¿Consideraciones de diseño para un circuito de accionamiento de motor de CC?

Estas son algunas de las cosas en las que pienso cuando necesito conducir un motor:

• ¿He considerado utilizar un controlador de motor comercial?
• En lugar de comenzar un diseño completamente desde cero, he considerado comenzar con un controlador de motor de código abierto , haciendo algunas mejoras, luego ¿Devolviendo esas mejoras a la comunidad?
• ¿He considerado usar un "interruptor autoprotegido" como el International Rectifier IPS6031PBF, el BTS50080-1TMB de Infineon Technologies, etc. que no requiere tanto tiempo de diseño como un FET sin formato?
• ¿He considerado usar piezas que realmente puedo comprar, como el rectificador internacional IRFZ44N?

Sobrecalentamiento del motor:

• ¿El motor está lo suficientemente calificado para manejar continuamente la carga máxima a la velocidad máxima requerida? (Esto es más caliente que ejecutarse sin carga).

• ¿El motor está lo suficientemente calificado para manejar continuamente la carga máxima a la velocidad mínima requerida? (Aunque esto técnicamente requiere menos potencia mecánica, el "autoenfriamiento" es menor, por lo que puede calentarse).

• ¿es mejor correr a la velocidad solicitada el mayor tiempo posible, hasta que el motor falle? ¿O es mejor que el sistema se niegue a funcionar a la velocidad solicitada cuando el motor parece estar sobrecalentándose, desacelerándose o deteniéndose para proteger el motor?

Sobrecalentamiento del transistor:

• ¿El transistor y su disipador térmico están lo suficientemente calificados para manejar continuamente la corriente normal máxima?

• ¿Qué sucede si los cables que corren hacia el motor están cortocircuitados? ¿Es esto tan improbable que esté bien si el transistor explota? ¿O es tan probable que valga la pena diseñar el sistema para medir la corriente de salida y apagar el transistor cuando alcanza el límite máximo de corriente?

• ¿Cuánto voltaje se requiere para encender el FET de potencia "hasta el final"? ¿Puede mi microprocesador encenderlo adecuadamente o necesito conectar la compuerta del FET de potencia a un voltaje más alto, tal vez 10 V o 12 V?

• ¿Cuánta carga eléctrica se necesita para encender y apagar el FET de alimentación? ¿Cuánto tiempo le toma a mi microprocesador empujar esa cantidad de carga en la puerta o sacar esa carga de la puerta? ¿Es adecuada una resistencia de 10 ohmios entre mi microprocesador y la puerta, o un controlador MOSFET entre ellos mantendría el FET de potencia significativamente más fresco? (vea Capacitancia de la compuerta frente a la carga de la compuerta en los FET n-ch, y cómo calcular la disipación de potencia durante la carga / descarga de la compuerta )

Otras consideraciones:

• ¿Qué es la ruta de alta corriente "transistor encendido"? (fuente de alimentación de transisistor a motor a fuente de alimentación)
• ¿Cuál es la ruta de corriente alta inmediatamente después de que se apague el transistor? (motor a flyback diodo a motor)
• ¿Puedo reducir la diferencia en esos dos bucles más pequeños, a fin de reducir la EMU irradiada?
• ¿Todos los conectores, cables, fusibles, sensores de corriente y otros componentes en las dos rutas de alta corriente están clasificados para manejar la corriente normal máxima de manera continua?
• ¿Cómo puedo sentir la corriente del motor?
• ¿Qué es lo peor que podría pasar si hay un error en el software? ¿Hay alguna forma de organizar el hardware para que los errores inevitables en el software no causen daños permanentes?

cuando llegue al controlador MOSFET, usted tiene a) UN CONTROLADOR DE LADO BAJO (carga conectada entre + VDD y el terminal de drenaje) b) CONTROLADOR DE LADO ALTO (carga conectada entre el terminal de origen y tierra) estos dos tienen sus propias ventajas y desventajas. saber más sobre el controlador MOSFET enlace

si opta por LOW SIDE DRIVER, puede diseñar un controlador con componentes discretos (este circuito funciona bien para mí) enlace . Le sugiero que construya el controlador y lo pruebe aplicándole PWM; si tiene algún problema, publique aquí.

Si opta por HIGH SIDE DRIVER, es posible que tenga que usar los IC de Driver como IR2110, IR2101, ... y problemas de diseño como elegir un diodo bootstrap apropiado, un capacitor bootstrap.