PONTE H

[Pask]

Amigos montei uma ponte H usando transistores TIP 127 (PNP) na parte superior e TIP 122 (NPN) na parte inferior da ponte. Quando eu uso a ponte em baixa frequência, ou seja, quando eu aciono a ponte em um sentido ou em outro de forma manual, ela funciona sem problemas. No entanto, quando eu coloco a ponte para inverter em frequência mais elevada como 60Hz por exemplo, ela parece que fica em curto e não funciona. Lembro que a montagem da ponte está correta e que não existem erros.
Por que a ponte não funciona corretamente em frequências mais elevadas de chaveamento? Estou usando um PIC 16F819 para acioná-la através de seus ports RB0 e RB1.

Aguardo uma ajuda de vocês.
Obrigado.

[Red Neck Guy]

Vou chutar.

1) Provavelmente está vc ligou as bases de cada totem pnp-npn juntar, certo? então continue lendo minha teoria furada...
2) Em modo estático - acionado uma vez - há um pequeno curto na tua fonte da ponte pela ausência do dead-time no acionamento.
3) Comutando a ponte em uma frequencia qualquer fará com que a fonte seja colocada em curto na mesma frequencia do acionamento das bases, então nesse caso, como está em 60 Hz parece que a fonte está "sempre" em curto
4) Como resolver isso: Esse PIC que mencionaste tem o timer melhorado que permite acionamento com inclusão do dead-time. Outra solução é a inserção de pequenos capacitores na faixa de pF na base para garantir o dead-time. Outra solução seria o uso de chip de drivers com dead-time. Outra solução seria fazer o acionamento das bases com transformador de pulso e no circuito que vai junto incluir o RC para garantir isso.

Se eu estiver errado, pode colocar a foto do homenzinho palito voando pra longe, dessa vez chutei.

[Red Neck Guy]

Bá menti, fui enganado pela memória. O PIC que tem o timer melhorado é o 716.
Esse teu tu precisa fazer com uma das outras formas.

[andre_luis]

...quando eu coloco a ponte para inverter em frequência mais elevada...parece que fica em curto e não funciona...

Provavelmente você não previu um dead time entra as comutações.
Se não fizer isso, durante as comutações, os 2 transistores entrarão em condução simultânea por um breve período.

Para baixas frequencias, o efeito pode ser até suprimido pelo filtro do barramento da ponte, e o aquecimento gerado nesse curto período ser camuflado pela a dissipação.


+++

[diogo_18sp]

da uma olhada neste link:

http://www.asm51.eng.br/phpbb/viewtopic ... 32ca9fc15c

[Pask]

Amigos, a ponte finalmente funcionou mesmo sem o dead-time. Mas, vou acrescentá-lo mesmo assim só por garantia. Vejam o esquemático:

http://www.4shared.com/photo/74kwnQJY/ponte_h.html

[diogo_18sp]

Amigos, a ponte finalmente funcionou mesmo sem o dead-time. Mas, vou acrescentá-lo mesmo assim só por garantia. Vejam o esquemático:

http://www.4shared.com/photo/74kwnQJY/ponte_h.html

olha nao se se estou dizendo besteira mas acho que vc deveria colocar resistores de base para terra nos transistor npn Q3 e Q5 pois quando tiver tensao de base funciona normal mas quando nao tiver tensao de base o circuito ira ficar flutuando ou seja qualquer ruido podera ativar seu circuito isso e valido para os PNP Q2 e Q1 que no caso coloque resistores de base para vcc...

[MOR_AL]

Olá Pasqual!
Não dá para ver direito os valores dos resistores de base, mas acho que os que saem do PIC são de 10k. Os outros não dão para ver.
Considere que você inverte as entradas.

1 - As entradas conduzem com 0,6V e 1,2V. Enquanto as entradas mudarem de Vcc para terra e de terra para Vcc, haverá um período em que as duas entradas ficam acima de 1,2V. Isso faz os dois transistores conduzirem nesse período, causando um curto. Observe também que os transistores são mais rápidos ao conduzir que ao cortar. Então, mesmo que o período de transição das entradas seja rápido, o transistor conduz antes que o outro corte. Esse período de curto vai aumentar. Por isso se coloca resistores de base para terra, com valor inferior aos resistores da saída do PIC para a base dos transistores. Baixando a impedância durante o corte, o período de curto diminui.

2 - Com cargas com componentes indutivos, como é o caso de motores, a corrente nesses motores fica defasada. Mesmo cortando os transistores vai permanecer a corrente de magnetização no motor. Essa corrente tem que ser reduzida a zero para poder ser invertida. É por isso que ocorrem picos de tensão nas ligações do motor. Para reduzir esse efeito intrínseco, deve-se:

a) Incluir períodos "mortos" entre as inversões. Períodos em que se bloqueiam ambos os ramos da ponte. Mesmo assim, esses picos de tensão continuarão a aparecer, pois os períodos mortos apenas garantem que a rapidez de comutação dos transistores (ou mosfets) não provoque a condução entre o Vcc e o terra.

b) Para complementar e limitar esses picos de tensão costuma-se colocar diodos rápidos em paralelo com as chaves (transistores ou o que for usado como comutação). Obviamente que esses diodos têm que ser colocados com o catodo apontado para o Vcc. Isso provoca o retorno da energia acumulada nos enrolamentos do motor para o Vcc. Observe que esse retorno segue a lei VL = - L di/dt, ou seja, essa corrente leva um tempo para retornar a zero, ou a um valor de corrente suficientemente baixo. Daí, também, a necessidade desse tempo morto.

Espero ter contribuído.
Um abraço.
MOR_AL

[Pask]

Amigos já acrescentei o "dead-time" ao circuito e coloquei 4 resistores de 1M entre as bases dos transistores superiores e o Vcc e entre as bases dos transistores inferiores e o GND.

Vejam como ficou o circuito agora:

http://www.4shared.com/photo/2SzMnyNs/ponte_h.html

[andre_luis]

E o resultado ?
Acabou o problema ?


+++

[Pask]

Sim. Agora o circuito está chaveando normalmente. Inclusive, eu ajustei a freq. de chaveamento para 60Hz e liguei um pequeno transformador com secundário simples de 14V na ponte e medi 130V na saída. Nada aqueceu.
Agora, eu gostaria de saber como desenvolver uma ponte igual usando transistores mosfet que tem um acionamento mais complicado. Será que ligando mosfets na parte superior da ponte, eles chavearão corretamente?

[Red Neck Guy]

Você mediu o dead-time no osciloscópio com o circuito real? Pq a principio esse resistores de 1M não está fazendo nada ali. Uma forma de garantir isso seria colocar colocar uns capacitores de 100pF em paralelo com esses resistores do teu esquema. E assim, para fazer a porte com 4 mosfets canal N o acionamento do gate mais fácil e BARATO é com transformador de pulso. (Fácil em termos de B.O.M)

[Red Neck Guy]

Caro Pask, agora me veio outra coisa em mente:
Pelo teu esquema, se ao inserir os resistores de corte(1M) os transistores começaram a trabalhar frios, o que podia estar ocorrendo era a oscilação dos transistores que ficam no lado desligado da ponte já que eles ficavam com a base flutuando uma corrente induzida nos fios poderia estar fazendo o acionamento.
Quando ao caso do dead-time, esse o curto provocado pelo "acionamento simultâneo" tem duração muito pequena, pode ser que a tua fonte nem chegue a arriar e os teus transistores podem estar dissipando isso antes que tu perceba.

[diogo_18sp]

se vc quiser diminuir estes resistores de 1M para 100k que estão na base dos transistor.

[eletroinf]

Aquele resistor de 1 M ou 100 k na base dos darlingtos não vai fazer nem cócegas, pois eles já tem resistor Base-emissor internamente. O do transistor de menor potência é em torno de 8 k e o de maior potência é em torno de 1 k.