¿Cómo calculo la frecuencia máxima de pwm que puede manejar mi h-bridge?

mi configuración:
puente H con mosfets de 4 n-ch ( IRF1405) con una capacitancia de puerta de 5480pF y tiempo de retardo de encendido 13nS. ¡Estoy usando un hip4081 como mi controlador que tiene una corriente máxima de 3.8A! Así es como calculo la frecuencia máxima de pwm que mi circuito puede manejar:

V=IR---(1)
t=RC---(2)

desde (1) R=V/Iel enchufe (2) => t=(V/I) * Cdonde
V = Voltaje de la puerta (10 V)
I = Corriente máxima de la puerta (3.8A)
C = Capacitancia de la puerta de entrada (5480pF)

conectando estos valores obtengo t = 14.4 nS. ahora este es el tiempo que llevará cargar la capacitancia de la compuerta, por lo que mi frecuencia pwm debería ser < 1/t.

¿Esto suena bien? Agregue sus ideas.

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La carga es un motor de silla de ruedas
Potencia = 150 - 450 W Voltaje = 24 V CC I = P/v = 7 A - 19 A

Creo que es posible que deba agregar información sobre la carga. La carga resistiva puede permitir altas frecuencias, pero agregar algo de capacitancia o inductancia puede cambiarlo todo.
Lea la hoja de datos del hip4081. "El HIP4081A puede cambiar a frecuencias de hasta 1 MHz". Su cálculo proporciona un tiempo de activación aproximado para los FET. Desea que el tiempo de conducción real sea mucho más largo que esto si desea una eficiencia decente.
¿Es un DC cepillado o PM? Por lo general, para los motores, la frecuencia PWM no necesita ser demasiado alta ... 20 o 30 kHz.
es un motor de corriente continua.

Respuestas (1)

El tiempo de carga de la puerta no es realmente tan simple. Existe el efecto Miller cuando el FET pasa por la región lineal y tiene una ganancia de voltaje negativa. Esto hace que la compuerta drene la capacitancia de manera efectiva para que sea muchas veces mayor que el valor real. El controlador tampoco emite necesariamente la corriente máxima en todo el rango de voltaje. La curva de carga total de la puerta en la hoja de datos puede ayudar a obtener una mejor estimación del tiempo de subida de la puerta.

Habiendo dicho eso, 14ns suena bastante cerca de lo que probablemente será el tiempo real de subida de la puerta. La pregunta de cuál puede ser la frecuencia de conmutación máxima lleva a la pregunta: ¿Cuál es su eficiencia objetivo? ¿Cuánta potencia está dispuesto a perder por las pérdidas de conmutación? Si su frecuencia de conmutación es del orden de su tiempo de subida, sus pérdidas por conmutación serán extremadamente altas. Si desea una guía aproximada, puede cambiar un puente H a 1MHz y más, pero comienza a ser complicado y con pérdidas. 100-300kHz es un buen rango. Tenga en cuenta que esto es muchas veces el tiempo de subida, pero permitirá una eficiencia razonable.

Mi regla es cambiar a la frecuencia más baja posible sin dejar de cumplir con las restricciones de tamaño y sistema (fuera de la banda de audio, etc.). Esto maximiza la eficiencia y minimiza la EMI.

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