Показано с 1 по 19 из 19

Тема: Н-мост. Схема защиты по току.

  1. #1
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Alexey-Rus.
    Регистрация
    15.03.2009
    Адрес
    Ростов-на-Дону
    Возраст
    42
    Сообщений
    535

    По умолчанию Н-мост. Схема защиты по току.

    Здравствуйте!
    Срисовал схему усилителя ШИМ сигнала. Это небольшая платка, управляющая мощными нагрузками, на которую подаются 3 сигнала: ШИМ, полярность и включение. Не пойму, как работает защита от перегрузки по току. (Если она вообще работает, проверить нечем, нет такого мощного блока питания.)
    Силовая часть представляет собой H-мост к нижним ключам которого подключены параллельно маломощные ключи с последовательно включенными резисторами в цепи истока. Со средней точки этих резисторов сигнал поступает на базу биполярных транзисторов, которые, открываясь, отключают подачу ШИМ-сигнала на драйверы ключей.
    Не могу понять на каком принципе работает такая защита. За счет разной скорости включения/выключения мощный и маломощных ключей? Посмотрел осциллограммы, пока не понял, что происходит. На резисторах 43 Ом есть какие-то импульсы, как с нагрузкой, так и без неё, с нагрузкой только хвост импульса чуть длиннее. Но это на малых токах, т.к. блок питания у меня на 3 А, а защита срабатывает на 60 А. Пока не придумал от чего помощнее запитаться.

    ---------- Сообщение добавлено 12:28 ---------- Предыдущее сообщение было 11:26 ----------

    Нашел БП 5 В 60 А и сделал нагрузку из куска провода на 15 А. Плата оказалась не на 60 А, а на 30 А. Снял осциллограммы. Синим цветом - сигнал в точке соединения резисторов 43 Ом, желтым - сигнал на затворе силовых ключей. Первая картинка - на затворе нижнего ключа, параллельно которому и подключен маломощный полевик с резисторами, вторая картинка - на затворе верхнего силового ключа.

    ---------- Сообщение добавлено 12:33 ---------- Предыдущее сообщение было 12:28 ----------

    Импульс на резисторах возникает в момент открывания верхнего ключа.
    Логика управления ключами такая: открывается нижний ключ одного полумоста, а на второй полумост подается ШИМ сигнал (когда на верхнем ключе 1, на нижнем 0 и наоборот).
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема.png 
Просмотров:	291 
Размер:	80.3 Кб 
ID:	404385   Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20210913_121854.jpg 
Просмотров:	67 
Размер:	1.28 Мб 
ID:	404386   Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	IMG_20210913_121744.jpg 
Просмотров:	74 
Размер:	1.29 Мб 
ID:	404387  

  2. #2
    Завсегдатай Аватар для pokos
    Регистрация
    18.08.2005
    Сообщений
    1,353

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Цитата Сообщение от Alexey-Rus. Посмотреть сообщение
    Не могу понять на каком принципе работает такая защита..
    Да нормально всё. Если делать резистивный датчик на сильноточный мост, то рюзючки получаются очень маленькие (у меня при похожих токах стоят 2 миллиома), при этом мощность на них сеется большая, а всякие сопротивления дорог и паразитные индуктивности сильно мешают.
    А в маломощные ключи утекает только малая часть общего тока, обратно пропорциональная их сопротивлению. Посему, токовые датчики можно делать сопротивлением побольше, при этом они не калятся совсем. Понятно, что такой датчик не шибко точный, но для защиты особая точность и не нужна.

  3. #3
    Старый знакомый Аватар для tomtit
    Регистрация
    23.06.2009
    Адрес
    пгт.Торонтовка
    Возраст
    65
    Сообщений
    945

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Схема просто измеряет падение напр. на силовых ключах.

  4. #4
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Alexey-Rus.
    Регистрация
    15.03.2009
    Адрес
    Ростов-на-Дону
    Возраст
    42
    Сообщений
    535

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Спасибо, друзья, кажется я начинаю догонять принцип. У силового ключа типовое Rds 2,4 мОм. При токе в 30 А это дает падение напряжения 72 мВ. Смещение на биполярных транзисторах настраивается близко к напряжению открывания и этих 72 мВ хватает, чтобы транзисторы открылись.
    Только, если не трудно, объясните смысл 2-х последовательно включенных резисторов 43 Ом со средней точки которых снимается сигнал на базу биполярного транзистора? Это же вдвое уменьшает и так небольшой полезный сигнал? Почему напряжение нельзя взять с истока?

  5. #5
    Частый гость Аватар для BAFI
    Регистрация
    09.04.2020
    Сообщений
    170

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    схему полностью прорисуйте - подключение нагрузки - станет понятно , здесь измерение через бустрепный вывод - маломощные полевики - это усилители напряжения - нагруженные на резисторный делитель

  6. #6
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Alexey-Rus.
    Регистрация
    15.03.2009
    Адрес
    Ростов-на-Дону
    Возраст
    42
    Сообщений
    535

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Перерисовал схему чтобы понятнее было. Предположим, что нагрузка 30 А и включены VT1, VT4 и VT6. На стоке VT4 (и VT6) напряжение 72 мВ (30 А * 2,4 мОм). На средней точке делителя R24, R28 при этом будет 47 мВ, на базе VT8 – 497 мВ. Когда VT1, VT4 и VT6 отключены, то на делителе – 24 мВ, на базе VT8 – 476 мВ. Всё правильно? То есть разница напряжений на базе VT8 с нагрузкой 30А и без неё всего 21 мВ? Или я опять не понял принцип работы этой схемы?
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	Схема 2.png 
Просмотров:	178 
Размер:	36.3 Кб 
ID:	404437  

  7. #7
    Старый знакомый Аватар для minimalman
    Регистрация
    27.02.2021
    Сообщений
    773

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Цитата Сообщение от Alexey-Rus. Посмотреть сообщение
    Смещение на биполярных транзисторах настраивается близко к напряжению открывания и этих 72 мВ хватает, чтобы транзисторы открылись.
    Это ужасно, ужасно(с). У биполяров температурный дрейф в районе 100мВ. Не говоря уже о плохой крутизне такого датчика.
    Возможно, напряжение берётся с разных точек силовой земли и падение тоже играет роль.
    А возможно, эта защита нерабочая. Проверяли?)

    Цитата Сообщение от Alexey-Rus. Посмотреть сообщение
    На средней точке делителя R24, R28 при этом будет 47 мВ, на базе VT8 – 497 мВ.
    На 1м рисунке 100кОм, на 2м - 8,2, ?

    ---------- Сообщение добавлено 13:57 ---------- Предыдущее сообщение было 13:49 ----------

    В теории оно рабочее - если добавить смещение транзисторами из той же партии, разброс будет около 10мВ, делитель убрать, разумеется, добавить pnp до Шиклаи.

  8. #8
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Alexey-Rus.
    Регистрация
    15.03.2009
    Адрес
    Ростов-на-Дону
    Возраст
    42
    Сообщений
    535

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Цитата Сообщение от minimalman Посмотреть сообщение
    А возможно, эта защита нерабочая. Проверяли?)
    Нет, не проверял ещё. Придумаю чем нагрузить, проверю.
    Цитата Сообщение от minimalman Посмотреть сообщение
    На 1м рисунке 100кОм, на 2м - 8,2, ?
    У меня несколько таких плат. В одной стоят 100к и 22к на базы биполярных транзисторов, в другой по 5,6 к на каждую базу. А 8,2 получилось потому, что с линии +5В стоит еще один резистор 2,4 к и вместо переменных запаяны постоянные по 120 Ом.

    ---------- Сообщение добавлено 18:44 ---------- Предыдущее сообщение было 14:10 ----------

    Придумал нагрузку, проверил. При токе больше 50 А (плата заявлена как 30 амперная), на силовом ключе падение достигает 200 мВ, плюс падение на дорожках, и с делителя выходит около 150 мВ. Напряжение на базе биполярного транзистора повышается до 0,6 В (без нагрузки там 445 мВ) и он начинает открываться. Но защита не триггерная, как только ШИМ выключается, биполярный транзистор закрывается и ШИМ заводится снова. Т.е. это не защита, а какая-то "недозащита". Ну, светодиод на плате зажигает и сигнал аварии на внешнее устройство выдает.
    И всё-таки непонятно, зачем там делитель в цепи истока? Размах сигнала и так небольшой, почему было не взять его с истока и уменьшить влияние температурного дрейфа биполярного транзистора?

  9. #9
    monster of reality Аватар для deemon
    Регистрация
    24.03.2006
    Адрес
    Пятигорск
    Возраст
    56
    Сообщений
    3,014

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Интересно , а почему бы в этом случае не применить просто маленький трансформатор тока ?
    Стопудово более надёжный вариант , чем эти лишние полевики ...

  10. #10
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Alexey-Rus.
    Регистрация
    15.03.2009
    Адрес
    Ростов-на-Дону
    Возраст
    42
    Сообщений
    535

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Думаю, как можно улучшить работу этой схемы. Хочу вместо биполярных транзисторов поставить компаратор. Смотрю даташит на LM393 и не пойму, будет ли он работать при входном напряжении 200-300 мВ? Или лучше сразу брать rail-to-rail компаратор?
    deemon, трансформатор это уже другая цена и габариты.

  11. #11
    monster of reality Аватар для deemon
    Регистрация
    24.03.2006
    Адрес
    Пятигорск
    Возраст
    56
    Сообщений
    3,014

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Цитата Сообщение от Alexey-Rus. Посмотреть сообщение
    deemon, трансформатор это уже другая цена и габариты.
    Ну да , особенно , если например первичная обмотка этого транса - дорожка на плате , а вторичная - дроссель на "гантельном" сердечнике ...

  12. #12

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    я брал падение на канале мосфета через ультрафаст диод, всегда защита работала сносно. Конечно не пообещать 5% порог перетока, но и мути никакой не надо, ни резисторов токовых, ничего. Расположение диода близко к горячему мосфету, снизит температурный дрейф порога.
    Импульсно всё, в этом мире бушующем..

  13. #13
    Старый знакомый
    Автор темы
    Аватар для Alexey-Rus.
    Регистрация
    15.03.2009
    Адрес
    Ростов-на-Дону
    Возраст
    42
    Сообщений
    535

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Интересно, а какие преимущества имеет схема съема напряжения со стока с использованием маломощного полевика (как в данном устройстве) по сравнению со схемой на диоде? Меньший температурный дрейф?

    ---------- Сообщение добавлено 15:12 ---------- Предыдущее сообщение было 15:10 ----------

    Цитата Сообщение от deemon Посмотреть сообщение
    Ну да , особенно , если например первичная обмотка этого транса - дорожка на плате , а вторичная - дроссель на "гантельном" сердечнике ...
    Таких вариантов не видел.

  14. #14
    monster of reality Аватар для deemon
    Регистрация
    24.03.2006
    Адрес
    Пятигорск
    Возраст
    56
    Сообщений
    3,014

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Цитата Сообщение от Alexey-Rus. Посмотреть сообщение
    Таких вариантов не видел.
    Ну я например тоже не видел ... Но если мне надо будет сделать защиту по току , и так чтобы не мотать ничего самому - то сделаю именно так . Это всяко будет понадёжнее , чем ставить например лишние полевики в силовую цепь ...

    ---------- Сообщение добавлено 18:00 ---------- Предыдущее сообщение было 17:58 ----------

    Цитата Сообщение от IVX Посмотреть сообщение
    я брал падение на канале мосфета через ультрафаст диод, всегда защита работала сносно. Конечно не пообещать 5% порог перетока, но и мути никакой не надо, ни резисторов токовых, ничего. Расположение диода близко к горячему мосфету, снизит температурный дрейф порога.
    Кстати тоже , хороший вариант ... проблемы там наверно могут быть с ростом частоты , из-за недостаточной скорости переключения диодов . Туда бы конечно лучше Шоттки - но они же не бывают высоковольтными , к сожалению .

  15. #15
    Старый знакомый Аватар для thickman
    Регистрация
    01.03.2006
    Адрес
    Смоленск
    Возраст
    61
    Сообщений
    670

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Цитата Сообщение от deemon Посмотреть сообщение
    Кстати тоже , хороший вариант ... проблемы там наверно могут быть с ростом частоты , из-за недостаточной скорости переключения диодов
    Это типовое и очень популярное решение. Кстати, в приличных драйверах имеется вход DESAT, по этому входу мониторится состояние ключа как раз через диод. Опять же, красными каракулями от IVX тоже все довольны. Другое дело, ты прав, диод нужен с нормированным временем включения и с этим можно слегка наколоться, если полагаться лишь на trr высоковольтных ультрафастов.
    крупный радиолюбитель

  16. #16

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    так слаботоковые ултрафасты всегда там успеют, не берите на 1000В/3А и всё получится, хоть на 500кгц.
    Импульсно всё, в этом мире бушующем..

  17. #17
    Старый знакомый Аватар для Alex07
    Регистрация
    21.05.2015
    Адрес
    Нальчик
    Возраст
    63
    Сообщений
    856

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Вот это работает очень не плохо, IR25750LTRPBF, для защиты транзисторов по току.
    Ap pleer^Lynx D47V3^ Lynx PA-72^Peerless 830869/ScanSpeak D7608/920010// Morel ЕТ338.

  18. #18

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    прикольно, а главное компактно сот23 и всё. Даже с диодом и резисторами будет крупнее.
    Импульсно всё, в этом мире бушующем..

  19. #19
    Старый знакомый Аватар для thickman
    Регистрация
    01.03.2006
    Адрес
    Смоленск
    Возраст
    61
    Сообщений
    670

    По умолчанию Re: Н-мост. Схема защиты по току.

    Для мостовых тарахтелок такой вот способ применяю. Да, тут обязателен шунт (R3 на схеме), что конечно не всегда приемлемо. Зато силовые ключи под таким контролем – беззаботные баловни судьбы. Здесь нет дополнительных микросхем-посредников, тем не менее, при токоограничении очень быстрая коммутация, причем мягкая, практически без дополнительных динамических потерь.
    Миниатюры Миниатюры Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	мост с защитой.gif 
Просмотров:	136 
Размер:	220.9 Кб 
ID:	406292  
    крупный радиолюбитель

Социальные закладки

Социальные закладки

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •