The high side drivers, или как заставить корову летать)))

Столкнулся с проблемой, для управления ДПТ-шкой и тому подобными, нужно было держать открытым ( не поверите ) верхний ключ… Лепить всякие релюхи и тому подобное г*н* желания мало было… да и не практично это и громоздко! Благо доступных и не дорогих драйверов в продаже полно (На крайний случай можно и образцов каких нить драйверков заказать!)
Более всего нашему народу доступны драйвера фирмы International Rectifier и maxim. Первой попавшейся в магазинчике была IR2117. По datasheet: SINGLE CHANNEL DRIVER!!!


Но… с небольшими траблами))) Время открытия ключа зависит от заряда накопленного на boot strap-ном конденсаторе, который должен периодически подзаряжаться. Для увеличения времени открытия можно поставить большой емкости конденсатор ( грозит «big bang» сделать) или прилепить какую либо примочку!!!
Попыхтев… помозговав… погуглив… попалась мне схемка для IR2125, которую было сразу же перепилено для своих целей!



Суть ее работы в следующем (НАГЛОПЕРЕДРАНО С ИСТОЧНИКА ВДОХНОВЕНИЯ):
Для удовлетворения требований обеспечения малотокового режима работы в IR21xx подкачка заряда выполняется таймером серии 555. Когда транзистор выключен, бутстрепная емкость заряжается через диод VD1 и нагрузочный резистор. Когда транзистор включен, резистор с номиналом 100кОм отводит на землю заряд, накопленный в емкости 100нФ, соединенной с выводами 1 и 8 таймера 555, подающего напряжение 15В относительно вывода 5 IR21хх. Цепь накачки заряда, выполненная на двух диодах типа 1N4148 и емкости в 10нФ, создает импульсы 7,5кГц на выводе 3 таймера 555 до 15В относительно шины Vs и заряжает бутстрепную емкость.
Данная «гадость» была реализована неоднократно и протестирована!!! И, самое главное, результатом работы я не остался доволен!!! Таймер давал лишнее шумы и были моменты, когда емкость не накачивалась… в результате чего транзистор жил своей жизнью… (За отсутствие графического подтверждения прошу извинить, все пробные версии девайса были тут же распаяны со словами негодования и прилеплены на другие разрабатываемые девайсы!!!).
Проблему решил со временем и очень просто) Самым надежным и «почти» дешевым способом.
Ковыряя Technical Reference к DMC1500 от SPECTRUM DIGITAL в буржуйской схеме меня заинтересовало назначение Р9, Р10, Р11…



И эврика (выковыряно от сюда):
2.13 External Driver Power
The high side drivers in U3-U5 are normally powered by the boot strap method. If you want to have continuous gate drive voltage then you can apply 12-15VDC to connectors P8-P10. Each of these three supplies must be isolated from each other and ground.

Что с моим плохи инглишем перевелось как: Подруби отдельные, гальванически развязанные питания «12-15VDC» и не мучай голову глупостями!))) Все это тут же было намотано, выпрямлено, подключено и проверено!!! Вот где она и полетела)))
  • +3
  • 23 февраля 2012, 17:38
  • kalik

Комментарии (39)

RSS свернуть / развернуть
Не всегда есть куда намотать и что выпрямить.
0
Ребята, кто-нибудь! Напишите пожалуйста обзорную статью о том, как пользоваться драйверами ключей, зачем нужны драйверы полумоста, что такое полный мост и в чем отличие решение на микросхеме от схемы на дискретных транзисторах. Или хотя-бы книжку посоветуйте.
0
  • avatar
  • Const
  • 23 февраля 2012, 20:16
Можно и такую запилить… только через пару дней, время когда будет!
0
Вот тебе книжка.
Кратко: чтобы переключить MOSFET — нужно перезарядить его затвор, ведущий себя примерно как конденсатор. Для импульсных схем крайне важно делать это быстро — во время переключения на транзисторе выделяется большая мощность, и чем дольше переключать — тем хуже КПД и выше нагрев транзистора. Скорость перезаряда затвора прямо пропорциональна току, который может обеспечить управляющая этим MOSFET'ом схема. Так вот драйвер способен обеспечить куда больший ток, чем, например, МК (1-2А против 20-50мА).
Драйверы полумоста, как ни странно, нужны для управления полумостом (что это — сказано у Семенова). По сути это два драйвера в одном корпусе — верхнего ключа и нижнего ключа. Драйвер верхнего ключа, помимо проблемы достаточного выходного тока, решает и проблему управления верхним транзистором, которую без него приходится решать при помощи опторазвязки или трансформатора.
Что такое полный мост — описано все у того же Семенова. По сути — два работающих в противофазе полумоста, между выходами которых включена нагрузка.
Решение на микросхеме проще и компактнее решения на транзисторах. К тому же, получить требуемые параметры на транзисторах не такая простая задача.
0
А самое главное — если переключаем нагрузку на 12В, на затвор N-катального транзистора надо вкачивать 18-24В, это и есть главная задача, которую драйверы решают :-)
0
Есть и логические полевички, с порогом открывания меньше вольта — им для управления 5В или даже 3,3В хватит.
0
Т.е 12+5=17В или всего 12+3.3=15.3, что не сильно облегчает задачу )
0
А, ты про верхний ключ. В таком случае драйверу без разницы сколько подаётся на верхний транзистор — 12 или 300.
0
Как-то без <обрезок> смотрится в общем списке уе-но! Если не в лом, поправь.
0
Лепить форматики А3 и т.д. не охота!!! Да и лишним засорять рисунки…
0
Я к тому, что в общем разделе твой блог занимает прилично места + картинки + твои наработки. Читать будут не все, а те, кому интересно. А выложить целый топик без тега как-то не гуманно (я к примеру сижу по 3G и мне лишний трафик не оч. приятно). Хотя ответ твой понял. Умываю руки и сорри за офф.
0
НЕ понял
0
понял!
0
Честно говоря, не могу понять, почему бы не применить что-то типа. Фронты никакие, но на низкочастотном ШИМе с этим можно мириться.
0
На больших мощностях эти «фронты» выпалят все…
0
Напишите мощность и вообще Ваше ТЗ.
0
Конечно, Вам решать. Но я бы скорее поставил по-больше радиатор, чем городил второе питание.
0
И еще… Если Вы получаете постоянное напряжение, выпрямляя переменное, то почему бы не применить типовое решение регулятора мощности на динистор+тиристорТакое решение (правда схема другая) я видел в бормашинке PROXXON (правда при ремонте этого самого регулятора оборотов :))
0
На данный момент: «Вентельно-индукторный привод».
Мощность))) 500 Вт до 3 кВт!
Силовая часть соединена по схеме «асимметричный мост»!
0
Да, мощность уже значительная. Применение специализированных драйверов обязательно плюс развязать управление от силовой части.
0
Для малых мощностей не лепил бы так!

Развязка по управлению на этой гадости!
0
Просто из статьи не понятно, какая «ДПТ-шка» и как хотите ей управлять. Так как Вы сказали
Лепить всякие релюхи и тому подобное ...
я подумал это какая-та маломощная затея типо «сверлилка» :)
0
ДПТ-шка — была полигоном для тестирования!

А все в сумме ведет к вот такому девайсу!
0
Успехов и ждем статей…
0
Это что?
чето типа плавного запуска?
типа частотного преобразователя для асинхронных двигателей трехфазных
я по немецки не бельме
угадал нет?
0
да и рядом с ним не лежало!!!
привод вентильно-индукторный!!! с относительно ровными, из за своей простоты конструкции, руками можно такие двигатели дома «болгаркой» клепать!!! Единственное НО! — система управления обязательна + обратные связи!!!
0
А попробуй. Тока не забудь запасными транзисторами запастись :3
0
Есть драйвер ключей верхнего плеча IR2127. Он по сути также построен как IR2117, только с датчиком тока. Подскажите, как любой из этих драйверов подключить к МК с функцией удержания какого то максимального тока на полевом транзисторе, например 5А в течение 1 секунды, а потом уже и последующее отключение управляющего сигнала с полевика. Стандартная схема не подойдет. Очень хотелось бы разобраться…
0
по подробней? какие цели как управлять?
0
Хотелось бы для себя вот что сделать. Транзистор полевой использовать для коммутирования больших токов, например до 5А, когда нагрузка будет потреблять именно 5А, удержать ток потребления нагрузки примерно секунду, а по хорошему вообще сделать этот параметр изменяемым, и только потом выключать полевой транзистор. Подскажите как лучше выполнить.
0
Мазахизм! Есть драйвера со встроенным генератором накачки бутсрепного конденсатора. Например для управления низковольтными моторами, Н мост — HIP4081. Купили впаяли и радуйтесь!
0
Добавлю, что HIP, к тому же, довольно быстрый, в отличие от большинства IRS-ок.
0
Только вот цена и доставабельность IR'ок — в каждом подвальчике, а ваши HIP4081… хрен найдешь днем с огнем… Для серии не вкатывает.
0
В двух из трех моих основных точек они есть на складе, третяя берется привезти. Стоимость в одном месте 16грн, в другом 20. IR/IRS стоят примерно тех же денег, и далеко не всякие модификации есть в наличии. С учетом того, что на одну HIP надо минимум две ir-ки, экономия налицо, причем для серии она будет весьма заметная.

P.S. HIP4081 весьма распространенный чип, хотя и мало известный у нас…
0
Ну дело хозяйское, хотите епаться со всяким отдельным питанием и тп мурой флаг в руки и в колонну идущих :)
Если серия как раз можно купить достаточно дешево, недавно купил 30 шт по 43р на элитане. Ждите когда появятся снова по этой цене… Можно на фарнеле поискать, да мало ли где если для серии.
И они не наши, и интерсиловские :)
0
Драйвер HIP4081 отличный! Да и цена нормальная… НО!!!!
До 80В!? Иногда этого маловато!!!
0
В моем проекте питание батарейное 24В, силовая часть под 2 варианта мотора: полумост с реле реверса или полный мост, ток нагрузки до 50А. После долгих размышлений решил сделать простой повышающий преобразователь на 36В для верхних плеч. Дополнительно этот же источник будет открывать общий коммутатор на мощном N-полевике. Посоветуйте микросхему драйвера одного плеча или двух плеч под раздельные источники питания на ток до 3 А. Спасибо.
0
Спасибо!
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.