Regulador 7815 queima quando eu tento fazer o acionamento de um motor dc de 2400w

[Marcos Dutra]

Boa Dia! 

Estou fazendo um projeto de um conversor PONTE-H que faz o acionamento de um motor DC de 2400W com 24V de entrada. O que alimenta essa ponte H e o circuito de controle é uma bateria de 24V. Na entrada do meu circuito de controle existe uma fonte auxilar de 15V (7815) em serie a ele existe um 7805. Este regulador 7815 alimeta dois driver IR2108 e um 7805. Já o 7805 alimenta um BUFFER e um uC 328p. O regulado 7815  esquenta muito mas nao queima quando eu testo meu prototipo com um motor pequeno de 7.8W, mas quando eu coloco o motor de 2400W o regulador 7815 esquenta demais e queima. O regulador tem dissipador. Será que alguem pode me dar uma ajuda sobre esse problema?

Abaixo segue a imagem do esquemático e do funcionamento do circuito.

[albert_emule]

5 horas atrás, Marcos Dutra disse:

Boa Dia! 

Estou fazendo um projeto de um conversor PONTE-H que faz o acionamento de um motor DC de 2400W com 24V de entrada. O que alimenta essa ponte H e o circuito de controle é uma bateria de 24V. Na entrada do meu circuito de controle existe uma fonte auxilar de 15V (7815) em serie a ele existe um 7805. Este regulador 7815 alimeta dois driver IR2108 e um 7805. Já o 7805 alimenta um BUFFER e um uC 328p. O regulado 7815  esquenta muito mas nao queima quando eu testo meu prototipo com um motor pequeno de 7.8W, mas quando eu coloco o motor de 2400W o regulador 7815 esquenta demais e queima. O regulador tem dissipador. Será que alguem pode me dar uma ajuda sobre esse problema?

Abaixo segue a imagem do esquemático e do funcionamento do circuito.

Que bobinas são aquelas na saída do LM7815?

L1, L2 e L3

No circuito real existe algum capacitor de filtragem na entrada da ponte H? 

É bom que tenha um capacitor eletrolítico em paralelo com um de poliéster de 470nF, Mas tem que ser o mais próximo o possível da ponte H, a exigência é ainda maior se a ponte H gerar PWM 

[.if]

Nem vi 7815 kk

 

Penso que pra o motor de 2400w os mosfets precisam de mais corrente na excitação.  Outra coisa, acho que você pode (de deve) alimentar os driver´s com 24v mesmo. Afinal você está excitando os mosfets com mais que 15V mas será que dá + que 24V no gate? De fato acho que teria que ser 28 no minimo. E porquê cargas dágua resolveste alimentar os driver´s com 15v mesmo?

 

De 24 pra 5.. use LM2576 ou algo do gênero

[albert_emule]

O problema é que o motor tem forte indutância. Os cabos e mesmo as trilhas das placas possuem indutância. 

Quando o PWM gera um pulso, a corrente tende a subir em linha reta nestas indutâncias enquanto o duty cycle durar. (efeito do atraso da corrente nos indutores). O problema é que enquanto a indutância atrasa a subida da corrente, a energia está se acumulando na forma magnética nas indutâncias, tal como um capacitor armazena energia.

 

Quando o pulso PWM é desligado, as indutâncias liberam as energias que foram anteriormente acumuladas.

Costumam ser pulsos violentos. Ainda mais se tratando de motor de 2400W.

Se não tiver os capacitores de filtro, ocorrem surtos violentos nos 24V. Deve ser isso que está queimando o LM7815.

 

Deve ter surtos aí que passam de 40V hehehe

 

 

 

 

 

[.if]

ah agora que vi. Mó pirigo hein. Em determinado momento as entradas do 7404 podem ficar abertas e forçar os mosfets verticais um em cima do outro conduzirem ao mesmo tempo. E também tem o tal de dead time que deve ser considerado.

Mas isso nada a ver com o lance do 7815.

 

Albert e se ele estiver a usar bateria? Penso que esta segura "as pontas"

[albert_emule]

5 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

Nem vi 7815 kk

 

Penso que pra o motor de 2400w os mosfets precisam de mais corrente na excitação.  Outra coisa, acho que você pode (de deve) alimentar os driver´s com 24v mesmo. Afinal você está excitando os mosfets com mais que 15V mas será que dá + que 24V no gate? De fato acho que teria que ser 28 no minimo. E porquê cargas dágua resolveste alimentar os driver´s com 15v mesmo?

 

De 24 pra 5.. use LM2576 ou algo do gênero

 

Na maioria dos datasheets de mosfets, a tensão de gate máxima é de +20-20V e em alguns casos muito especiais é que é de +30-30V.

Acima disso perde a isolação e explodem. 

 

É recomendado que se use uns 15V mesmo no gate. 

 

Em sistemas assim, 2400W, vai precisar de uns 4 ou 5 mosfets em paralelo.

Cada  mosfet pode exigir na faixa de 1.5 amperes no gate, durante a carga do gate. 

Porém a corrente RMS destes 1.5 amperes gira em torno de 200mA, embora não seja necessário tudo isso. Eu estou sendo aqui muito radical, com tempo de subida (Rise time) de 60 nano segundos kkkk

 

E mesmo com a corrente extrema no gate de cada mosfet, o LM7815 ainda suportaria "empurrar o sistema"

 

 

6 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

Albert e se ele estiver a usar bateria? Penso que esta segura "as pontas"

Bateria não garante segurar as pontas kkk. Sem contar que a resistência da bateria é alta no sentido da recarga..... as indutâncias dos cabos até as etapas de potência podem permitir a elevação da tensão e a coisa pode chicotear no pobre do LM7815 bem na entrada dele. 

[albert_emule]

@Isadora Ferraz  Veja uma curiosidade;

Um equipamento que usa a tensão reversa que a indutância produz, para fazer a recarga de baterias:

 

 

[albert_emule]

28 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

ah agora que vi. Mó pirigo hein. Em determinado momento as entradas do 7404 podem ficar abertas e forçar os mosfets verticais um em cima do outro conduzirem ao mesmo tempo. E também tem o tal de dead time que deve ser considerado.

 

A lógica deste tipo de driver não permite que as duas saídas conduzam ao mesmo tempo. Eles também possuem uma margem segura de dead-time. 

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2108.pdf

 

Mas suponho que estes drivers sejam insuficientes para 2400W.

Estes drivers só fornecem em sua saída 220 miliamperes máximos, e não é RMS, é pico mesmo.

 

Teria que usar transistores BD139 e transistores BD140 para amplificar a corrente de saída.

Ou então usar dois drivers de 9 amperes. 

 

 

[Marcos Dutra]

Bem pessoal, Descobri o problema do protótipo, a carga indutiva gerava uma sobretensão na entrada do regulador 7815, essa sobretensão acalçava picos de até 15V ou seja ultrapassava o valor limite da entrada do regulador de 15V.

Como solução foi colocado duas fonte isoladas uma para fazer o acionamento, e outra para fazer o controle.

 

Foi errado, o esquemático hehehe.

 

Obrigado aqueles que visualizaram este POST

Em 31/03/2016 às 17:16, Isadora Ferraz disse:

Nem vi 7815 kk

 

Penso que pra o motor de 2400w os mosfets precisam de mais corrente na excitação.  Outra coisa, acho que você pode (de deve) alimentar os driver´s com 24v mesmo. Afinal você está excitando os mosfets com mais que 15V mas será que dá + que 24V no gate? De fato acho que teria que ser 28 no minimo. E porquê cargas dágua resolveste alimentar os driver´s com 15v mesmo?

 

De 24 pra 5.. use LM2576 ou algo do gênero

Cara o VGS do MOSFET so aguenta 20V 24V iria queimar o mosfet mas ja vi o que era Obrigado

Em 31/03/2016 às 17:16, albert_emule disse:

O problema é que o motor tem forte indutância. Os cabos e mesmo as trilhas das placas possuem indutância. 

Quando o PWM gera um pulso, a corrente tende a subir em linha reta nestas indutâncias enquanto o duty cycle durar. (efeito do atraso da corrente nos indutores). O problema é que enquanto a indutância atrasa a subida da corrente, a energia está se acumulando na forma magnética nas indutâncias, tal como um capacitor armazena energia.

 

Quando o pulso PWM é desligado, as indutâncias liberam as energias que foram anteriormente acumuladas.

Costumam ser pulsos violentos. Ainda mais se tratando de motor de 2400W.

Se não tiver os capacitores de filtro, ocorrem surtos violentos nos 24V. Deve ser isso que está queimando o LM7815.

 

Deve ter surtos aí que passam de 40V hehehe

 

Em 31/03/2016 às 17:16, albert_emule disse:

Sim foi isso mesmo que aconteceu.