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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

      Prezados membros do Clube do Hardware, Está aberto o processo de seleção de novos moderadores para diversos setores ou áreas do Clube do Hardware. Os requisitos são:   Pelo menos 500 posts e um ano de cadastro; Boa frequência de participação; Ser respeitoso, cordial e educado com os demais membros; Ter bom nível de português; Ter razoável conhecimento da área em que pretende atuar; Saber trabalhar em equipe (com os moderadores, coordenadores e administradores).   Os interessados deverão enviar uma mensagem privada para o usuário @Equipe Clube do Hardware com o título "Candidato a moderador". A mensagem deverá conter respostas às perguntas abaixo:   Qual o seu nome completo? Qual sua data de nascimento? Qual sua formação/profissão? Já atuou como moderador em algo outro fórum, se sim, qual? De forma sucinta, explique o porquê de querer ser moderador do fórum e conte-nos um pouco sobre você.   OBS: Não se trata de função remunerada. Todos que fazem parte do staff são voluntários.
MurilloFCL

Projeto Inversor de frequência

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Olá pessoal, estou desenvolvendo um projeto de inversor de frequência trifásico, e fiquei com dúvidas na parte de níveis de corrente necessários pelo IGBT.
O que estou usando é um FGA25N120ANTDTU, e havia pensado em enviar os sinais do PIC a um TLP250 (para fins de isolamento) e depois do TLP250 enviar o sinal a drivers IR21094 (com circuitos de bootstrap) que tenho disponíveis, estes são capazes de fornecer o PWM complementar e incluir um Dead Time. Porém não consegui obter informações sobre corrente necessária para o gate do IGBT, e com isso surgiu a duvida uma fonte de 15V 1A será suficiente para todos IGBTs? ou preciso de mais corrente ? Ou ainda 3 fontes separadas?
A saída do TLP é capaz de fornecer até 2 A, porém o IR21094 fornece na saída até 250 mA. Mais um ponto em que fiquei confuso.... Bastaria apenas o TLP250 para guiar os IGBTs (é claro que neste caso o PIC teria que fornecer os 6 PWM e o dead time)?
Outra questão ainda é de como deve ser o circuito de entrada do gate do IGBT, basta um resistor ou um circuito maior é necessário?

São várias dúvidas e espero que alguém possa me ajudar...
Obrigado por enquanto.

Editado por MurilloFCL

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3 horas atrás, MurilloFCL disse:

São várias dúvidas

Parcialmente...

 

3 horas atrás, MurilloFCL disse:

uma fonte de 15V 1A será suficiente para todos IGBTs?

sim. A corrente do gate é bem baixa. Dá até mesmo pro controlador os 15V 1A dão conta. Cogite regulador step down

 

3 horas atrás, MurilloFCL disse:

Outra questão ainda é de como deve ser o circuito de entrada do gate do IGBT, basta um resistor ou um circuito maior é necessário?

Penso que o IR21094 já proporciona a correta interface entre mc e igbt. Apesar que já vi (usei um) módulo igbt com acionamento com nível lógico ou seja semimastigado

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3 horas atrás, MurilloFCL disse:

Olá pessoal, estou desenvolvendo um projeto de inversor de frequência trifásico, e fiquei com dúvidas na parte de níveis de corrente necessários pelo IGBT.
O que estou usando é um FGA25N120ANTDTU, e havia pensado em enviar os sinais do PIC a um TLP250 (para fins de isolamento) e depois do TLP250 enviar o sinal a drivers IR21094 (com circuitos de bootstrap) que tenho disponíveis, estes são capazes de fornecer o PWM complementar e incluir um Dead Time. Porém não consegui obter informações sobre corrente necessária para o gate do IGBT, e com isso surgiu a duvida uma fonte de 15V 1A será suficiente para todos IGBTs? ou preciso de mais corrente ? Ou ainda 3 fontes separadas?
A saída do TLP é capaz de fornecer até 2 A, porém o IR21094 fornece na saída até 250 mA. Mais um ponto em que fiquei confuso.... Bastaria apenas o TLP250 para guiar os IGBTs (é claro que neste caso o PIC teria que fornecer os 6 PWM e o dead time)?
Outra questão ainda é de como deve ser o circuito de entrada do gate do IGBT, basta um resistor ou um circuito maior é necessário?

São várias dúvidas e espero que alguém possa me ajudar...
Obrigado por enquanto.

 

Use diretamente o TLP250 que foi justamente feito para ser usado como drivers.

É só pôr o circuito de bootstrap. 

 

 

adicionado 3 minutos depois

driverinversor.png&key=f3c55bdcbc2d68c33 

 

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  • Autor do tópico
  •  

    27 minutos atrás, albert_emule disse:

    Use diretamente o TLP250 que foi justamente feito para ser usado como drivers.

    É só pôr o circuito de bootstrap. 

     

    adicionado 3 minutos depois

    driverinversor.png&key=f3c55bdcbc2d68c33

    Neste caso então o ground da fonte 15V ficaria no mesmo potencial que os emisores inferiores de cada braço de IGBT? Desta forma poderia utilizar apenas uma fonte para os três braços e não teria problema com referenciais, é isto?

    Estou utilizando IGBT com sinal de gate 15V e tensão ~310Vcc como poderia dimensionar corretamente os valores do componentes do bootstrap? ou os valores apresentados no exemplo poderiam ser utilizados?

    Obrigado

     

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    6 horas atrás, MurilloFCL disse:

    uma fonte de 15V 1A será suficiente para todos IGBTs?

    A corrente desses IGBTs é bem grandinha, mas apenas durante o ciclo de disparo, depois cai para zero. Vai passar de 1A, não se comuta um gate de 200nC com baixa corrente, mas para aguentar o pico de consumo é que existem os capacitores. Coloque encostado na alimentação de cada driver um capacitor de pelo menos 1uF, no intervalo entre um disparo e outro o capacitor se recupera fácil.

    Calculo do consumo de corrente de gate:

    I = Qg x frequencia; supondo 20kHz, = 200.10^-9 x 20000 = 4mA por IGBT

    Editado por Sérgio Lembo

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    Há quem diga que vais precisar de duas fontes. Detalhe importante: isoladas. Perceba a não conexão VEEH1 e VEEL

    igbt_-_1-2_h-bridge_1635-jpg.875

     

     

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    No mesmo raciocínio do post da @Isadora Ferraz, acho que serão 4 fontes de 15V, pois o sistema é trifásico:

    Veeh1

    Veeh2

    Veeh3

    Veel (é o mesmo nas 3 fases)

    Se fizer uma fonte flyback com 4 secundários, deu.

    Tb pode fazer o acionamento com uso de transformadores. Não são caros, são chatos de construir.

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    ...em outras palavras, como o autor já percebeu, há importância no tal circuito boot strap. Caso ele utilize o driver IR21094 penso que nem necessita das fontes adicionais.

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    Não tem como escapar: ou usa fonte com 4 saidas isoladas ou usa transformador. Transformador pode acarretar alguns problemas quando o duty é diferente de 50%, aumenta a complexidade do circuito. O uso de fonte com 4 saidas facilita e muito.

    Sem título.gif

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  • Autor do tópico
  • Realmente. Estava vendo há pouco algumas applications notes da Fairchild e IR e me parece que o uso do circuito de bootstrap dispensa o uso de várias fontes, porêm há a limitação de que o duty cycle do igbt superior não seja grande (maior que 50%), pois neste caso o tempo em ON do igbt inferior pode ser insuficiente para carregar o capacitor de bootstrap prejudicando com isso o disparo do igbt superior no próximo ciclo.
    Em meu projeto os duty cycles variam senoidalmente e assim apresentam duty grande em parte do tempo... não sei como o circuito bootstrap reagiria nesse caso.

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    46 minutos atrás, MurilloFCL disse:

    me parece que o uso do circuito de bootstrap dispensa o uso de várias fontes

    Encontrei isso agora,  até eu quero estudar melhor isso.

    Sem título.png

    Editado por Sérgio Lembo

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  • Autor do tópico
  • image.png.8293864e07e416e637c35189fb015c18.png

    Mais uma dúvida que me surgiu, considerando a ponte trifásica de IGBTs da figura, posso ligar um unico dissipador(mas bem grande) nos 3 IGBTs superiores mas não posso utilizar um unico dissipador nos 3 IGBTs inferiores, é isso?

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    Permita-nos observar que pra nós esta dúvida é bem elementar mesmo assim temos o prazer em lhe orientar...

    Se o corpo for estiver em contato com o coletor, sim: é isso mesmo. No entanto por segurança coloque bucha/mica em todos aí pode usar um dissipadorzão só em todos.

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    Sem esquecer da pasta térmica. 

    Se usar isolador de mica ou silicone, aplicar pasta térmica em ambos os lados dela.

    Pouca, mas suficiente. 

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    Ah sim, não precisa bucha se for este. Mas a mica sim. Meça entre o terminal do meio e a carcaça dele pra você ver...

    sorry não vi o d.s. pra confirmar ok?

    abç

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  • Autor do tópico
  • image.png.68970b1884034246273129e398575f81.pngimage.png.af88c9e996eee2d3a699eeaa57ea462f.png

    Agradeço muito a ajuda de todos, e se me permitem, segue mais uma duvida que também considero bem elementar.
    Segundo alguns cálculos cheguei em um dissipador como este da imagem, porém este possui largura entre aletas de 6,6 mm e a dúvida é se a porca/parafuso para o encapsulamento TO-3P ira encaixar neste espaço de 6,6mm....

    (A verdade é que nem sei se esse dissipador com 8mm de largura na base será adequado...)

     

    Editado por MurilloFCL

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    É... pelo jeito tens pouca intimidade com o lado "pesado" da vida mas isso.. ndv kk. Sim amigo uma porca de parafuso rosca 3mm - o adequado pro seu caso - cabe sim entre aletas. E se não coubesse que que tem? Nada te impediria de por a mão num macho... para abrir rosca... É amigo.. aqui fora a vida é dura... kk

     

    E sim existem cálculos pra dissipador mas penso que são muitos dados pra alimentar aff .. teoria? to fora há décadas. Se o motor que vis controlar for de pouca potência, penso que este dá conta sim. Só intuição...

     

    abç

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  • Autor do tópico
  • kkkkkkk na verdade tens uma visão errônea sobre mim, estou acostumado a manipular furadeiras, serras, formões, talhadeiras e varios tipos de ferramentas ditas "pesadas"... Apenas não tenho experiência com circuitos eletrônicos na prática e não tinha certeza se o parafuso/porca iria realmente entre as aletas, ou a conexão com o dissipador era feita de alguma outra forma (nunca se sabe, quando não tens a prática). Além disso estava receoso quanto ao fato de entrar roçando as aletas caso não encontrasse um parafuso pequeninho por aqui....

    Agradeço novamente a atenção e o auxílio :)
    Abç

    Editado por MurilloFCL

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    Neste caso humildemente peço perdão pela ...

    1 hora atrás, MurilloFCL disse:

    visão errônea

    que tive sobre ti pois admiro o ramo da mecânica e claro os que o seguem.

     

    1 hora atrás, MurilloFCL disse:

    caso não encontrasse um parafuso pequeninho por aqui

    Provavelmente já cogitaste isso mas por ser alumínio existe a possibilidade de colocares um parafuso autoatarrachante bastando um furo um pouco menor que seu diámetro. Neste caso é ainda mais importante colocar arruela de pressão. Chovi no molhado mas me deu vontade te dar esta sugestão.

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  • Autor do tópico
  • 23 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

    Neste caso humildemente peço perdão pela ...

    que tive sobre ti pois admiro o ramo da mecânica e claro os que o seguem.

    Que isso, não há necessidade. Apenas compartilhei um pouco mais sobre mim.

     

    25 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

    Provavelmente já cogitaste isso mas por ser alumínio existe a possibilidade de colocares um parafuso autoatarrachante bastando um furo um pouco menor que seu diámetro. Neste caso é ainda mais importante colocar arruela de pressão. Chovi no molhado mas me deu vontade te dar esta sugestão.

    De forma alguma. Sugestões são sempre vindas, e esta que me destes é uma outra boa opção e que seguirei caso a outra não for possível.

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    2 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

    colocares um parafuso autoatarrachante bastando um furo um pouco menor que seu diámetro

    Não concordo com essa ideia só por um motivo: ao fazer isso, cria uma saliência no alumínio que fará com que o componente não encoste devidamente no dissipador.

    • Curtir 1

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    Bem pensado. No entanto penso que um mini escariamento no buraco pode contornar isso (quasi literalmente).

    Já vi que pra você é melhor um macho kk

    1 hora atrás, Ricardo S Ferreira disse:

    Não concordo com essa ideia

     

    • Haha 2

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    Sobre a dissipação de calor: aproveite que tem uma fonte de 12V e coloque um ventilador nos dissipadores. Isso daí vai gerar calor e não será pouco, o uso de ventilação melhora a performance dos dissipadores em várias vezes, dá até para diminuir o tamanho deles. Se tiver um comparador que gere interrupção sobrando no PIC dá até para fazer um alarme de aquecimento com LM35.

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  • Autor do tópico
  • Falando agora da modulação PWM, estou com uma frequência de PWM de 20 kHz e de acordo com o tempo de interrupção de timer0 o duty cycle é alterado segundo uma Look Up Table senoidal variando de 10 em 10 graus. O controle do tempo de estouro do timer0 está relacionado ao controle da frequencia das senoides de saida. Ou seja o tempo do timer0 depende de um valor recebido em um canal AD. O resumo é: o duty cycle é dependendente da frequencia desejada e dos valores da tabela senoidal. Porém para manter a relação V/f constante, conforme a frequencia(valor lido pelo ADC)  diminui, diminui-se também os duty cycles com o objetivo de diminuir a tensão eficaz na saida. Mas com isso os duty cycles do canal de PWM complementar se tornam maiores. A questão é: estou diminuido o valor eficaz da tensão de saída ou apenas dando um offset negativo na mesma?

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