FCEM moteur pour alimenter high-side driver

[wampyr32]

Bonsoir,
si l'on veut faire un pont en H en utilisant 4 mosfets channel N, pour commuter les mosfet du haut il faut une tension égale a Tension alim moteur + gate turn-on voltage, il faut donc un circuit élévateur de tension pour la fabriquer . Le plus simple est d'utiliser un CI prévu pour, genre IR2110, mais si l'on n'utilise pas de PWM et que notre design empêche de court-circuiter les mosfet, je suppose qu'ils ne sont pas indispensables.

Donc m'est venu l'idée d'utiliser la FCEM générée par le moteur lors de la coupure de son alimentation, ces pics de tension sont normalement évacués par les diodes de roue libre, intégrées aux mosfet ou externes.

Boost converter sur Wikipedia : http://en.wikipedia.org/wiki/Boost_converter

Boost_circuit.png

Dans le cas d'un pont en H alimentant un moteur on a déja l'alim, l'inducteur (bobinage du moteur) et la diode (diode de roue libre dans notre cas)

250px-Boost_operating.svg.png

Il suffirait donc de rajouter un condensateur en série avec la diode de roue libre pour avoir une source de HT utilisable (Zener 18v + résistance sur la source pour ne pas dépasser le Vgs maxi) pour driver le mosfet (avec un petit transistor) ?
Au début il faudrait "pomper" plusieurs fois pour obtenir une tension suffisante dans le condo car le mosfet high-side ne serait conducteur que pendant le turn-off time, car dés que le courant passerait, la source monterait en tension et Vgs deviendrait trop faible pour maintenir la conduction.
Il me semble qu'il faudrait un condensateur assez gros et non polarisé (2 chimiques tête-bêche).
Si vous pouviez me diriger vers des circuits similaires... (si ce genre de montage est fonctionnel ! )
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[Qristoff]

Dans le principe OUI, dans la pratique NON: Un moteur au démarrage n'a aucune FCEM et nécessite justement à ce moment, le max de courant qui est souvent uniquement lié à la résitance des bobinages. Donc, durant la première phase d'accélération, c'est justement là qu'on a besoin du faible RDSon des mos et jusqu'à aujourd'hui, on a trouvé que le sytéme bootstrap pour avoir une bonne conduction et plus rapide que la constante de temps du moteur !
Mais l'idée était constructive...

[wampyr32]

Merci Qristoff, tant pis, j'ai une autre idée :
pourquoi ne pas utiliser le mutiplicateur de tension le plus simple qui soit :
un Cockcroft-Walton :une source AC ou DC pulsée, des diodes et des condos
http://en.wikipedia.org/wiki/Cockcro...lton_generator

[Antoane]

Bonjour,
Petit ajout à la réponse de Qristoff : qui plus est, avec ta méthode, le rendement de l'alim est très fortement dégradée : les pertes dans la diode qui sont en générales de l'ordre de 0,4*I passent à ~5*I, et encore : en utilisant des mos TTL...

Le multiplieur de tension est une solution, mais il demande d'avoir une source de tension alternative de dispo. ça peut être le secteur, ou un oscillateur supplémentaire. C'est se compliquer pour rien : il suffirait d'utiliser un montage bootstrap, comme sur les vrais drivers (condensateur relié au point commun du demi-pont).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Qristoff]

pourquoi ne pas utiliser le mutiplicateur de tension le plus simple qui soit

le principe de fonctionnement d'un multiplicateur et d'un bootstrapp est identique. C'est toujours basé sur le principe de la pompe de charge !

[wampyr32]

Si l'on a de nombreux High-side N mosfets a driver, un doubleur de tension unique et indépendant est plus intéressant que des bootstraps individuels ?

[bobflux]

L'avantage d'une capa de bootstrap par MOS est que cela garantit que Vgs ne va pas excéder les specs...

[Qristoff]

Si l'on a de nombreux High-side N mosfets a driver, un doubleur de tension unique et indépendant est plus intéressant que des bootstraps individuels ?

Si il y a un nombre suffisant de transistors à commuter dans cette configuration, on peut effectivement se poser la question de créer un rail d'alimentation de valeur supérieure à la tension de source des mos N, permettant de garantir un vgs suffisant. Mais ça doit vraiment se justifier !
ps: Mais tu sait qu'il existe aussi des mos P !

[wampyr32]

ps: Mais tu sait qu'il existe aussi des mos P !

difficile de trouver l'équivalent P de l'IRF3205 110A 55V ....

[Antoane]

Même Farnell n'a que 2 résultats !
http://fr.farnell.com/jsp/search/bro...alues%3D204245

Un détail : si tu commutes à très basse fréquence (qq dixièmes de Hz), le bootstrap ne sera plus valable car le condensateur de stockage fournissant le rail haute tension aura le temps de se vider entre deux coups d'horloge.

[Qristoff]

difficile de trouver l'équivalent P de l'IRF3205 110A 55V ....

Je ne fais que répondre aux questions...je n'ai pas de boule de cristal et si on ne me dit pas pourquoi c'est faire, quelle tension, quel courant, quel environnement, je ne vais pas pouvoir apporter grand chose...

[wampyr32]

Je n'ai pas de spécification particulière, mais l'IRF3205 est facilement trouvable à pas cher, et qui peut le plus peut le moins, donc autant l'avoir dans ses tiroirs !
Les montage avec PNP ou P-channel m'obligent a une gymnastique intellectuelle pénible pour moi...
Sinon, mon bouquin pour débutants : "Formation pratique a l'électronique moderne" de Michel Archambault indique que avec 8 références de transistors on peut presque tout faire. (il n'aborde pas trop les FETs)
Donc en power mosfet j'ai jeté mon dévolu sur l'IRF3205, et pour de petites puissances, il chauffera d'autant moins et sa durée de vie sera allongée...
Rassure toi Qristoff, tes réponses m'apportent beaucoup !

[Qristoff]

L'IRF4905 pourrait convenir en complément P du IRF3205, et il est même moins cher !

[bobflux]

Ton MOS de 55V a probablement un Vgs max de 20V donc il faudra un circuit pour limiter le Vgs tout en assurant une commutation rapide, et on se retrouve rapidement avec un truc aussi compliqué voir plus qu'un driver double-NMOS intégré avec bootstrap...

[wampyr32]

Oui, l'IRF4905 74A 55v est très bien.
Je me demande si c'est bien un original, le vendeur met pourtant "Manufacturer: International Rectifier" http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?...#ht_1510wt_802
Le Vgs max de 20V sur le 3205 oblige a mettre une zener 18v et une résistance en plus.

[Antoane]

"un original" ???
La très grande majorité des MOSFET accepte un Vgs max de +/-20V, et est parfaitement saturé autour de 12V. Les 8V restant ne servent qu'à ralentir les commutations.
Que tu utilises un Nmos ou un Pmos, il faudra de toute façon une limitation de la tension de gate. C'est simple à faire avec un bootstrap, raisonnablement pas trop compliqué avec un PMOS.

[wampyr32]

"un original" et pas une contrefaçon Chinoise, vu le faible prix proposé sur ebay, on est en droit de se poser des questions...