Regulador de tensão para motor dc

[stvslm]

Preciso implementar um circuito regulador de tensão, relativamente simples e leve, para ajustar a tensão de 7.4V que chegará ao motor chaveado para 3.7V,como no esquema abaixo.

No total serão 4 motores, em torno de 2A cada um. Gostaria de algumas ideias, pois não tenho acesso a muitos componentes.

 

 

Agradecido.

[.if]

Teu circuito é um bom começo. Cogite também um regulador chaveado

[albert_emule]

13 horas atrás, Esteves Lima disse:

Preciso implementar um circuito regulador de tensão, relativamente simples e leve, para ajustar a tensão de 7.4V que chegará ao motor chaveado para 3.7V,como no esquema abaixo.

No total serão 4 motores, em torno de 2A cada um. Gostaria de algumas ideias, pois não tenho acesso a muitos componentes.

 

 

Agradecido.

 

 

O mais simples que você poderia ter: 

 

Inclusive o fato de ser um transistor bipolar também facilita na questão do controle.

O transistor bipolar NPN vai precisar apenas de corrente na base para ser acionado. Qualquer tensão acima de 1V com alguns miliamperes já fará o transistor acionar, podendo ser acionado direto de um micro-controlador sem muitos problemas.

 

Mas também pode ser assim: 

 

Só que neste caso, antes do resistor R1 tem que pôr um circuito driver para chavear no gate do mosfet os 7.4V da bateria.

Segue logo abaixo um exemplo de circuito driver (Circuito que vai antes do R1 do circuito acima):

 

 

 

Nos dois esquemas poderá ser usado algum tipo de arduíno. 

O bom do arduíno é que você encontrará a programação fácil na internet. 

 

Mas o que você quer é bem específico.

Ainda não falamos da estabilização. 

Para estabilizar teria que pegar uma amostra da tensão da saída. Para este tipo de topologia simples que foi sugerida nos esquemas acima, a engenharia ficaria complicada para você que quer algo bem simples.

 

Mas dá para fazer um tipo de estabilização da tensão monitorando a corrente de consumo do motor e as quedas de tensão na bateria. Desta forma fica o mais simples o possível.

 

Considere o motor ligado em 3.7V a vazio, sem peso no eixo.

A cada 100 miliamperes a mais que algum peso possa fazer o motor consumir, você programa uma tabela de correção de largura de pulsos de PWM para que a tensão em cima do motor fique sempre em 3.7V. 

Também poderá levar em conta na programação as quedas de tensão na bateria. 

 

Se por um lado o circuito ficará simples, a programação irá ficar um pouco pesada 

adicionado 39 minutos depois

É que medir corrente é mais fácil.

Para medir a corrente basta pôr um resistor de baixo valor entre emissor e GND do transistor bipolar ou entre Source e SND do mosfet. 

Daí fica fácil enviar a amostra de queda de tensão pro micro-controlador. 

 

Mas monitorar amostras de tensão da saída é bem mais difícil. Pois nos dois circuitos o chaveamento de potência se dá pelo negativo. Teria que inverter o sinal para ficar com referência em GND para poder ser lido pelo micro-controlador. Isso é um processo complicado. 

 

Ou então fazer o circuito chavear a potência pelo lado positivo.

Mas isso exigira drivers complicados que fará o circuito deixar de ser simples.  

 

 

 

[Sérgio Lembo]

@albert_emule , pelo que entendi o autor apenas pretende fazer uma adaptação dos motores que tem para a fonte que possui, em nenhum instante falou de regulação ou variação de velocidade. Qualquer oscilador (inclusive o clássico de 2 transistores) com duty de 50% dá conta. Por serem 4 motores, talvez com acionamento independente, um chaveamento no positivo com mosfet P para fazer o barramento de 3,7V e o acionamento individual dos motores pela comutação do GND, simplifica as coisas.

[stvslm]

1 hora atrás, Sérgio Lembo disse:

@albert_emule , pelo que entendi o autor apenas pretende fazer uma adaptação dos motores que tem para a fonte que possui, em nenhum instante falou de regulação ou variação de velocidade. Qualquer oscilador (inclusive o clássico de 2 transistores) com duty de 50% dá conta. Por serem 4 motores, talvez com acionamento independente, um chaveamento no positivo com mosfet P para fazer o barramento de 3,7V e o acionamento individual dos motores pela comutação do GND, simplifica as coisas.

@Sérgio Lembo  Exatamente, são 4 motores de acionamento independente tendo o pwm para controle de velocidade, ou seja, ainda é preciso transformar os 7.4 em 3.7 para nao queimar o motor.

Não entendi muito bem sua colocação final a respeito do chaveamento com mosfets, poderia explicar melhor?

[.if]

Penso que você pode aplicar os 7.4 com 50% de dutty cycle no motor de 3.7. Tenho dúvidas se queima. Algo como: o 50% seria a máxima potência.

Agora se quer reduzir pra depois controlar, cogite um regulador chaveado ou baterias de 3.7 mesmo.

[albert_emule]

 @Sérgio Lembo

Pois foi exatamente isso que o criador do tópico citou: 

"Regulador de tensão para motor dc

Preciso implementar um circuito regulador de tensão, relativamente simples e leve, para ajustar a tensão de 7.4V que chegará ao motor chaveado para 3.7V,como no esquema abaixo."

 

Mais abaixo o cara ainda reforçou:

"Exatamente, são 4 motores de acionamento independente tendo o pwm para controle de velocidade, ou seja, ainda é preciso transformar os 7.4 em 3.7 para nao queimar o motor."

 

Daí eu entendi que ele quer reduzir de 7.4V para 3.7V. 

Supõe-se que seja estabilizado, pois ele não deu uma margem de tolerância inferior e superior. 

Apenas afirmou que seriam 3.7V. Eu entendo isso como estabilizado. 

 

 

 

 

 

adicionado 11 minutos depois

Também pode fazer o seguinte. Minha sugestão pessoal, fora daquilo que foi pedido no tópico. 

Levando em conta que motor não é muito sensível a tensão, só são sensíveis à corrente que circulam nas bobinas, pode simplesmente colocar o resistor shunt para mensurar corrente máxima. 

Se a corrente dos motores começar a se aproximar da corrente nominal, ou se chegar na corrente nominal, o micro-controlador deverá reduzir a largura dos pulsos do PWM, para compensar e manter a corrente sempre dentro daquele valor que o motor suporta. 

A velocidade do motor ele controla à parte. de forma independente. 

 

Resumindo: 

Controla o Duty cycle dos mosfets em razão da corrente nominal, visando não deixar a corrente ultrapassar o valor nominal. 

E o controle de velocidade de acordo com a necessidade.

 

Mais simples que isso, só dois disso. 

Tão simples que dá até para usar um CI pronto. Aquele UC3843 que já tem controle de corrente embutido. 

A velocidade ele controla do jeito que já está fazendo. 

 

 

[Sérgio Lembo]

Temos 2 caminhos a serem escolhidos de acordo o o seu uso:

1 - Fazer uma linha de PWM a 50% para se ter os 3,7V médios e proteger o motor. Isso só é interessante se os motores ficarem entre o ligado total e o parado.

2 - Ligar os motores direto nos 7,4V e fazer um PWM individual para cada um deles com range de 0~50%. Isso só é interessante se desejar variar a velocidade dos motores, afinal serão 4 controladores de PWM. Limitando a saida do controlador em 50% fica livre de ter que reduzir a tensão com medo de danos ao motor.