Circuito de control de motor Arduino con transistor de potencia y puente H

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Soy nuevo en el control de motores, y estoy tratando de crear un circuito para controlar este motor: enlace

Las características eléctricas clave para mi aplicación es que utiliza un suministro de 12 V, y cuando necesito poder alcanzar el punto de operación de 40 A para obtener el torque resultante.

Planeo usar un microcontrolador Arduino, y algunos de los buscadores de Google me llevaron a este esquema:

Elmotorenparticularquemanejantieneunapotenciamuchomenor,esde9V/100mA.Entonces,mipreguntaessipuedomodificarestecircuitoparausaruntransistordepotenciamásgrandeparamiaplicación,ysiesasí,cómodeboelegiruno.Porejemplo,encontréesto: enlace y no sé cómo saber si un transistor en particular sería apropiado o no.

Después de eso, mi siguiente paso es agregar el control bidrectional, y la investigación me dice que necesito un H-Bridge. ¿Cómo se ve el circuito con un puente H agregado? ¿Qué tipo de especificaciones necesito para el puente H? ¿Tiene que manejar una corriente similar a la del transistor de potencia? Por ejemplo, encontré esto: enlace y tengo ni idea de si es apropiado, o cómo usarlo; para ser honesto, todo lo que sé es que quiero un puente en H

Algunos antecedentes adicionales sobre mi proyecto: Estoy buscando construir un actuador de robot de potencia relativamente alta. La aplicación es extremadamente sensible al precio, por lo que estoy buscando construir un circuito lo más económico posible, en lugar de comprar un controlador de motor prefabricado, que he visto puede ser de > $ 50.

    
pregunta JDS

1 respuesta

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Tienes la idea correcta de usar un MOSFET, pero como tu motor puede llegar a 85A, necesitas un FET más potente. También debe colocar un diodo Schottky de alta corriente en el motor (cátodo a +12 V) para evitar picos de voltaje cuando el motor está apagado, especialmente si está utilizando PWM para controlar la velocidad del motor. Además de suprimir el retroceso-fem provocado por la inductancia en los devanados del motor, el diodo también mejora la eficiencia al recircular la corriente a través del motor durante el tiempo de apagado de PWM.

Debe apuntar a una caída de voltaje de menos de 0.1V a la corriente de funcionamiento normal máxima, por lo que el FET necesita un Rdson de 0.0025 Ohmios o menos. Si un solo FET no puede hacerlo, puede poner varios en paralelo. Dos STP180NS04ZC en paralelo pueden parecer suficientes, pero tienen otro problema: necesitan 10V en la puerta para encenderse, pero el Arduino solo emite 5V. Puede solucionar este problema agregando un circuito de controlador de puerta que aumenta la señal PWM de 5V a 12V, o puede elegir los FET de 'Nivel lógico' que se activan con 5V o menos.

Una de las ventajas de un controlador Gate es que aísla el puerto de salida del Arduino de los altos voltajes y corrientes potencialmente dañinos (si el FET se rompiera de Gate a Drain, podría poner 12V en el Ardiuno, lo que seguramente lo destruiría). Otra ventaja es una mayor corriente de excitación, lo que le permite poner más FET en paralelo sin comprometer la velocidad de conmutación.

Los controladores de compuerta también son esenciales si desea crear un puente, porque los FET de lado alto necesitan un controlador de compuerta de mayor voltaje (que excede la tensión de alimentación si utiliza todos los FET de canal N). Puede crear un circuito controlador de puerta simple con algunos transistores y resistencias bipolares, o puede usar un IC como TC4427 o IR2101.

En las altas corrientes que desea cambiar, probablemente sea mejor hacer un puente con FET discretos en lugar de un IC. Los puentes integrados de alta corriente suelen ser muy costosos, y si un transistor sopla, debe reemplazar todo el módulo.

Para un puente No desea un diodo schottky a través del motor (ya que se cortocircuitaría en una dirección), pero en esta configuración los diodos incorporados de los FET normalmente son suficientes para hacer el trabajo. Querrá agregar 200uF o más de condensadores electrolíticos de bajo ESR a través del suministro del motor para suprimir la fluctuación de voltaje, y debe tener cuidado para evitar bucles de tierra entre el puente y Arduino. Incluso podría considerar el uso de optoacopladores para proporcionar aislamiento entre ellos.

    
respondido por el Bruce Abbott

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