SEGREDO DA PONTE H

[Pask]

Amigos, o meu tópico sobre a Ponte H desapareceu misteriosamente aqui do fórum, mas estou postando novamente.

Quem me enviou a última resposta, peço o favor de enviar novamente.

Obrigado.

[MOR_AL]

Amigos, o meu tópico sobre a Ponte H desapareceu misteriosamente aqui do fórum, mas estou postando novamente.

Quem me enviou a última resposta, peço o favor de enviar novamente.

Obrigado.

Hiiii, Pask!!!
Acho que fui eu quem deletou. Quando tinha postado uma resposta, a página demorou a abrir (deu um tilt) e tive que sair do tópico. Quando entrei novamente, ele havia sumido!!!
Mistério. Como eu poderia deletar um tópico, mesmo que quisesse???
Mas vamos lá:

Procure usar dois pinos para controlar a ponte. Com apenas um você teria apenas as opções ligar o ramo A ou ligar o ramo B.
Durante uma transição, GERALMENTE ocorre uma condição em que os dois ramos ficam conduzindo, queimando as chaves (transistor, mosfet, etc) da ponte.
Usando dois pinos, você tem a possibilidade de 4 opções.
Exemplo:
Pino 1 - P1 Habilita o drive. "0" - Desabilitado. "1" Habilitado.
Pino 2 - P2 Seleciona qual ramo do drive vai conduzir. "0" - Ramo A conduz. "1" Ramo B conduz.
P1 P2
0 X - Drive desabilitado.
1 0 - Habilitado e conduz o ramo A.
1 1 - Habilitado e conduz o ramo B.
Para trocar a condução do ramo, faça a seguinte sequência:
10 - 00 - 01 - 11 - De A para B.
11 - 01 - 00 - 10 - De B para A.
Com isso você garante que um ramo corte, antes do outro conduzir.
Os dois estados intermediários são uma garantia que apenas um bit seja alterado por vez. Coloque um período de atraso para cada estado intermediário, para dar tempo para as chaves comutarem.
Em circuitos mais elaborados, é colocado um sensor da corrente na ponte H, monitorando-a. Geralmente há um circuito que converte o nível do sensor para TTL. Aí você cria uma entrada para o PIC, podendo monitorar a corrente e ligar um ramo somente quando a corrente for nula ou bem próximo a nula.
Mesmo com estes atrasos, se a carga for reativa, costuma haver um período em que a energia existente na carga deve ser direcionada para a fonte. Isso ocorre com os diodos polarizados reversamente. Não confie nos diodos intrinsecos dos mosfets. Queimei alguns confiando que eles suportariam, mesmo com correntes abaixo da especificada pelos mosfets.
MOR_AL

[Pask]

Bem Mor_al, esta parte que vc explicou está muito bem entendida e não há dúvidas com relação à forma de acionamento da ponte.
O problema está em não conseguir que o driver IR2110 funcione. Não consigo fazer com que este CI excite os mosfets. Em suas entradas tem os sinais retangulares com amplitude de 5Vpp. Mas, nos pinos de saída HO e LO de cada um deles, não tem nada!
Será que este CI precisa de um nível lógico de amplitude maior na saída para funcionar?
Vou lhe enviar o seu datasheet para você dar uma conferida e me passar a sua opinião.

Valeu.

[MOR_AL]

Acho que o IR2110 só apresenta um máximo de 10 a 20 volts na saída, só drivando um cmos canal N. Repare que tem uma figura lá.
Para acionar mosfets do tipo P você tem que referenciar o seu sinal em relação ao +Vcc. Precisa de um drive que faça isso.
Por exemplo:
O pino do PIC envia um "1" lógico para um resistor limitador, que vai à base de um transistor NPN. O coletor tem que suportar a tensão que alimenta a ponte H (+Vcc2).
No coletor desse transistor, coloque um resistor até +Vcc2.
Entre este resistor e o coletor, coloque o gate do mosfet canal P.
Mas atenção. Verifique se a tensão máxima de VGS do mosfet é superior a +Vcc2. Se for, tudo bem. Se não for, tem que substituir o resistor por dois resistores em série, fazendo um divisor de tensão. Entre os dois resistores coloque o gate do mosfet P. Neste caso a tensão máxima sobre o resistor que vai ao +Vcc2 tem que ser menor que VGSmáx.
Responda;
a) Qual é a tensão de +Vcc2?
b) Existe um -Vcc2, ou o negativo do +Vcc2 vai à terra?
c) Qual é a corrente máxima na carga?
d) Qual é o período mínimo de Ton?
e) Qual é o período mínimo de Toff?
MOR_AL

[Pask]

Uma coisa que está me confundindo em relação ao IR2110 é em relação aos pinos Vdd e Vcc. Acho que Vdd é o pino que alimenta o CI e Vcc é o pino ligado ao ponto de potencial positivo da fonte para alimentar os drenos dos mosfets canal N. No meu projeto, não estou trabalhando com mosfets canal P.
Com relação ao meu projeto, vou lhe enviar o circuito para você ver exatamente como ele é.

Respondendo às suas perguntas:

a) +Vcc = 12V

b) Negativo à terra (fonte assimétrica)

c) Desconhecida até o momento

d) Ton = 40% (fixo para teste)

e) Toff = 60% (fixo para teste)

Não se trata de circuito PWM.

Acompanhe o esquema elétrico que lhe enviei por e-mail.

Abraços.

[fabim]

pask, desculpe a pergunta..
Mais você realmente entendeu como funciona o IR ?
Você olhou os circuitos de exemplo do datasheet ?

Porque tipo, tu dizer que não entendeu pra que serve o VCC.. isso é dolorido eim ?
Antes de postar mais alguma coisa, da uma olhada novamente no datasheet.

Veja que de Vpotencial-gate, para o VCC do IR tem um diodo para desacoplamento de corrente reversa...
Agora veja que desse VCC para o COM, tem um capacitor.
Como worka ?

No momento que o bridge-GND for atuado, ele forma o "-" do capacitor para o TERRA, e o capacitor se carrega pelo VCC, com a tensão de potencial aplicada, menos Vpotencial do diodo, menos Vpotencial sobre o mosfet ou transistor para terra...
Dessa forma, este capacitor agora carregado, vai ser o que vai alimentar a parte de cima do drive, para poder colocar o potencial de GAte para source do mosfet..., enquanto a parte de baixo, ,,,,,



Esse carinha é exatamente para se usar os fets P....
O P = potencial de gate para source...
Como se fosse base para emissor.

Ja o fet N, é de GATE para DRAIN.
Como se fosse base para coletor de um transistor.. opa pera lá, isso ta extranho!! sim acredite é mesmo, mais é assim que funciona..

Tendeu +-/- ??? crariou as bagaças ?

[Pask]

Caro Fabim, já vi circuitos com este CI utilizando somente mosfets de canal N funcionando. Não se trata de um componente para usar fets canal P.

Creio que exista uma confusão aí (????)

Também informo que não tenho dúvidas a respeito do significado do simbolo "Vcc" ou "Vdd". Apenas me confundi com eles em relação a este componente!
O que confunde é que Vcc e Vdd são a "mesma coisa". Isso depende apenas do usuário. Assim como Vss e Vee também o são. Cada um prefere uma notação. Eu uso Vcc e GND e, no final, tudo quer dizer a mesma coisa mesmo....! Não esquenta.

Com relação ao detalhe do capacitor de Vcc para COM e de Vb para Vs, realmente vejo que você tem razão.
Não ria de mim, mas eu estava tentando fazer o IR2110 funcionar sem utilizar esses capacitores. Eles não estão presentes no meu circuito!

Agora, eu percebo que os capacitores e o diodo formam uma fonte em regime transientório para o correto acionamento dos fets internos do componente.

Às vezes demoramos um pouco para enxergarmos alguns pequenos detalhes dos datasheets mesmo.

Agora, uma nova pergunta: quais seriam os valores ideias para esses capacitores? Trabalho na freq. de 60Hz.

Pask.

[fabim]

óia, ferrou legal viu....rsrs
Leia novamente o datasheet.

Como ele trabalha com pwm, e frequencia consideravel...
Sendo assim o capacitor de charge pump, vai praticamente estar quase sempre carregado. pois o soco que o fet de saturação consome para o gate do fet de potencia é momentâneo em corrente!!

LEmbra ? J = 1/2 * V² * C..
A energia armazenada no capacitor =...

Agora para os dados 16MS, o buraco é mais grosso..
Acredito que vai ter que testar, tipo começando com uns 4,7uF +/-..
Depois que o gate do fet de potencia estiver em nivel logico de chave, o consumo sobre o capacitor é desprezivel,,, o problema é no momento da borda de subida!! isso ferra..

Coloque um diodo 1N4007 em séri com um resistor de uns 20R, para limitar um pouco o soco no capacitor, isto pelo motivo qual do valor dele de 4,7UF.. ou maior..

[Pask]

Mas, então o meu raciocínio está correto, ou seja, o circuito não pode funcionar sem os capacitores, ok?

Sim me lembro J = 1/2 * C * (V*V)

Eu teria que saber qual o valor da energia necessária para o circuito funcionar para calcular o capacitor!

[EDSONCAN]

http://web.mit.edu/6.131/www/datasheets/float_drive.pdf

Esse pdf explica bem como funciona o drive.
Quanto aos diodos sempre usei de comutação rapida;
Lembre-se que para disparar o mosfet high da ponte voce tem que ter energia no capacitor, como esta trabalhando com frequencias baixas, ele se decarrega pelas proprias resistencias do circuito, ou seja é bom pensar em um metodo de recarrega-lo antes do disparo, principalmente se estiver controlando velocidade via PWM e fica muito tempo com o Mosfet L desligado.
Edson
www.idroid.com.br

[fabim]

http://web.mit.edu/6.131/www/datasheets/float_drive.pdf

Esse pdf explica bem como funciona o drive.
Quanto aos diodos sempre usei de comutação rapida;
Lembre-se que para disparar o mosfet high da ponte voce tem que ter energia no capacitor, como esta trabalhando com frequencias baixas, ele se decarrega pelas proprias resistencias do circuito, ou seja é bom pensar em um metodo de recarrega-lo antes do disparo, principalmente se estiver controlando velocidade via PWM e fica muito tempo com o Mosfet L desligado.
Edson
www.idroid.com.br

ISSO ISSO ISSU

[Pask]

Ok EdsonCan. Seu AN ajudou muito sim. Vou observar com atenção e depois faço a postagem do que aconteceu aqui.

Abraços.

[zazulak]

IR2110 para ponte operando em 12V? Não precisa tudo isso. Nem sabia que ele conseguia operar com tensão tão baixa.

Bom, uma forma mais $imple$ de se implementar este 'floating high side driver' para tensões baixas é esta:


Desenhado as pressas no Designworks...

Q1 é o FET do 'high side', Q2 é o de baixo. Os valores podem ser algo tipo: R1 = 10R, R2 = R3 = 10K, R4 = 1K, C1 = 100uF, D1 = qualquer diodo retificador, se possível um 1N5818 (rápido e com baixa queda de tensão).

Não esquecendo que, o sinal na base de Q5 tem que ser invertido, ou seja: aciona com nivel 0. Q5 pode ser um bipolar comum, um daqueles com resistores de base inclusos (DTC143, etc), ou mesmo um FETzinho, tipo um 2N7000.
--------------------------------

Claro que, se ambos os FETs forem controlados pelo mesmo sinal de saída do microcontrolador, é necessário implementar um dead time para evitar condução cruzada.

[MOR_AL]

Pask.
Me corrija se eu estiver errado, mas Vdd não deveria ser apropriado para o nível lógico da entrada de sinal, que no seu caso é TTL?
... E tome cuidado porque sua carga tem um componente indutivo.
PS.
Zazulak. Muito interessante este circuito. Um detalhe apenas. Pode até funcionar como está, mas o transistor PNP (Q4) está com o coletor trocado com o emissor.
MOR_AL

[zazulak]

Bem observado, MOR_AL. Na pressa, não atentei para este transistor virado de cabeça pra baixo.

Ah, e antes que me esqueça.. este arranjo circuital não é idéia minha. É 'livremente inspirado' nos nobreaks APC, linha Smart UPS, que usam inversor em ponte completa, operando a 24V.


Tem uma variação deste circuito, que uso em pontes que operam sob tensões maiores. Amanhã desenho com mais calma e posto aqui.