Ponte H esquentando regulador quando aciona motores

[loowiz]

Olá pessoal!

Estou com um probleminha:
Montei um circuito simples de Ponte H pra controlar 2 motores CC comuns de 5V. Tá tudo montado numa plaquinha com um Pic 18F4550 e funcionando perfeitamente menos pelo fato do regulador de 5v estar esquentando demais quando aciono os motores...

Uso apenas um regulador pra toda a placa pois meu consumo médio é de no máximo uns 300mA com os motores em rotação. Talvez o pico da partida seja de uns 400mA ou pouco mais, porém o regulador eh um LM1117-5 que segundo o data consegue fornecer até 800mA tranquilamente.

A ponte está com todos os diodos de proteção comuns quando agente aciona cargas indutivas...

não entendo o motivo do sobreaquecimento, alguém tem alguma sugestão do que pode ser???

[loowiz]

o esquema da ponte h montada:

http://www.4shared.com/photo/gz6WW_-R/ponteh.html?

Tem um detalhe, os transistores são BC817 e BC807 no lugar dos 847 e 857...[/img]

[andre_luis]

loowiz,

Um erro clássico no controle usando essa topologia :
Lembrou de gerar um "dead-time" de intervalo entre os acionamentos de cada ciclo ?

( sem isso, num curto período de tempo, os 2 transistores do mesmo braço conduzirão simultaneamente, curtando a fonte )

+++

[loowiz]

hummmm Oo

não fiz isso... mas não entendi mto bem... o regulador esquenta mesmo eu mantendo a rotação no mesmo sentido...
detalhe: um loop tah mantendo o sentido até que um certo tempo chegue ao fim pra mudar de sentido, então ele fica acionando repetidas vezes até o tempo do timer acabar e mudar de sentido...

onde eu ponho o dead time???

[andre_luis]

A idéia é não permitir condução simultanea dos transistores no mesmo braço de cada metade da ponte.
Repare abaixo, que para Q1/Q2 e para Q3/Q4, existe um pequeno intervalo no qual ambos estão na região da curva de condução em corte.




+++

[fenix3]

Mas também precisa cuidar da tensão de entrada no regulador... tem o problema de potencia em cima do regulador...

QUAL A TENSÂO NA ENTRADA DO REGULADOR?

[Djalma Toledo Rodrigues]

Tem dissipador de Calor ?


DJ

[loowiz]

fenix3, a tensão de entrada está entre 5 e 9V... Na verdade eu uso geralmente 9V, mas isso não ultrapassa os limites do regulador, pelo que sei.

Djalma, não tem dissipador e acredito que nem precise. O regulador é smd... e já emendando, acho que a causa mais provável é o que o andre_teprom citou sobre a falta do dead time... vou tentar eliminar o chaveamento em loop, ainda não saquei como fazer o dead time...

[fenix3]

Dead time, Desliga uma ponte e espera, antes de ligar a próxima ponte.

[andre_luis]

Uma maneira prática de conferir se o sobreaquicimento é causado pela falta do dead-time, é medindo com um osciloscópio a tensão do barramento VCC da ponte H.
Se aparecer uma queda acentuada na troca das fases, é sinal que ambos os transistores do braço estão conduzindo simultaneamente.


+++

[MOR_AL]

Olá pessoal!

Estou com um probleminha:
...menos pelo fato do regulador de 5v estar esquentando demais quando aciono os motores...

Uso apenas um regulador pra toda a placa pois meu consumo médio é de no máximo uns 300mA com os motores em rotação. Talvez o pico da partida seja de uns 400mA ou pouco mais, porém o regulador eh um LM1117-5 que segundo o data consegue fornecer até 800mA tranquilamente.

A ponte está com todos os diodos de proteção comuns quando agente aciona cargas indutivas...

não entendo o motivo do sobreaquecimento, alguém tem alguma sugestão do que pode ser???

Bom.
Prevejo alguns problemas:

1 - O datasheet do transistor BC847 informa que a corrente média de coletor é de apenas 100mA.

2 - Idem para a corrente máxima ser de 200mA.

3 - Observe que apesar do ganho de corrente do transistor (HFE) se encontrar entre 180 e 520, para a região linear, o que seria mais que suficiente para prover a corrente de coletor com baixa corrente de base, há informação da tensão Vce de saturação, na condição de HFE = 20 (Ic = 100mA e Ib = 5mA). Ou seja; Deve ser considerado HFE aprox. igual a 20 no projeto, para que a tensão Vce não suba a ponto de esquentar o transistor e de não prover tensão para o motor.

4 - O diagrama desta ponte possui alguns problemas:

a) Supondo que a maior corrente de base seja de (4,5V - 0,7V) /1k = 3,8mA, a corrente (garantida) para o coletor seria de 3,8mA x (HFEsat = 20) = 76mA. Isso garante uma tensão de saturação baixa, consequentemente, esquentaria menos e garantiria maior tensão no motor. Para maiores correntes de coletor seria necessário maior corrente de base, porém eu limitaria em 100mA (datasheet).

b) Durante a transição entre sentidos de rotação do motor, por exemplo, de 0V para +Vcc. O transistor superior conduz na faixa de 0V a Vcc - 0,65V e o transistor inferior conduz entre 0,65V e Vcc. Isso coloca os dois transistores conduzindo entre 0,65V e Vcc - 0,65V. Direto de Vcc para o terra.

Para criar um intervalo de tempo entre a condução entre os sentidos diferentes, faça MA1 = MA2 = 0V ou Vcc. Preferência 0V durante algum tempo, suficiente para que a corrente no motor caia quase a zero.

O datasheet do regulador informa os limites de potência, mas você deve permitir que a temperatura não ultrapasse seu valor máximo. Normalmente faz-se não ultrapassar 80% dessa temperatura. Isso provavelmente requer um dissipador. Já fiz um tópico como calcular o valor do dissipador. Procure.
MOR_AL