Controlador de motor de medio puente; ¿La mejor ubicación del motor?

Las dos opciones:

Me he estado desplazando foro tras foro en busca de un acuerdo unilateral sobre cuál sería la mejor ubicación del motor dentro del circuito del controlador de medio puente: colocar el motor en el MOSFET del lado alto o en el MOSFET del lado bajo. Como ejemplo, he incluido ambas opciones. (Por favor, no escriba un ensayo sobre mi diseño esquemático, ¡estos son solo ayudas para describir la pregunta del problema!)

Motor en el lado alto FETS ingrese la descripción de la imagen aquí

Motor en el lado bajo FETS ingrese la descripción de la imagen aquí

El consumo de corriente promedio para el ejemplo propuesto sería de alrededor de 24 A, de ahí el arreglo paralelo para los FET.

Además, como se ve en las imágenes, he cambiado las salidas 'HO' y 'LO' del controlador IR2111 para dar la salida correcta si la entrada 'PWM_In' cambiara. El diagrama de la hoja de datos del IR2111 se puede encontrar aquí: Hoja de datos del IR2111

La investigación que he realizado hasta ahora parece sugerir que para aplicaciones que no son para impulsar motores, tener una carga en los FET del lado bajo es más beneficioso, como se ve en la segunda imagen. Pero para la conducción a motor, el primer arreglo es más beneficioso, al menos por lo que deduzco.

Mantenga cualquier respuesta casual y respetuosa, ¡solo quiero escuchar algunas opiniones más experimentadas sobre esto!

¿Es su "motor de CC" un BLDC o un verdadero motor de CC? Tiene un malentendido de cómo funciona el motor de cualquier manera, pero una respuesta dependerá del tipo de motor que esté usando.
Ambas opciones son incorrectas. Puede que sea el mayor problema, pero también es el más fácil de explicar y solucionar. Tiene un segundo problema casi igual de malo que requiere mucha más explicación, por lo que se requerirá un ensayo.
@Darius No estoy seguro de tener un 'malentendido' como tal, más que mis motivos y especificaciones son muy específicas. De todos modos, el motor es de hecho un motor de CC de imán permanente. Cualquier idea sería y estaría muy agradecido.
@ShashMan, ¿cuáles son sus motivos y especificaciones, entonces? Si está buscando una respuesta que se ajuste a sus especificaciones, deberá decirnos cuáles son esas especificaciones.
Controlador @Darius Half-Bridge que puede alimentar un máximo absoluto de 1700 vatios, con una clasificación continua de 600/700 vatios. El consumo máximo de corriente es de 70 amperios (según lo estipulado por un fusible de 70 amperios). Los 24V provenientes de dos baterías de automóvil YUASA que son de plomo ácido. El PWM proviene de un esp32. El circuito tiene la menor cantidad de pérdidas posible como lo es para un eco racer. de ahí la disposición de los mosfets. el mosfet de lado alto está ahí para reemplazar un diodo flyback que tradicionalmente desperdicia calor.
A menos que haya entendido mal por completo, el motor de CC normalmente va entre el par de mosfets de la izquierda y el par de mosfets de la derecha (tiene una línea horizontal allí). El controlador del motor protegerá contra encender (digamos) el mosfet alto izquierdo y (digamos) el mosfet bajo izquierdo, pero no el mosfet alto izquierdo y el mosfet bajo derecho (de hecho, eso es normal); esto acortaría su fuente de alimentación. Si realmente está decidido a usar mosfets, use dos de ellos (o incluso uno de ellos y un diodo), o no conecte un par al controlador para que no pueda encenderse.
@abligh ¿Se refiere a la disposición de un controlador H-Bridge? En cuyo caso sí, el motor normalmente iría entre los mosfets izquierdo y derecho, pero necesitaría un chip IR2111 adicional para controlar eso. Este arreglo es un poco confuso en lo que debería haber pensado. Es un controlador Half-Bridge (no H-Bridge) con un MOSFET adicional en los lados alto y bajo para manejar la carga de corriente adicional.

Respuestas (2)

Si se supone que esto es un controlador de motor unidireccional que usa un medio puente, entonces no tiene sentido porque eso solo permitiría un controlador de motor unidireccional. Pero en una unidad de motor unidireccional no necesita MOSFET de lado alto y bajo.

Si este es su objetivo, solo necesita MOSFET de lado alto o MOSFET de lado bajo, no ambos. Pero tenga en cuenta que si eligió MOSFET de lado alto, no puede usar una unidad de compuerta de capacitor boostrap, ya que dependen de que esté presente un MOSFET de lado bajo y cambie con la frecuencia suficiente para actualizar el capacitor de arranque al permitir que la corriente fluya de 12 V a tierra a través del condensador. Esto también significa que no se permite un ciclo de trabajo del 100 %.

Optaría por MOSFET de lado bajo solo con accionamiento de compuerta de lado bajo. O si la EMI es una preocupación y necesita que el motor permanezca conectado a tierra, usaría un controlador de compuerta de lado alto continuo (como quitar el diodo de arranque y conectar un suministro de voltaje flotante aislado donde normalmente iría el capacitor de arranque).

Si se supone que es un controlador de motor bidireccional que usa un puente H (que es diferente a un medio puente).

  1. Solo mirando el lado derecho, eso no es un puente H. El motor no va en ninguno de esos lugares. Esquemas de Google de un puente H y mira a dónde va el motor. Ha colocado un cortocircuito muerto permanente donde se supone que debe ir el motor.

  2. Conectó las salidas del controlador de compuerta del lado bajo a los MOSFET del lado alto y conectó las salidas del controlador de compuerta del lado alto a los MOSFET del lado bajo.

  3. Mirando la forma en que el lado izquierdo está conectado al lado derecho, las señales de su unidad también son incorrectas en más que solo en el n. ° 2. Creo que la razón por la que su circuito está destrozado es porque miró los esquemas del controlador de puerta para un medio puente y luego intentó fusionarlo con un puente H. La 'H' en H-bridge no significa medio puente. Un puente H consta de cuatro MOSFET dispuestos en forma de H. Por lo tanto, la mitad izquierda de un puente H es un medio puente, y el lado derecho de un puente H es otro medio puente.

    Su puente H necesita dos circuitos integrados de controlador de compuerta para que tenga dos controladores de compuerta del lado alto y dos controladores de compuerta del lado bajo, de modo que tenga uno para cada uno de los cuatro MOSFET presentes.

El esquema del OP se parece bastante al de la hoja de datos, aparte de que el OP tiene mosfets paralelos para más corriente: pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/68060/IRF/IR2111.html
@HandyHowie Eso es un esquema para un medio puente, cierto, pero casi nunca conduce motores a través de un solo medio puente. Interpreté que debería ser un puente H. Si no se supone que sea un puente H sino un controlador push-pull, entonces no tiene sentido por dos razones: (1) no es bipolar (no es que el IC pueda soportarlo) por lo que solo podría girar en una dirección (2 ) Si se supone que es unidireccional, entonces el medio puente y la unidad de compuerta asociada no tienen sentido, ya que no necesita transistores de lado alto y bajo en ese caso.
@HandyHowie Editado para abordar esa posibilidad.
Gracias por la respuesta @DKNguyen, sin embargo, tengo la intención de usar un medio puente de esta manera, ya que el lado alto se usa de la misma manera que se podría usar un diodo para lidiar con la fuerza contraelectromotriz. El sistema que estoy tratando de diseñar es unidireccional por especificación y también debe ser lo más eficiente posible, por lo que las pérdidas en un diodo no serían aceptables. Si bien sus comentarios sobre el uso más generalizado de un puente H, sí, pero por las razones ya establecidas, ¡no puedo usar uno!
@ShashMan Entendido. Luego, tenga en cuenta el requisito de arranque si espera un servicio del 100%. También dude de la necesidad de MOSFET paralelos de lado bajo si ese es el caso.
@DKNguyen Gracias, hombre, tomaré nota en el futuro :)
@ShashMan Tacha lo que dije sobre los MOSFET paralelos de lado bajo. Quise decir que no necesitas un lado alto paralelo. Debido a que probablemente debería usar el lado bajo como sus controladores y el lado alto como el rectificador síncrono debido al requisito de refuerzo. Entonces puede obtener el 100% de impuestos si es necesario.
Sí, eso tiene sentido. muy apreciado. @DKNguyen

Tu mejor opción es la número 3, este circuito:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Elija su diodo de rueda libre para aprovechar al máximo el voltaje de suministro completo y la corriente de entrada máxima, preferiblemente más. Su fuente PWM puede ser demasiado débil para controlar un MOSFET con capacidad de 24 A, por lo que es posible que necesite un búfer intermedio.

C1 es su desacoplamiento local, a menos que realmente sepa lo que está haciendo.

Este circuito fue el primero que consideré para un controlador de motor, como estoy seguro de que la mayoría lo habría hecho. Sin embargo, debido a que tengo un mosfet alto y bajo en mis dibujos de medio puente, no quiero usar un diodo. Según entiendo, para las cargas que debía poner a través del controlador, la fem trasera produciría demasiado calor residual. Corrígeme si estoy equivocado.
A menos que estemos hablando de 5 V o menos, se desperdicia muy poco en el diodo. Si está de acuerdo con la calificación de <200 V, no dude en usar Shottky para reducirla aún más. ¿Necesita romper activamente el motor?
El EMF de la parte posterior del motor es principalmente capacitancia de movimiento, como dice winny, el diodo solo verá pequeñas corrientes. pero si desea tener un freno eléctrico, entonces sí, agregar un MOFET que cortocircuite el motor podría hacerlo.
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