H-bdrige inverter: transitorio desconocido

-2

Configuré un inversor de puente H con este circuito.

Algunosdicenquenoesunesquemaadecuado(nosécómoproducirunesquemamásadecuado,yaqueesexactamentecómohiceelexperimento),asíqueaquíhayunafotorealdelcircuito:

  • Arribaalaizquierda,debajodellibro,AL10,6V
  • GBFsuperiorderecho,e(t)cuadrado'tensiónlógica'0V/5V
  • Izquierda:inversorlógico
  • Abajoalaizquierda:resistencias,transistores
  • Abajoaladerecha:RyLajustablesparalacarga.

LostransistoressonMOSFETIRL2203Ncontroladosporunvoltajecuadradode0V/+5V(e(t)).Lacargaesunaresistenciade1kohm.

Estoesloqueobtengo(azuloscuroese(t),cianes-e(t)yrojoesproporcionalaic(t)):

Noteeltransitorioenlacarga(portransitorioquierodecirqueestoyesperandoqueiC(curvaroja)seaunaseñalcuadradaperoparecesermásunRL-ishI0(1-exp(-t/tau))señalcontau<<1/f).

Conunafrecuenciamásalta,estoesloqueobtengo(perdónporelcambiodefondodecolor):

El transitorio es aún más notable.

Preguntas

  1. ¿Sabes de dónde viene el transitorio?
  2. ¿Elegí el transistor correcto para lograr lo que quiero? (Necesito un puente en H con 4 interruptores ordenados, pero ¿debo elegir este transistor, otro, un tiristor, un triac)?
  3. La carga que me gustaría usar en la vida real no es puramente resistiva sino una asociación L + R. ¿Tengo que cambiar algo?

Gracias.

    
pregunta cjorssen

3 respuestas

4
  

¿Sabes de dónde viene el transitorio?

No veo lo que llamas un "transitorio".

  

¿Elegí el transistor correcto para lograr lo que quiero?

Como no dice nada sobre la carga prevista, la corriente, la frecuencia de conmutación, etc., no podemos responder.

Este esquema no funcionará, ya que utiliza todos los NMOS, las compuertas deben manejarse con un voltaje adecuado por encima de las fuentes. Necesitas un controlador MOSFET real.

Además, esto tiene un tiempo muerto negativo, lo que significa que los MOSFET superiores e inferiores conducirán simultáneamente y cortarán la fuente de alimentación. Una vez más, un controlador IC real incluirá la gestión del tiempo muerto.

Aquí hay un ejemplo. Observe la bomba de carga para generar una unidad de compuerta para MOSFET de lado alto.

enlace

Este no incluye la administración del tiempo muerto, por lo que tendrá que hacerlo usted mismo en la configuración de PWM. Hay muchos chips que se ajustan a la cuenta, algunos incluyen otras características como protección contra sobrecorriente / corta, que también es bueno tener.

    
respondido por el peufeu
3

Controlar un puente H sin ningún controlador es algo así como ... ¡complicado! Así que resolver su problema será difícil.
Realmente necesita un controlador H-bridge para su aplicación, y el HIP4081 es exactamente lo que necesita:
enlace
Lo usé bastante tiempo y ¡es realmente genial!

Si no quieres comprar uno, debes hacer un controlador con componentes discretos como este (este es un ejemplo, hay muchos controladores discretos para MOSFET):

El controlador del lado bajo es el mismo que el controlador del lado alto con los dos transistores bipolares. Por supuesto, esto es solo para una rama del puente H (Los voltajes dependen de su aplicación, por supuesto ...)

    
respondido por el Tagadac
3

Los picos en los bordes de los pulsos de control se logran fácilmente mediante rutas largas de la sonda gnd, tal vez la otra totalmente desconectada y con sondas mal ajustadas. Un poco de cables largos en el circuito hace lo mismo.

Realmente deberías tener un esquema adecuado como ya han dicho los demás. Las mediciones del osciloscopio son causa tan común de errores que deberíamos saber cómo están conectados los cables o las sondas; un conocimiento detallado, otro es inútil.

ADDENDUM debido al comentario y al contenido de la pregunta actualizada:

Sus cables no son largos, son MUY LARGOS. Los pulsos cuadrados de 20 kHz sufren radicalmente y se propagan campos inquietantes como un transmisor de radio. Si tuviera un condensador de derivación de 100 uF entre los polos de la tensión de alimentación, aproximadamente. A 2 cm de tus mosfets, la situación sería más fácil.

Otro: Conducir las compuertas a través de resistencias de 1 kOhm no ofrece ninguna esperanza para un cambio rápido e incluso una onda cuadrada que se asemeja a la salida a 20 kHz. Hay grandes capacitancias internas en los mosfets que necesitan pulsos de corriente de activación de puerta alta. Los principiantes suelen pensar que los mosfets están controlados solo por voltaje e ignoran totalmente lo que se necesita para inversiones de estado rápidas.

Y peor aún : tus mosfets parecen ser todos de la misma polaridad, no imposible, pero tus pulsos de mosfet gate no son lo suficientemente altos para el par superior. Acabo de darme cuenta de que solo son 5V sobre la GND Los otros parecen haber notado esto mucho más rápido que yo. Lo siento por eso. Un voltaje de accionamiento demasiado bajo evita la corriente adecuada. En tu caso es toda una suerte. De lo contrario, la conmutación lenta causaría un cortocircuito grave en la tensión de alimentación.

Sobre la carga parcialmente inductiva: Nada malo porque tus mosfets tienen los diodos inversos. Pero la conducción de los mosfets realmente debería dejar que los pulsos de retroceso inductivo en algún momento mueran. esto también ayuda a la superposición de los tiempos de encendido directamente de + suministro a menos. El inversor no es una buena manera de hacer los impulsos de conducción. La espera para morir necesita algún retraso en el giro.

Si un día decides conducir un motor eléctrico , deberías notar que un motor en funcionamiento también es un generador. Puede que no sea la mejor idea cambiar el motor a la velocidad máxima al voltaje invertido.

    
respondido por el user287001

Lea otras preguntas en las etiquetas