Puente H de 12 voltios para un motor de 2 voltios

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Diseñé un puente en H que debe funcionar con una fuente de alimentación de 12 voltios, tengo un motor de 2 voltios que necesito energía, me preguntaba con el TIP120 y el TIP125 VBe caídas de 5 voltios cada uno para que funcione el motor de manera segura. ? ¿O tendría que rediseñar o cómo garantizaría una salida de 2 V sin sacrificar la capacidad actual?

lo siento, no puedo publicar una representación esquemática que no sea suficiente ... pero usé dos TIP120 y dos TIP125 con un 3904 que impulsa el TIP125 desde la salida del microcontrolador

err Supongo que debería estar viendo VBe (encendido) que es de 2,5 voltios no 5V cada uno, por lo que la salida debería estar alrededor de 7V ...? No estoy seguro de cómo puedo ejecutar el motor que planeo usar PWM también

    
pregunta zacharoni16

1 respuesta

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El funcionamiento de un motor de 2V desde un puente de 12V H está perfectamente bien siempre y cuando no exceda el ciclo de trabajo de 1/6, al menos no sostenido.

No, no desea que los transistores disminuyan la tensión para compensar la diferencia. Eso es difícil de manejar exactamente, y simplemente quemaría el voltaje adicional en calor. Desea que los transistores estén totalmente apagados o completamente la mayor parte del tiempo. De esa manera se disipan lo menos posible el poder. Básicamente, el ciclo de trabajo proporciona el "engranaje" de modo que la potencia de entrada es aproximadamente una pérdida de potencia menos una pequeña pérdida. Esto es, en efecto, una fuente de alimentación de conmutación donde el motor mismo se convierte en uno de los componentes. Con una frecuencia PWM de unos 100 Hz o más, el motor solo "ve" el voltaje promedio y no se verá afectado con pulsos de 12V durante 1/6 del tiempo en lugar de 2V constantes.

Digamos que el motor consume 500 mA a 2 V cuando funciona normalmente. Eso es 1 W. Si deja caer 10 V haciendo que los transistores estén parcialmente encendidos, el consumo de corriente del suministro de 12 V seguirá siendo de 500 mA. Sin embargo, eso es 6 W. El motor solo obtiene 1 W, por lo que los 5 W restantes terminarán calentando los transistores. No solo tiene que desperdiciar 5/6 de la potencia (solo 17% de eficiencia), sino que 5 W de calentamiento de los transistores es algo en lo que hay que pensar y manejar. Al menos eso requerirá un poco de calor que se hunde. Deshacerse del calor residual es voluminoso y costoso. Los medios electrónicos para evitar que el calor en primer lugar sea más pequeño y más barato.

Ahora considere cómo funciona esto con un puente H de ciclo de trabajo controlado. Digamos que los dos transistores que están juntos caen 1/2 voltios en total. Eso es el voltaje aparente de 11.5 V que se está encendiendo en el motor. Los 11.5 voltios se aplicarán al motor 2 / 11.5 = 17% del tiempo. El consumo de corriente promedio de la fuente solo será de unos 90 mA en lugar del promedio de 500 mA que pasará por el motor. Esos 90 mA a través de la caída de 500 mV de los transistores causarán que disipen solo 45 mW. Apenas notará que se calientan. En este ejemplo, la eficiencia es del 93%, lo que es factible aunque quizás un poco optimista para alguien que no lo ha hecho antes. Aún así, incluso a un 85% de eficiencia (bastante factible) solo hay 177 mW calentando los transistores. Nuevamente, eso es pequeño y no requiere ningún montaje o enfriamiento especial.

A este bajo voltaje, es probable que sea más fácil usar FET de nivel lógico para el lado bajo, ya que estos se pueden controlar directamente desde la salida PWM digital del micro o lo que sea. No dijo qué corriente necesita el motor, pero como es un motor de 2 V, estoy calculando solo unos 100 mA en funcionamiento normal. El IRLML2502 es un pequeño y agradable FET que debería funcionar bien para los interruptores laterales bajos. Los interruptores laterales altos se pueden hacer fácilmente con transistores de potencia PNP, ya que incluso unos pocos 100 mV de caída no serán un problema. En ese caso, dejaría el interruptor superior apropiado continuamente cuando el motor está configurado en una dirección particular, y presiono el interruptor del lado bajo. Eso será fácil de hacer y bastante eficiente. El FET del canal P correcto funcionará aún mejor, pero debes pensar más detenidamente sobre cómo se manejan.

Otra ventaja es que puede exceder el promedio aparente de 2 V en el motor por períodos cortos, según sea necesario. No dice cuál es su aplicación, pero esto podría ser útil en el inicio, para superar una carga repentina de poco tiempo, etc. Si está controlado por servo, entonces será útil tener un margen adicional de par motor incluso si solo se utilizará una pequeña fracción del tiempo.

    
respondido por el Olin Lathrop

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