Un driver mosfet

[invite51241f24]

Salut,



On fait de compte moi je veux faire un accélérateur de bille. Je vais mettre une bobine, juste avant la bobine il aura un capteur optique lorsque la bille va
passer devant le capteur optique je veux que la bobine s'active (pour l'attirer) ensuite je vais mettre un deuxième capteur optique en milieu de la bobine,
lorsque la bille va être en contact avec se capteur je veux que le sens du courant s'inverser (pour la propulser). Je vais utiliser un
(une photorésistance pour le capteur optique)

Je sais que j'ai besoin d'un pont H pour pouvoir inverser le courant, ensuite quand j'ai un peu chercher j'ai trouver qu'il avait des 'inconvénients
lorsque je n'utilisais pas un driver mosfet.

Comme je suis nul en anglais je ne comprend pas beaucoup les fiches techniques.

Par exemple si nous prenons le driver LM5104:

-la seule chose que j'ai compris c'est que HO et L0 sont des sorties inversé c'est-à-dire lorsque H0 est activé et L0 est désactiver vise versa (mais j'ai
aucune idée c'est quand H0 est activé ou désactivé).
-Je sais que le RT c'était pour le temps mort. (mais je ne comprend pas quel résistance faut-il mettre pour être avantageux)
-HB, HO, Vss,VDD je n'est rien compris
-IN je sais que c'est ici que je devrai mettre mets résistance des détecteurs optique

est-ce que quelqu'un aurait la gentillesse de m'explique comment fonctionne un driver de mosfet? et de me dire si je suis dans la bonne direction pour mon projet)

http://www.national.com/ds/LM/LM5104.pdf


MERCI
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[Lytharan]

Logique de base
Tu as INPUT qui est ton signal logique d'état "1" ou "0".
Quand INPUT = 1 tu as HO = 1 et LO = 0 (MOSFET du haut conduit, celui du bas ouvert)
Quand INPUT = 0 tu as HO = 0 et LO = 1 (MOSFET du haut ouvert, celui du bas conduit)
Ça c'est de la logique tout bête pour piloter tes MOSFET.

Jusque la tu n'as rien gagner car c'est de la logique direct et un inverseur.

Temps mort
Comme tu le sais les composants ne sont jamais parfait, donc il faut un petit temps pour que le MOSFET se mette a conduire et un temps pour qu'il arrête de conduire. Ces temps tu les trouves dans la datascheet et tu a souvent un petit dessin pour illustrée ça. Ça porte les noms de "turne on delay", "turne off delay", "rise time", etc et c'est des valeur comme 20ns par exemple.

Le dead-time te permet de dire à ton driver, quand tu change d'état sur INPUT, ne change pas les deux MOSFET en meme temps, commence par arrêter celui qui est actif, attend et active celui que du dois mnt. Et le dead-time c'est ce moment ou les deux MOSFET son ouvert. Ça permet d'éviter une cross-conduction (un court-circuit a travers les deux MOSFET). Ce court circuit est très court et pas mortel pour tes MOSFET mais ça va les faire chauffé inutilement.

Pour choisir ton dead-time il n'y a pas de règles, je vais surtout pas entré dans les détails mais parfois tu aimes avoir un petit moment ou ça conduit en même temps mais en général tu veux éviter ça. Alors tu choisi un dead-time qui correspond environ a l'adition de "turne on delay" + "turne off delay". Ca me parait pas mal.

Alimentations
Vss et VDD c'est tes pins d'alimentation de ton driver, ça correspond aussi a la tension à laquelle tu vas commander les gates des MOSFET. En général moi je prend 12V ou 15V car la majorité de MOSFET ont une tension Vgs_max de 20V, mais ça dépends de la datascheet de tes MOSFET. Tu dois te situer entre la tension Vgs_th (tension minimum de conduction) et Vgs_max.

HB, HO
C'est la toute la beauté de ton driver, c'est ce qui te permet de commander un N-MOSFET a la place de P-MOSFET pour celui du haut. HB, HO avec la diode et le condo (CBOOT) externe vont te permettre de crée une différence de tension pour commander la gate du MOSFET d'en haut. Ça te crée le Vgs que tu as besoin. En simplifiant sur HB tu as toujours la tension que tu as entre les 2 MOSFET + la tension alimentation VDD.

Pour les valeurs du condo et de la diode tu as des calcules très compliquer qui servant a pas grand chose surtout que tu utilise des MOSFET et pas de Bipolaire. Pour le condo tu mets une valeur entre 100nF (céramique) et 10uF (tental). Pour la diode tu choisit de préférence une Schottky ou une diode rapide, le courant de la diode est très faible et Vr de la diode, prend plus ou moins la même valeur que la tension max de tes MOSFET c'est a dire 1.5x Uin_max.


Voila j'ai essayé de faire ça en mode résumé simple, j’espère que c'est bon pour toi :)

[invite51241f24]

pour tes explications c'etait super, mais il y a toujours des choses que je ne comprend pas. Sa sert a quoi la diode qui est en parralle avec la resistance et aussi dans le datasheet a la page 3:
Input pins:
low level input voltage threshold : 0,8Vmin
high level input voltage threshold: 2.2Vmax

est ce que sa veut dire que lorsque le voltage est de 0,8 dans input je serai dans l'etat 0 pour le input

merci
desole pour le francais je suis sur un ordi qui n'est pas francais

[Lytharan]

Quel diode ? (je ne vois pas encore ton fichier LM5104.jpg‎ (35,1 Ko) car il n'a pas été validé) Celle sur la gate ? Alors la résistance de gate "ralentis" la commutation du MOSFET pour éviter de faire trop de perturbations. C'est un peu technique et pas facile à donner une valeur précise. Ça change pas grand chose au fonctionnement de tout le système, mets une valeur entre 10 (commutation rapide) et 50ohm (commutation plus lente), ça devait être bon... La diode en parallèle permet de court-circuiter cette résistance au moment ou le MOSFET se déclenche. Pourquoi on peu la mettre ? Car de base le déclenchement et plus lent et que les perturbations générée sont moins importantes donc on accélère pour gagner un peut de temps. Mais c'est pareil ça change très très peu, la mettre ou pas changera rien pour toi.


low level input voltage threshold : 0,8Vmin = entre 0 et 0.8V tu as l'état logique BAS
high level input voltage threshold: 2.2Vmax = entre 2.2V et Vdd tu as l'état logique HAUT
En gros c'est compatible avec une logique 3.0V, 3.3V, 5V et 12V (si tu as 12V pour Vss)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,
juste un détail stupide : si ta bille n'est pas aimantée, tu ne pourras pas la propulser

Dans la série truc stupides qui peuvent faire planter le design si on n'y pense pas : le driver que tu as choisi a forcément l'une de ses sortie d'active.

[invite51241f24]

Bonjour,
juste un détail stupide : si ta bille n'est pas aimantée, tu ne pourras pas la propulser

Dans la série truc stupides qui peuvent faire planter le design si on n'y pense pas : le driver que tu as choisi a forcément l'une de ses sortie d'active.

Pour la bille t'inquiété elle est aimantée.

Je voudrais vérifié si mon entré input est bon. La résistance avec des fléchés dessus c'est mon capteur optique.

Supposant la tension 15V

J'ai un circuit parallèle,car je voulais juste éviter une autre source de tension.
Lorsque la bille va être en contact avec le capteur optique la résistance va être très élevé. (on va supposer que la résistance juste en dessous est égal à la résistance du capteur optique lorsqu'il n' y a pas de lumière). Donc le voltage va être 7.5V. lorsque la bille n'est pas en contact avec le capteur optique on va supposer que la tension
vaut 10V. Le circuit qui est en parallèle avec celui-ci, je vais faire on sorte que la tension soit égale à 9V donc lorsque V+=10v j'aurais un sortie "1" (car Vs+=10) et
lorsque V+=7.5V J'aurais une sortie '0' (car Vs=0)

Je sais c'Est tout à fait le contraire. (je vais que lorsque V+=7.5 une sortie '1')
c'est juste un exemple pour vous faire comprendre mon idée

est-ce quelqu'un a des suggestions?

Le seule chose qui me préoccupe c'est le fait que la bobine est activée seulement lorsque la bille est en contacte avec le capteur, je voudrais savoir est-ce qu' il a
un moyen avec lequel je peut garder la tension dans input '1' sans que la bille soit en contact avec le capteur (après que la bille soit en contact avec le détecteur je
voudrais par exemple que la sortie input '1' reste genre pour 7 seconde avec input '1')

merci

[MiGaNuTs]

Oh, un coil gun !

C'est pas interdit dans la charte du forum ce genre de trucs ?

[invite51241f24]

J'ai juste le droit de 10A je ne pense pas que ma bille va aller à très grande vitesse

[Antoane]

Bonjour,
Il te faut une temporisation.
le montage en PJ (et sa simulation truquée) permet de faire une tempo : au repos, R4 a une faible valeur, donc la sortie du comparateur est à 1. Lorsqu'une bille projette son ombre sur la petite plaquette de silicium, la sortie du comparateur bascule à 0, ce qui permet de décharger C1 (la tension aux bornes de C1 est représentée en vert) dans R2 (car R2<<R1). Un court instant plus tard (100ms dans la simu, ça pourrait être moins), la sortie du comparateur repasse à 1. En fait, le comparateur choisi a une sortie en collecteur ouvert, ce qui fait que sa sortie ne bascule pas à 1, mais dans un haute impédance (i.e. : en l'air). C1 va donc prendre tout son temps pour se recharger via R1, ce qui donne la belle exponentielle que montre le graphe.

Ca marchera mieux si le circuit attaqué par la tension aux bornes de C1 a le bon gout d'avoir en entrée un trigger.

Un gros inconvénient : la LDR est un composant lent, très lent. elle ne convient donc pas pour ton système, il faut se tourner vers une photo-diode ou plutôt un photo-transistor, et revoir le montage d’acquisition.

J'ai peut-être zappé un morceau, mais il me semble que la bobine attractive ne doit fonctionner que à partir de avant que la bille arrive devant elle et jusqu'à ce qu'elle soit environ en son centre. Après, tu inverse le sens du courant (ce qui prendra d'ailleurs un certain temps).

Si on a l'eau tiède devant soi, on risque de créer des méthodes alternatives pour en produire.
En repartant de zéro, il y a la possibilité de réinventer ce qui existe déjà, mais aussi celle de suivre un chemin radicalement différent, par exemple celui qui mène à l'eau bouillante ou même supercritique. Une tringle à rideau à qui en trouve l'auteur !

PS : si le cœur t'en dit, tu peux tenter de faire une tempo basée sur le même principe mais sans collecteur ouvert. Indice : tu peux avoir besoin d'une diode.

[invite51241f24]

bon si j'ai bien compris. (si je ne veux pas utiliser un collecteur ouvert)

Dans mon schéma, il faut seulement que je rajoute à la sortie de mon comparateur une diode, ensuite une résistance et un condensateur. Lorsque le comparateur est à l'état '1' le condensateur va se charger et lorsque mon comparateur sera à l'état '0', le condensateur va se décharger dans mon drivers mosfet.

Si par hasard je calcul mal le temps et que la tension de mon input était de 1 dans chacun de mes drivers est-ce que sa va faire boum!!!!!!. Une reformulation: si dans un pont en H équiper de drivers et si les sorties des drivers sont '1' c'est-à dire si les deux mosfet du haut sont saturés est-ce que sa va faire boum!!!!

[Antoane]

Dans mon schéma, il faut seulement que je rajoute à la sortie de mon comparateur une diode, ensuite une résistance et un condensateur. Lorsque le comparateur est à l'état '1' le condensateur va se charger et lorsque mon comparateur sera à l'état '0', le condensateur va se décharger dans mon drivers mosfet.

C'est ça, sauf que le driver ne consomme pas assez pour décharger le condensateur (sauf peut-être en mettant une toute petite capa., ce qui rendra le système très sensible aux parasites, donc non.), il faut donc ajouter une résistance supplémentaire.
Nota : La majorité des comparateur est à sortie en collecteur ouvert.

Si par hasard je calcul mal le temps et que la tension de mon input était de 1 dans chacun de mes drivers est-ce que sa va faire boum!!!!!!. Une reformulation: si dans un pont en H équiper de drivers et si les sorties des drivers sont '1' c'est-à dire si les deux mosfet du haut sont saturés est-ce que sa va faire boum!!

C'est ça, et comme tu veux pas que ça explose :
- Tu calcules bien ;
ET
- Tu mets une sécurité, de sorte que même si tu as mal calculé, les deux transos ne peuvent être saturés simultanément.

[invite51241f24]

C'est ça, sauf que le driver ne consomme pas assez pour décharger le condensateur (sauf peut-être en mettant une toute petite capa., ce qui rendra le système très sensible aux parasites, donc non.), il faut donc ajouter une résistance supplémentaire.

J'ai pas bien compris ce truc.

[Antoane]

Erratum : "si les deux mosfet du haut sont saturés est-ce que sa va faire boum"
Non : si les deux transistors d'une même branche sont saturés (un haut (high-side) et un bas (low-side)), grillade au silicium.

[invite51241f24]

Erratum : "si les deux mosfet du haut sont saturés est-ce que sa va faire boum"
Non : si les deux transistors d'une même branche sont saturés (un haut (high-side) et un bas (low-side)), grillade au silicium.

je m'excuse c'est ce truc que j'ai pas compris l'autre je les compris.

[Antoane]

Le courant d'entrée du driver est très faible : de l'ordre du nA, voir du pA. Pour décharger un condensateur C initialement chargé sous 5V en 1s avec un courant de 1nA, il faut que C vaille 200pF. C'est très faible, le montage est en haute impédance, donc sera très sensible aux parasites.
On va donc prendre un plus gros condensateur et augmenter le courant de décharge, pour le faire passer à plusieurs dizaines de nF.

PS : Si tu n'aimes pas calculer, il est aussi possible de mettre un élément de réglage et de jouer avec durant les essais. C'est bien plus fun
P²S : concernant le post 14 : "fait un dessin"

"Je ne me range pas parmi les gens qui placent la modestie au nombre des vertus. Pour le logicien, les choses sont ce qu'elles sont, et se sous-estimer est, tout autant que se surestimer, une altération de la réalité." Scherlock Holmes, de Sir Arthur Conan Doyle.

[invite51241f24]

Voila pour le post 14. Bon il va prendre un peu de temps pour le validé

j'ai pris le même schéma http://papsi.origo.ethz.ch/wiki/le_pont_en_h (Diodes de roue libre & courant Régénérant)
J'Ai pris la moitié du schéma de cette section et j'ai ajouté mon drivers.

[Antoane]

- Les transistors ne sont pas des MOSFET mais des Bipolaires ;
- ton schéma de commande des transistors est faux, celui-ci est bien (mais il manque les diodes de roue-libre) : http://www.reality.be/elo/labos2/images/Hbridge2.gif. Tu n'est pas obligé de mettre des PNP pour les transistors d'en haut, mais il faut adapter la commande en conséquence.

Et pour répondre au post 14 : que se passe-t-il si T1 et T3 sont saturés ? et pour T1 et T4 saturés ?

[fabang]

Le LM5104 utilise un Cboot. Donc le fonctionnement du driver supérieur ne sera garanti que dans certaines conditions.
Pour un système qui ne cycle pas en permanence, il sera indispensable d'activer en premier la sortie Lo pour que la sortie Ho puisse fonctionner une fois.