Capacitor de botstrap e charge-pumping techniques

[gabriela_goes]

oceano, eu já postei o circuito.. é aquele mesmo, e quanto a ao diodo me parece que o que já vem internamente ao mosfet tem outra finalidade

Bom, vou fazer teste com o capacitor e ver o q acontece, mas pelo que eu entendi ele não vai ajudar na corrente reversa mas sim ajudar a filtrar o sinal e facilitar a partida do motor, reduzindo a queda de sinal do circuito. Espero q resolva...

quanto a acionar o motor de forma gradual.. não sera possivel ele precisa ser acionado a plena carga, e mais, precisa ser revertido a plena carga. Saindo do maximo de uma direção, para o máximo na outra, QUASE que instantaneamente..

[COLUMBUS]

gabriela_goes,

Sendo que a alimentação do motor será reversível, um capacitor eletrolítico em paralelo com o mesmo fará com que num sentido o capacitor estará polarizado corretamente, e no sentido inverso, o capacitor será energizado positivo com negativo. Não me parece uma boa ideia.

O problema da queima do HIP é que os gates dos transistores aparecem como um curto para ele no momneto da energização. Tente trocar os tranasitores....

[oceano]

gabriela_goes

colocar un diodo como o 1N4007 em paralelo com o diodo do transistor para que?

que outra funçao ?

ja viu os tempos de resposta , correntes, etc do 1N4007 e do diodo interno?

por outro lado inverter a tensão de alimentação quando o motor esta a rodar numa direcçao vai dar problemas de certeza

quer pelas tensoes e correntes envolvidas quer por oscilaçoes de tensão que pode induzir

as resistencias entre gate e source so vão prejudicar o circuito

para evitar oscilacoes parasitas de gate seria aconselhavel usar resistencia em serie com a gate

veja por exemplo estas AP da Fairchild

Application Bulletin AB-9

Suppressing MOSFET Gate Ringing

Application Bulletin AB-8

Selection of MOSFETs in Switch Mode

mais uma vez se o circuito dos optoisolator se nao foi alterado como garante a tensão de entrada no estado lOW do hip ?

apenas tem o transistor ligado sem resistencia ou de colector ou de emissor

por outro lado deveria verificar se a corrente das saidas da pic suportam o lrd e a resistencia de 100 ohms

quanto ao condensador no motor o COLUMBUS ja lhe respondeu

oa unica maneira seria com condensador não polarizado embora me pareca que o ideal seriia o uso de TVS

sera assim estão difícil colocar uma resistencia de valor de carga equivalente ao motor e testar (claro com potencia correcta)?

ou mesmo usar valores de resistencia superiores e ir diminuindo e ver o comportamento da ponte

repare a serie de duvidas que todos temos sentido ao tentar ajudar ,apenas por nao termos os valores correctos de correntes, tensoes , e um circuito correcto desenhado

mas claro o circuito e seu e fara como desejar

[COLUMBUS]

gabriela_goes,

No link abaixo você encontrará informações sôbre MOSFETs e, importante, o texto explica sôbre as capacitâncias existentes nos MOSFET.

http://homepages.which.net/~paul.hills/SpeedControl/Mosfets.html

Veja com atenção o item 4 - MOSFET drivers. O transistor que você está tentando usar em seu projeto necessita de um DRIVER entre o HIP e ele, pois a corrente necessária para carregar a capacitância do gate é muito alta. O HIP não é capaz de fornecer essa corrente.

Conforme já citei anteriormente, o correto seria usar um MOSFET tipo logic-level. Esses MOSFET são construídos para serem acionados diretamente por dispositivos lógicos com saída TTL/CMOS.

[Lokasso]

Veja com atenção o item 4 - MOSFET drivers. O transistor que você está tentando usar em seu projeto necessita de um DRIVER entre o HIP e ele, pois a corrente necessária para carregar a capacitância do gate é muito alta. O HIP não é capaz de fornecer essa corrente.

Mas é justamente isso que o HIP4081 é: um driver! E a corrente que ele é capaz de fornecer é mais que suficiente para isto. Já usei esse HIP acionando 6 mosfets (com Qg = 146 nC CADA) em paralelo, e o circuito funcionou tranquilamente.

[COLUMBUS]

Lokasso está coberto de razão.

Desculpe nossa falha.

[gabriela_goes]

Boa tarde pessoal..

mais alguma informações

Todos os procedimentos que você informou foram na parte de hardware.

Como está o software?

O softwarre do pic esta funcionado bem, programado para trabalhar em com PWM 600Hz. Ele recebe sinais de um receptor de rádio futaba, trabalha com esses sinais e gera um sinal PWM equivalente. Tudo isso já foi testado com osciloscopio e um motorzinho ligado com uma mosfet e um acoplador optico.(Sem o HIP nem a Ponte H)

A velocidade poderá ser controlada por PWM na entrada ALI, com BLI em zero para um sentido, invertendo-se essa condição para o outro sentido (PWM em BLI, ALI em zero).

No seu esquema não aparece a forma de comandar o PIC para ligar/desligar o motor, bem como para alterar o sentido de rotação e a velocidade. Como isso é feito?

Exatamente assim como você disse.

sera assim estão difícil colocar uma resistencia de valor de carga equivalente ao motor e testar

Com certeza não é difícil.. Hoje testei com uma resistencia de 4R7 sexta feira pretendo ligar resistencia de fio de 8R. Só uma coisa, medindo a resistencia do motor os valores foram de 7R a 12R dependia da posição do eixo.

Esse TVR que foi mencionado, é necessario mesmo? Falaram tambem de Mosfets que podem ser controladas por nivel lógico, sendo assim elas dispensariam o driver(HIP).

É tão difícil assim construir algo que funcione com a simplicidade de um relé, porém chaveando com a velocidade e frequencia de um trasistor??

Abaixo segue o circuito, com algumas modificações, muitos de vocês concordaram com um resistor entre o HIP e o gate, no desenho eles estão em azul (R1). Que valores eu uso?

O objetivo final é um controlador de velocidade em que eu possa alterar o motor e até mesmo a tensão e tipo da bateria. Claro que sem extrapolar muito os valores.

Obrigado gente.

[oceano]

Os diodos 1N4007 sao rectificadores de tempos de transiçao elevados,devia usar diodos como os indicados atras

se o condendador de 470uF for polarizado então isso esta errado pois ao inverter a tensão vai destrui-lo e pode provocar problemas no circuito

use comdensador de 220 nF nao polarizado

as resistencias R1 usaria 3 ohm , isto aumenta os tempos e transiçao ligeiramente mas evitaria efeitos de ringing de gate com cargas indutivas como o motor

a resistência do motor pode ter esses valores diferentes pois se for de escovas no periodo de transiçao isso e normal mas note que por periodos curtos aumenta a corrente do motor

os TVR podem ajudar a limitar spikes originados nos terminais do motor

escolha valor adequado a tensão de alimentaçao , superior claro

note que se forem unidirecionais tem de usar 2 em serie e com sentido oposto

nao se esqueça que nao pode inverter a tensão quando o motor quando este esta esta a girar

isto pode provocar correntes muito elevadas

testou com resistencia de 4,7 e qual o resultado ?

[Lokasso]

Sobre os 1N4007 eu não vejo tanto o problema que o oceano diz, já que a frequência do seu PWM é de 600 Hz. Entretanto se você pretende aumentar bastante essa frequência já pode ir pensando em um substituto.

A respeito do capacitor no motor eu concordo plenamente com o oceano. E quanto mais próximo do motor estiver este capacitor, melhor. De preferência deve ser soldado diretamente nele (melhor ainda se for dentro). Um cerâmico de 220 nF tá ótimo.

Sobre os resistores de gate, eu usaria algo na faixa de 10~15 ohms, só pra garantir que a corrente de chaveamento do HIP não vai ser excedida, por "preciosismo" mesmo...

Pra saber se os TVS são necessários (ou se você os julgaria necessários) verifique com o osciloscópio as formas de onda entre os terminais do motor e o terra. Dependendo do motor você notará picos de tensão bastante elevados na hora do chaveamento.

Os resistores no AHI e BHI são desnecessários. Pode ligar os pinos diretamente nos 5V.

Por fim, eu adicionaria um capacitor cerâmico de 100~220nF na alimentação do HIP, bem próximo ao CI (no lugar onde você colocou um de 200uF).

[oceano]

apenas lembrei os diodos pois pode ser mais um elemento perturbador e que se elimina facimente

isto porque pode levar a variacoes das tensoes geradas

Na Ap 9404 chaman a atençao para a influencia do valor dos condensadores e diodo nas tensoes no circuito de bootstrap e nas variaçoes das mesmas

"The charge pump continuously supplies current to the

bootstrap supply and eventually would charge the bootstrap

capacitor and the MOSFET gate capacitance back to its

initial value prior to the beginning of the switching cycle. The

problem is that “eventually” may not be fast enough when

the switching frequency is greater than a few hundred Hz.

"

"

Bootstrap Circuit Design - An Example

Suppose a General Instrument UF4002, 100V, fast recovery,

1A, miniature plastic rectifier is used. The data sheet gives a

reverse recovery time of 25ns.

Since the internal charge pump offsets any possible diode due to propagation SHIFT leakage and upper drive circuit bias currents, these sources delays within the IC. These time-dependent source voltages of discharge current for the bootstrap capacitor will be ignored.

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Quanto aos TVR reforço o mrsmo que disse e eu usaria de certeza

motores ,e se forem de escovas como julgo ser o caso, dao sempre esses problemas ainda pior se forem comutados

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Quanto ao condensador nos terminais do hip e bem lembrado

eu tinha "visto" 220nF e nao 220uF como esta

[gabriela_goes]

Boa tarde pessoal..

Vou adicionar mais algumas informações e resultados..

Sobre os 1N4007 eu não vejo tanto o problema que o oceano diz, já que a frequência do seu PWM é de 600 Hz. Entretanto se você pretende aumentar bastante essa frequência já pode ir pensando em um substituto.

Qual seria um substituto para que eu não tenha que me preocupar caso queirar aumentar a frequência?

Sobre o TVR, agora que vocês comentaram não tenho certeza se sei o que é um TVR, pelo que eu pesquisei parece um varistor com uma potência mais elevada, é isso?

Consegui duas resistências de 22Rx25W liguei em paralelo e coloquei na ponte H. Ao acionar o HIP diretamente(sem o PIC nem o acoplador) tudo funcionou perfeitamente, a resistência esquentou um pouco mas as Mosfet´s não.

Testei por um bom tempo, ligando desligando e invertendo.

Os dados do motor que eu estava devendo faz tempo:

Resistência: 8-12 Ohms

Corrente em vazio: 1.3A

Corrente com eixo travado:5A

Talvez não tenha marcado mais que 5A por limitação da bateria...

Abaixo o circuito atualizado, partes alteradas estão num quadrado azul.

Já posso ligar o motor??? Não quis arriscar testes com ele ainda.

Muito obrigado a TODOS!!!

[Lokasso]

Opa opa opa, os pinos AHO e ALO estão invertidos, a menos que eu esteja meio cego, rsrsr...

Se não me engano o oceano já citou algum possível substituto, mas não lembro qual. Pesquisando rapidamente encontrei o 1N5822, mas talvez seja até muito para o que você precisa (ele suporta 3A), que é basicamente um diodo do tipo schottky, capaz de suportar uns 500mA (1A pra garantir). Dê uma pesquisada nisso.

Sobre o TVS (é TVS, não TVR) ele funciona de modo análogo a um varistor sim. Entretanto ele é um diodo, e não um resistor como é o varistor.

Sobre os dados do motor, seria interessante você medir a corrente dele travado com uma bateria que aguente. Se ela não aguenta, o valor medido vai ser irreal, e então não sabemos qual a corrente que o circuito precisa controlar - além de correr o risco do HIP ligar e desligar periodicamente devido à quedas extremas de tensão de sua alimentação, ocasionando um comportamento inadequado do circuito.

[oceano]

os diodos podem ser varios como os MUR120, UF4002, BAT85

Os TvS sao diodos con funcionamento semelhante aos diodos zener mas com capacidade de correntes em modo de supressao muito superiores e tempos de transiçao muito inferiores

Servem para proteger componentes de sobretensoes indesejaveis

existem , que saiba 2 tipos basicos os unidirecionais e os bidirecionais

os unidireccionais apenas protejem num sentido da tensão os bidirecionais protegem nos nos dois sentidos

note que se montar 2 unidirecionais en serie mas com o cuidado de colocar os catodos ou os anodos soldados vai ter o mesmo efeito que um bidirecional

"baterias, são 12 baterias AA de 1,2v 1200mAH HR6"

neste caso usaria 2 TVS 1.5ke24A montados como indicado atras

ou um bidirecional 1.5KE82CA

ainda essas baterias, não acredito que possam ser corretas para o seu projecto

mesmo sendo HR a fornader correntes dessa ordem fazem baixar a a tensão das mesmas e isso vai dar problemas ja apontados pelo Lokasso

Note que com as resistencias de 22ohm em paralelo e com 18V devia ter cerca de 1,6A e logo 29 W logo as resistencias deveriam aquecer e bem

se assim não foi mais ums "prova" da baixa de tensão das baterias em carga

agora pense non que pode acontecer com o motor

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se o circuito com as baterias funcionou, faça mais uma experiencia com as resistencias mas desta vez actuando o hip com os opto-isoladores para ter a certeza que esta tudo certo ai

se isto funcionar julgo que verificando o erro do desenho, colocando os TVS o circuito e alterand para os diodos indicados o em vex co 1n1007, o circuito deveria funcionar no que diz respeito a ponte

faria a seguir mais um teste a todo o circuito incluindo o controlador , mas ainda com as resistencias

se tudo bem

as unicas questoes seriam as relativas a capacidade dar batarias e ao motor

faça o teste pedido pelo Lokasso

[oceano]

resultados ?

[Jony Heringer]

Eu tentei acionar o Link que falava sobre Capacitor de Bootstrap para o uso em Circuitos Integrados de Saída de Áudio ; mas creio que não funcionou porque já se passou tempo demais ...

Você prezado companheiro; Quem indicou o Link, pode por favor me dar um Help p/ este Tema? 

Lembro apenas que não é p/ Amp. Operacional, Mas sim p/ IC's de Saída de Áudio . 

Eu não encontrei algo falando c/ detalhes sobre sua Função ...

Ficarei muito grato à Quem possa ajudar-me !

[aphawk]

@Jony Heringer ,

 

Vai ser bem difícil o autor te ajudar.... são 8 anos que o tópico está dormindo ....

 

Use o Google Site Translator se precisar :

 

http://www.edaboard.com/thread237660.html

 

Paulo

[Jony Heringer]

Muito grato; Paulo. Porque no Link que tu me enviastes, em um Tópico foi explanado meu caso, com aplicação Em Áudio; pois na maioria das vezes, Todas as pessoas de forma quase que generalizada, somente dão Aplicação ao Termo Bootstrap à Circuitos envolvendo MOS-FET's  ; Nunca fazendo menção à linha de IC's de Áudio . 

 

Novamente; Muito grato à ti ...

[aphawk]

@Jony Heringer  

 

Opa, disponha meu amigo !

 

Eu procurei mesmo algo que fosse específico a Bootstrap em circuitos de áudio, e concordo com você, é uma coisa que está totalmente em desuso nos dias hoje, um mundo de CI's e transistores Mosfets trabalhando em classes digitais, como a D e a H.

 

Obrigado pelo agradecimento !

 

Paulo

[Jony Heringer]

De qualquer forma; ajudou muito. Os Amps em Classe D e H até são utilizados p/ maiores potências em Áudio, mas acrecem Distorção que não se percebe muito de ouvido! As promessas são de melhores Fatores Térmicos c/ menos consumo. Eu não gosto, portanto não faço uso em meus Projetos ...  (Vide Model 360 Gradiente; PM-5000 Polyvox; PA-2800 Cygnus; M-1000 e MAX-4 Micrologic; Staner 800S) são exemplos claros de Grande sucesso Conservando AB-1 e AB-2 ! (Veja a Ficha Técnica d'eles!) Dez Mil vezes melhores que os modelos do presente ! MOS-FET's só p/ circuitos de chaveamento. (como No-Beak's e Fontes) 

 

Grande abraço ...

[aphawk]

@Jony Heringer,

 

Eu trabalhei na Quasar, e ainda hoje gosto de áudio.

 

Já ví muito amplificador de tudo que é tecnologia, e gosto muito do meu amplificador classe D com o IRS2092S. Aliás, uso hoje 4 módulos com ele, sendo 3 de 250W Rms por canal e um mono com 500W Rms para os sub-woofers.

 

É duro a gente aceitar uma tecnologia digital criando um áudio analógico, mas os resultados são muito bons. Mesmo em baixo volume o som é bem limpo e com pouca distorção. Não fica devendo nada ao meu rack com o PA2800-D.

 

Esses novos Cis espeçíficos para HI-FI em classe D e H fazem milagres ! Eu acho que experimentar um bom som com eles faz a gente repensar muita coisa !

 

Se quiser conheçer mais sobre a tecnologia dos Irs2092s, dá uma lida aqui :

 

https://www.infineon.com/dgdl/iraudamp7s.pdf?fileId=5546d462533600a40153569addc92bfb

 

Paulo

 

 

[Jony Heringer]

valeu ; campeão ... 

 

eu li o projeto da IR c/ Case TO-220 ... (prometendo 125 Watts c/ Z = 8 Ohms...) ; mas tudo bem ... 

Como eu fabrico Amplificadores de Áudio já fazem 38 Anos; prefiro não comentar ...

Eu só não citei a Quasar porque era ridículo Ainda estar utilizando um par de 2N3055 na Saída (Simetria-Quasi-Complementar) Quando a Gradiente do Brasil (bem Antes) recebia de presente um Projeto completo da Toshiba do Japão p/ o Model 360; e ao mesmo tempo, na mesma época, a Polyvox do Brasil recebia de presente da RCA Americana um Projeto completo p/ o PM-5000 ...

 

O que é Bom; não precisa Melhorar ... 

 

O Capacitor de Bootstrap que mencionei; era apenas p/ um IC utilizado em um SANSUÍ .