SimAl писал(а):Собственно я со счета сбился, сколько я вариантов моста сделал, пока не получил рабочий. Наверняка больше десятка. И вот однажды, когда стакан со сгоревшими полевиками уже заполнился

Очень схожий у нас путь, полевиков тож спалил немало

SimAl писал(а):я психанул и поставил прямо в схему с транзисторами навесным монтажом вместо верхних ключей реле

Я героически терплю не один год и все же надеюсь на лучшее

Приветствую. Подниму тему.

Хочу спросить, а что уважаемые форумчане скажут по поводу вот такого моста с опторазвязкой:
http://www.aliexpress.com/item/BTS7971B-high-power-motor-driver-module-with-high-speed-optical-coupling-isolation/1335200222.html
Характеристики BTN7971 здесьhttp://www.infineon.com/cms/en/product/power/motor-driver/integrated-half-bridge-driver/BTN7971B/productType.html?productType=db3a304414ce7fd301156bffc7c946b0
Даташит на BTN7971 http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BTN7971B-DS-v02_00-en.pdf?fileId=db3a30431add1d95011aee02ab870358&ack=t

Не могу разобраться где указаны рабочие характеристики, в одном месте пишут 35v/70A в другом 25v/60A, а в даташите куча таблиц, в которых запутался, помогите разобраться. Подключать планирую моторы 24в/350Вт или меньше по мощности, но скорее всего такие как у ALE.

Вот выдержка из даташита:
4.1.1 Supply Voltage VS: -0.3..45 V –
4.2.1 Supply Voltage Range for Nominal Operation VS(nom): 8..18 V
4.2.2 Extended Supply Voltage Range for Operation VS(ext) VUV(OFF): max 28 V

Spirit День добрый. Я думаю, что для конструктивной беседы, хорошо бы понимать, что вы хотите получить в итоге.
Для чего мосты?
Какой тип сима вы хотите сделать?
А так в лоб подойдет ли мост и расскажите параметры даташит, мало кому интересно помогать.

Подключать планирую моторы 24в/350Вт или меньше по мощности

подключать к чему?

электрик писал(а):Вот выдержка из даташита:
4.1.1 Supply Voltage VS: -0.3..45 V –
4.2.1 Supply Voltage Range for Nominal Operation VS(nom): 8..18 V
4.2.2 Extended Supply Voltage Range for Operation VS(ext) VUV(OFF): max 28 V

Пункт 4.1.1 взят из таблицы Absolute Maximum Ratings, под которой в сноске 1) указано, что это чисто расчетные величины, не подтвержденные экспериментально (выведенные из дизайна микросхемы). То есть ориентироваться на них в нашей ситуации не нужно
Пункт 4.2.1 - это именно то, на что большинство пользователей должно ориентироваться - 18 вольт для "номинального" использования.
Пункт 4.2.2 - это возможный рабочий диапазон (максимальный). На величину 28 В настроена внутренняя защита от перегрузки по напряжению. Смотри пункт 5.3.6 даташита:
Over Voltage Lock Out
5.3.4 Switch-ON Voltage VOV(ON) 27.8 – – V VS decreasing
5.3.5 Switch-OFF Voltage VOV(OFF) 28 – 30 V VS increasing
5.3.6 ON/OFF hysteresis VOV(HY) – 0.2 – V –

При этом ограничители тока настроены примерно на 70 А (+- 20 А).

Из всего этого можно сделать вывод, что полумост BTN7971B будет работать без проблем при напряжении 8-18В с возможностью увеличения до 26В (дальше рискуем нарваться на ограничитель) и токе до 50 А (при ОЧЕНЬ ХОРОШЕМ ОХЛАЖДЕНИИ).

электрик писал(а):Spirit День добрый. Я думаю, что для конструктивной беседы, хорошо бы понимать, что вы хотите получить в итоге.
Для чего мосты?
Какой тип сима вы хотите сделать?
А так в лоб подойдет ли мост и расскажите параметры даташит, мало кому интересно помогать.

Подключать планирую моторы 24в/350Вт или меньше по мощности

подключать к чему?

Финальной версией сима хотелось бы собрать 6DoF.
Начать хочу с минимума (2 или 4 DoF), чтоб полностью разобраться в вопросе, но в выборе комплектующих сразу хочу ориентироваться на 6 DoF.

Рассчитывал, что с моим весом в 75 кг достаточная мощность моторов будет порядка 200 Вт, но учитывая необходимый запас - моторы, как приобрел Ale будут предпочтительней (в последствии можно будет увеличить немного кривошип).
Вот под них искал подходящий H-Bridge. Почитав всю ветку пришел к выводу, что всем хороши китайские мосты, но не хватает опто развязки... в этих же она есть, но судя по номинальному напряжению в 18В, они не совсем подходят. Наверно желательно взять 12В моторы. Или другой мост.

Ale писал(а):

электрик писал(а):Вот выдержка из даташита:
4.1.1 Supply Voltage VS: -0.3..45 V –
4.2.1 Supply Voltage Range for Nominal Operation VS(nom): 8..18 V
4.2.2 Extended Supply Voltage Range for Operation VS(ext) VUV(OFF): max 28 V

Пункт 4.1.1 взят из таблицы Absolute Maximum Ratings, под которой в сноске 1) указано, что это чисто расчетные величины, не подтвержденные экспериментально (выведенные из дизайна микросхемы). То есть ориентироваться на них в нашей ситуации не нужно
Пункт 4.2.1 - это именно то, на что большинство пользователей должно ориентироваться - 18 вольт для "номинального" использования.
Пункт 4.2.2 - это возможный рабочий диапазон (максимальный). На величину 28 В настроена внутренняя защита от перегрузки по напряжению. Смотри пункт 5.3.6 даташита:
Over Voltage Lock Out
5.3.4 Switch-ON Voltage VOV(ON) 27.8 – – V VS decreasing
5.3.5 Switch-OFF Voltage VOV(OFF) 28 – 30 V VS increasing
5.3.6 ON/OFF hysteresis VOV(HY) – 0.2 – V –

При этом ограничители тока настроены примерно на 70 А (+- 20 А).

Из всего этого можно сделать вывод, что полумост BTN7971B будет работать без проблем при напряжении 8-18В с возможностью увеличения до 26В (дальше рискуем нарваться на ограничитель) и токе до 50 А (при ОЧЕНЬ ХОРОШЕМ ОХЛАЖДЕНИИ).

Спасибо за разъяснения, если я правильно понимаю - получается, что в момент смены направления моторы 12v 350w будут потреблять 30х2=60A и вероятней всего мост будет уходить в защиту, а моторы 24в 350w всего 30А и до порога защиты напряжению есть 4В, а при большой нагрузке напряжение будет еще и просаживаться. Так?

Spirit писал(а):

Ale писал(а):

электрик писал(а):Вот выдержка из даташита:
4.1.1 Supply Voltage VS: -0.3..45 V –
4.2.1 Supply Voltage Range for Nominal Operation VS(nom): 8..18 V
4.2.2 Extended Supply Voltage Range for Operation VS(ext) VUV(OFF): max 28 V

Пункт 4.1.1 взят из таблицы Absolute Maximum Ratings, под которой в сноске 1) указано, что это чисто расчетные величины, не подтвержденные экспериментально (выведенные из дизайна микросхемы). То есть ориентироваться на них в нашей ситуации не нужно
Пункт 4.2.1 - это именно то, на что большинство пользователей должно ориентироваться - 18 вольт для "номинального" использования.
Пункт 4.2.2 - это возможный рабочий диапазон (максимальный). На величину 28 В настроена внутренняя защита от перегрузки по напряжению. Смотри пункт 5.3.6 даташита:
Over Voltage Lock Out
5.3.4 Switch-ON Voltage VOV(ON) 27.8 – – V VS decreasing
5.3.5 Switch-OFF Voltage VOV(OFF) 28 – 30 V VS increasing
5.3.6 ON/OFF hysteresis VOV(HY) – 0.2 – V –

При этом ограничители тока настроены примерно на 70 А (+- 20 А).

Из всего этого можно сделать вывод, что полумост BTN7971B будет работать без проблем при напряжении 8-18В с возможностью увеличения до 26В (дальше рискуем нарваться на ограничитель) и токе до 50 А (при ОЧЕНЬ ХОРОШЕМ ОХЛАЖДЕНИИ).

Спасибо за разъяснения, если я правильно понимаю - получается, что в момент смены направления моторы 12v 350w будут потреблять 30х2=60A и вероятней всего мост будет уходить в защиту, а моторы 24в 350w всего 30А и до порога защиты напряжению есть 4В, а при большой нагрузке напряжение будет еще и просаживаться. Так?

Хочу еще раз поднять тему. Протестировал я эти мосты в разных режимах, с нагрузкой и без. Все хорошо работает от аккумуляторов, но при
подлючении их к импульсному блоку питания мосты мрут, не проработав и пары минут. Кто нибудь может подсказать или высказать предположение, в чем может быть причина преждевременной смерти?

5.3.1 Overvoltage Lock Out
To assure a high immunity against overvoltages (e.g. load dump conditions) the device shuts the lowside MOSFET
off and turns the highside MOSFET on, if the supply voltage is exceeding the over voltage protection level VOV(OFF).
The IC operates in normal mode again with a hysteresis VOV(HY) if the supply voltage decreases below the switchon
voltage VOV(ON). In H-bridge configuration, this behavior of the BTN7960 will lead to freewheeling in highside
during over voltage.

5.3.1 Блокировка при перенапряжении.
Для обеспечения защиты от перегрузки по напряжению устройство ( в случае, если напряжение питания превышает порог защиты Vov) выключает НИЖНИЙ ключ и включает ВЕРХНИЙ.
После падения напряжения питания ниже порога гистерезиса устройство продолжает нормальную работу.
В полумостовой конфигурации такое поведение BTN7960 может привести к "столкновению" открытых верхних ключей при перенапряжении.!!!

5.3.2 Undervoltage Shut Down
To avoid uncontrolled motion of the driven motor at low voltages the device shuts off (output is tri-state), if the
supply voltage drops below the switch-off voltage VUV(OFF). The IC becomes active again with a hysteresis VUV(HY)
if the supply voltage rises above the switch-on voltage VUV(ON).

5.3.2 Выключение при пониженном напряжении.
Чтобы избежать неконтролируемого движения ведомого двигателя при низких напряжениях устройство выключается (выход с тремя состояниями),
если напряжение питания падает ниже порога выключения напряжения Vuv. Микросхема вновь становится активной после превышения напряжением питания порога гистерезиса Vuv.

5.3.4 Current Limitation
The current in the bridge is measured in both switches. As soon as the current in forward direction in one switch
(high side or low side) is reaching the limit ICLx, this switch is deactivated and the other switch is activated for tCLS.
During that time all changes at the IN pin are ignored. However, the INH pin can still be used to switch both
MOSFETs off. After tCLS the switches return to their initial setting. The error signal at the IS pin is reset after 2 * tCLS.
Unintentional triggering of the current limitation by short current spikes (e.g. inflicted by EMI coming from the
motor) is suppressed by internal filter circuitry. Due to thresholds and reaction delay times of the filter circuitry the
effective current limitation level ICLx depends on the slew rate of the load current dI/dt as shown in Figure 10.

5.3.4 Ограничение тока
Ток в мостике измеряется в обоих ключах. Как только ток в прямом направлении в любом ключе (верхнем или нижнем) достигает предельного ICLx, этот ключ выключается,
а другой включается на время tCLS.
В течение этого времени все изменения на входных (IN) пинах в игнорируются. Тем не менее, INH контакт по прежнему может быть использован для выключения обоих ключей.
После истечения интервала tCLS мост возвращается в стандартный режим работы. Сигнал ошибки появляется на пине IS через в штифт сброса через 2 * tCLS.

Непреднамеренное срабатывание ограничения тока короткого замыкания по шипами (например, нанесенный EMI от двигателя) подавляется внутренней схемы фильтра. В связи с порогами и времени задержки реакции схемы фильтра эффективная текущий уровень ограничения ICLx зависит от скорости нарастания тока нагрузки DI / DT, как показано на рисунке 10.

Ограничительные диоды

В большинстве описаний Н-мостов ограничительные диоды D1…D4 часто либо не упоминаются вовсе, либо о них говорится очень сжато. Однако они являются очень важным компонентом. Фактически, основной идеей данного раздела является мое желание поделиться некоторым опытом, который я получил в этой области.

Принцип действия очень прост: пока мост включен, а два из четырех транзисторов проводят ток, ограничительные диоды не играют никакой роли. Однако как только мост выключается, транзисторы ток не проводят. Как указано выше, наиболее распространенной нагрузкой для Н-мостов является двигатель постоянного тока, который является индуктивной нагрузкой. Что это означает применительно к нашему случаю? Пока мост включен, мотор создает электромагнитное поле внутри обмоток. Когда ключи выключаются, это поле постепенно уменьшается. И пока это происходит, ток продолжает течь в обмотках! Этот ток не может течь через транзисторы, т.к. они закрыты, но он должен найти себе дорогу! Ограничительные диоды предназначены для того, чтобы предоставить для этого тока низкоомный путь и удержать напряжение на выводах мотора в разумных пределах.

Итак, всякий раз, когда диод пропускает ток, на нем будет падать относительно постоянное напряжение. Этот параметр называется прямое падение напряжения, обозначается как VF и находится в пределах 500…1000 мВ для большинства диодов. Это падение напряжения в сочетании с током через диод дает определенное выделение тепла. Фактическое выделение тепла зависит от среднего тока, протекающего через диод, и процента времени, в течении которого диод пропускает ток. Давайте рассмотрим пример. Предположим, электро-магнитное поле затухает в двигателе за 1 мс, длительность цикла – 10 мс, ток в момент начала цикла выключения 10 А и он падает линейно (предположим, у нас идеальная индуктивная нагрузка). Тогда средний ток через диод будет 5 А для 10% времени работы диода. Рассеиваемое тепло будет 5А*0.5В*10%=0.25 Ватта (предполагаем тут, что VF=0.5 В). Если вдруг поле затухает медленнее, скажем 5 мс, то рассеивание увеличивается до 5А*0.5В*50%=1.25 Ватта. Количество рассеиваемого тепла становится все больше с увеличением времени затухания поля и становится неприлично большим в случае, если поле не успевает затухнуть за период выключенных транзисторов. Из наших прикидочных расчетов можно видеть, что выделение энергии на диодах соизмеримо с выделением энергии на транзисторах.

Важно понимать, что для случая низкочастотных операций, выбор транзисторов по большому счету определяется максимальным постоянным током, коммутируемым Н-мостом, в то время как выбор диодов – это весьма запутанный процесс, включающий анализ затухания поля в индуктивной нагрузке. Выбор диодов зависит от динамики поведения Н-моста. Дизайн моста и метод управления им являются ключевыми в вопросе времени, в течении которого диод проводит ток. Это выливается в то, что при одном типе управления мост может фактически пережить гораздо большие токи, чем при другом. А на определенных режимах управления мостом диоды могут не проводить ток вообще. О методах управления мостом будет написано подробнее ниже.

Одной из важных особенностей полевых транзисторов является наличие внутреннего диода между стоком и истоком. Этот диод работает как ограничительный в мостовых схемах, и в большинстве документации на полевые транзисторы приводятся параметры этого диода. Таким образом, можно использовать этот диод, если его параметры удовлетворяют требованиям конкретного устройства, а внешние диоды не распаивать. Для биполярных транзисторов наличие внешних ограничительных диодов обязательно, т.к. они не имеют внутреннего диода.

Диоды, когда не проводят ток, имеют небольшую емкость между своими выводами. Эта емкость должна быть разряжена, прежде чем устройство сможет быть включено, что приводит к некоторым задержкам отклика диода на резкие изменения напряжения. Емкость диода зависит от многих факторов, но по большому счету берет свое начало от площади P-N перехода. Если коротко, чем мощнее диод, тем он «медленнее», т.е. больше его емкость. Когда транзисторы моста выключаются, а ток двигателя "ищет себе дорогу", его путь пролегает через диоды. В этой связи задержка включения диодов представляет некоторую проблему. К тому же, ситуацию ухудшает то, что эта задержка происходит в момент, когда ток максимален. Если эту проблему не решить, то напряжение на моторе может достигать опасных значений и повредить транзисторы. Для того чтобы схема нормально перенесла момент, когда ни транзисторы, ни диоды не проводят ток, в схему вводят конденсатор, подсоединяемый к выводам мотора. Есть модели двигателей, которые уже содержат встроенный конденсатор, однако это редкость и по большей части требуется подключение внешнего конденсатора. Этот конденсатор сглаживает пульсации и дает время на открытие диодов. Напряжение на выводах мотора нарастает очень быстро, поэтому очень важно выбирать диоды с малым временем включения (turn-on delay), и именно поэтому диоды Шоттки предпочтительнее в данном случае.
Источник: http://roboforum.ru

FELiS писал(а):Ограничительные диоды

Вроде есть диоды в BTN7960

Получается, что диоды есть, но внешние не помешают и надо добавить емкость. А как определить ее номинал? Емкость должна быть не полярная?

Spirit писал(а):Получается, что диоды есть, но внешние не помешают и надо добавить емкость. А как определить ее номинал? Емкость должна быть не полярная?

Блин. Еще раз перелопатил даташит на драйвер. Ну не должен он гореть. У него все возможные защиты предусмотрены. От перенапряжения по входу, от превышения тока и кз, и диоды от эдс мотора.
И по опыту - горит не сам мост, а мост, запитанный от ИМПУЛЬСНИКА.
И вот что подумалось - может импульсник имеет внутреннюю защиту от втекающего тока. Ведь при возникновении ЭДС самоиндукции в моторе должны включаться защитные диоды и отводить ток в источник питания. С аккумуляторами такой фокус проходит, втекающий ток просто их подзаряжает. А что, если у импульсника просто нет возможности принять ток. Тогда защитные диоды работать не будут, так ка цепь обратного протекания тока от двигателя в источник просто разорвана.

Так в источнике питания заряжается конденсатор, проблема в том что у него недостаточная емкость. Мне кажется если нарастить емкость конденсатора по линии питания мост перестанет гореть. ЭДС просто перейдет в него, а затем израсходуется на движение. Вопрос в том что бы хватило емкости.

Да, думаю, что должно сработать. Думаю, надо минимум парочку по 10000 мкф x 50В попробовать воткнуть

Драсьте)

Ale писал(а):Да, думаю, что должно сработать. Думаю, надо минимум парочку по 10000 мкф x 50В попробовать воткнуть

СтОящяя тема. У меня 2x20000x25в на один мотор на импульснике. Оно еще и копоти мотору добавляет по ощущениям)