портит скорость срабатывания схемы — разве не так? Чем он больше, тем медленнее транзистор будет переключаться…
Вот отсюда:
«Использование слишком маленького резистора приведет к наличию выброса на фронтах управляющего сигнала, но скорость переключения транзистора будет высокой. Если резистор будет слишком большой, выброса не будет, но скорость переключения упадет без всякого улучшения качества работы схемы управления.»
Для irlml2502 — это не критично, она релешкой управляет, а вот для IRFZ44N — там ведь ШИМ…

В общем, добавил в схему затворные резисторы R6, R7, R8, R9 — пока без номиналов. И 1 керамический кондер к питанию ir4427 C2. Схему обновил.
0
Расчет резистора довольно сложен, более менее внятный процесс описан в книжке Б.Ю. Семенов «Силовая электроника». Есть конечно апноуты по этой теме от IR и Intersil. Если частота ШИМ будет на выше 20 Кгц, резистор можно выбрать в районе 47-120 Ом. Но в любом случае значение там не килоОМЫ! Резистор этот влияет на скорость переключения транзистора, и как следствие на динамические потри на этом транзисторе в моменты переключения. Чем выше скорость тем меньше потерь, но тем выше вероятность и величина опасного вфброса напряжения… это так в кратце. При слишком большом резисторе, потери на переключения могут сильно превышать оммические потери, в результате транзистор вродебы хороший, но при работе и довольно низком токе начинает довольно прилично нагреваться…
Короче, ставьте 100 Ом, или 50… и не заморачивайтесь… все будет тип том если схему не кочегарить частотами более 50 кгц. Если надо понаучному или разобраться в теме, то читайте книжку которую я упоянул.
0
Хм, радует меня, что, видимо, не совсем я нуб, и что-то понял првильно :)
Супербыстрого шима конечно не будет — это драйвер для домашнего робота на базе ПК, движки от стеклоочистителя, классика в общем.
По научному и разобраться в теме — это очень правильно, но, думаю, в разрезе хоббийного строительства оно мне не к чему (делать на продажу не собираюсь).

В общем, спасибо за информацию и помощь!
0
IMHO, все становится просто для понимания, если не забывать, что полевик, с точки зрения источника сигнала, это, по большому счету, просто емкость. Причем, чем мощнее полевик, тем, как правило, больше емкость. Вот именно эту емкость и перезаряжает драйвер. Где-то так…
0
Тоже интересный взгляд :)
0
Ну это, вобщем, очевидный взгляд, если знать, что вообще представляет из себя полевик или просто посмотреть эквивалентную схему полевика. На вскидку нашлось, например, такое www.irf.com/technical-info/appnotes/mosfet.pdf Там на Figure 11 эквивалентная схема, вход выглядит как два конденсатора. Особенно полезно в этой доке то, что тут рассматривается именно мощный полевик и упор на переключательный режим, у маломощных несколько другие акценты…
0
Соглашусь с вышеописанным. Затворный резистор — это компромисс между многими факторами. В Вашем случае, я бы поставил Rg<=Vss/Iout. Например: Vss=15В, по даташиту на драйвер Iout=1.5A, получаем Rg <= 10 Ом. Если будете ставить резистор большего номинала, тогда не оправдывается выбор драйвера на 1,5А. Если разогревается полевик — уменьшайте. И если есть осциллограф, надо контролировать затворное напряжение на «выбросы». Если есть фатальные выбросы — увеличивайте.
+1
Да, решил, что буду опытным путем подбирать. Осца, к сожалению, пока нет…
Спасибо!
0

Как вариант… из апноутов SPECTRUM DIGITAL
0
  • avatar
  • kalik
  • 01 февраля 2012, 01:08
0
Спасибо, ознакомлюсь!
0
IR21064 — 200mA/350mA, а IR4427 — 1.5A/1.5A т.е. если все-таки нужна высокая скорость переключения, то с IR4427 нужно использовать более низкоомные затворные резисторы.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.