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Module de controle de moteur



  1. #1
    Anduriel

    Module de controle de moteur


    ------

    Bonjour,

    Je souhaite contrôler un moteur. Je commande donc mon moteur à travers un pont en H tout fait.
    Gros problème: il y a une chute de tension Vsat pas négligeable du tout. Sous 2A, je perds 4,8V par exemple, et cette perte n'est pas du tout linéaire.
    Donc quand je commande 5V, et que j'en a 1 en sortie, mon asservissement fonctionne mais n'est pas au top...

    Je cherche donc un module (ou à faire soi même?) qui a une fonction de transfert unitaire (je commande 1V, j'ai "1V" qque soit la consommation).
    Je suis tombé sur ça:
    http://www.st.com/st-web-ui/static/a...DM00101255.pdf
    http://www.selectronic.fr/catalog/pr...pr/category/3/

    Mais ça coute cher et je ne trouve pas les fameux graphes Vsat = f(I) .

    Comment feriez-vous à ma place?

    Merci

    -----

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  3. #2
    DAUDET78

    Re : Module de controle de moteur

    Je ne vois pas la question .... Peu importe le rendement du pont H ( sauf pour l'échauffement)
    Je commande donc mon moteur à travers un pont en H tout fait.
    tension d'alimentation , tension moteur ?
    je commande 1V, j'ai "1V" qque soit la consommation
    ??? un pont H se commande en tout ou rien (et en PWM si on veut piloter la puissance appliquée au moteur).

    Donc ta question est incompréhensible !
    J'aime pas le Grec

  4. #3
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Module de controle de moteur

    Hello,
    Citation Envoyé par Anduriel Voir le message
    Je souhaite contrôler un moteur. Je commande donc mon moteur à travers un pont en H tout fait.
    Gros problème: il y a une chute de tension Vsat pas négligeable du tout. Sous 2A, je perds 4,8V par exemple,
    Quelle est la référence du pont ?

    et cette perte n'est pas du tout linéaire.
    Donc, a priori, les transistors de puissance sont des bipolaires : une tension de seuil, égale à un certain nombre de Vbe + des Vce_sat, a laquelle s'ajoute une perte en R*I, R étant une résistance dynamique, càd variant avec le courant.

    Je cherche donc un module (ou à faire soi même?) qui a une fonction de transfert unitaire (je commande 1V, j'ai "1V" qque soit la consommation).
    Je suis tombé sur ça:
    http://www.st.com/st-web-ui/static/a...DM00101255.pdf
    Basé sur un pont en H intégré, le http://www.st.com/st-web-ui/static/a...CD00234623.pdf. La caractéristique des MOS de découpage sont données en page 11. Tu as la résistance, la loi à appliquer, c'est U=R*I
    De même, pour : http://www.selectronic.fr/catalog/pr...pr/category/3/, les Rdson sont donnée http://cache.freescale.com/files/ana...et/MC33926.pdf en page 9.

    Note que tes deux exemples sont à sorties MOSFET.

    Le moteur de recherche de Farnell est bien fait : http://fr.farnell.com/moteurs, tu devrais y trouver ton bonheur -- quitte à acheter le composant ailleurs.
    Construire un pont en composants discrets ne revient pas nécessairement moins cher q'en intégré, mais ça reste une solution.

    Après, si tu as des gros, gros moteurs, et qu'il ne faut "pas trop souvent" inverser le sens de rotation, le pont en H à relais (+ 1 MOSFET pour le PWM) reste un option. Mais c'est sale. Et économiquement/énergiquement valable que pour des gros moteurs.
    Dernière modification par Antoane ; 08/09/2014 à 22h06.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  5. #4
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Module de controle de moteur

    Le précédent post est bien bien sale, mes excuses -- il est tard. Et je suis sobre.
    Le fond demeure, j'espère, correct.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  6. A voir en vidéo sur Futura
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  8. #5
    Gérard

    Re : Module de controle de moteur

    Pourquoi sale un relais et un MOS ?

  9. #6
    Anduriel

    Re : Module de controle de moteur

    Bonjour

    Merci pour la réponse Antoane, très claire, même à cette heure!
    Ce qui m'embete avec ces datasheet c'est que le RdsOn n'est donné que pour une certaine consommation. Si je ne suis pas à I = 15A, la valeur de R donnée n'est plus bonne.

    Daudet, je commande mon moteur en tension, en passant par une commande PWM pour créer la tension à partir de 7V2.
    En pilotant du 3V6 (50%), je n'aurais pas cette tension aux bornes du moteur mais celle-ci déduite de la chute de tension aux bornes des transistors.

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  11. #7
    DAUDET78

    Re : Module de controle de moteur

    Citation Envoyé par Anduriel Voir le message
    Si je ne suis pas à I = 15A, la valeur de R donnée n'est plus bonne.
    Meuh non ! Le Rdson pour un courant plus faible est sensiblement constant !
    J'aime pas le Grec

  12. #8
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Module de controle de moteur

    Bonsoir,
    Citation Envoyé par Gérard Voir le message
    Pourquoi sale un relais et un MOS ?
    1. Les raisons secondaires
    - les composants électromécaniques, ça fait quand même très "électronique de grand-papa", tout à fait valable à une époque ou le l'électronique solid-state de puissance était chère et peu performante (Vsat élevés, tension/courants de commande importants, vitesses de commutation lamentables...). Maintenant qu'on sait faire mieux pour pas cher...
    - ça fait du bruit
    - c'est moins fiable, surtout à fréquence de commutation élevée ;
    - un pont intégré contient toutes sortes de sécurité et supervision (courant moteur, température), plus complexes à mettre en place en électromécanique.
    2. HSS101 : les raisons plus 'philosophiques' :
    - 2 relais sur une carte, c'est pas joli.
    - C'est pas satisfaisant psychologiquement
    - Il y a redondance, non par sécurité (du type deux composants au cas où l'un des deux claque, l'autre prend le relais) mais parce qu'on ne peut faire autrement. En effet, il y a systématiquement 3 contacts sur le passage du courant (2relais + le MOSFET) alors qu'on peut le faire avec 2 (switches high- et low- side). Et ça... Ca a de quoi nous empécher de dormir (d'autant plus, je ne vous le cacherai pas plus longtemps) que je suis de plus en plus sujet aux insomnies -- l'âge n'aide pas.
    - Pour citer Henry Ford :
    Citation Envoyé par Ford
    An engineer can do for a nickel what any fool can do for a dollar.
    Encore une fois, c'est peut-être parfois tout à fait justifiable, notamment en grande puissance -- je ne sais pas.

    Ceci dit, c'est une solution qui peut être plus aisée à monter (encore qu'entre le circuit de commande des relais, les 4+2+1=7 diodes de roue-libre, les circuits assurant une bonne séparation des alimentations...) qu'un pont intégré, et dans ce cas, on en revient à, pour citer Trop' :
    Citation Envoyé par Tropique
    L'avantage de la solution "LM317", c'est qu'elle fonctionne suffisamment bien sans flanquer la migraine, et c'est souvent un critère déterminant même si elle est inférieure en termes de performances ou de coût.
    Citation Envoyé par Anduriel
    Ce qui m'embete avec ces datasheet c'est que le RdsOn n'est donné que pour une certaine consommation. Si je ne suis pas à I = 15A, la valeur de R donnée n'est plus bonne.
    Comme dit plus haut, la valeur est quasi-constante, quelque soit Id ; regarde le réseau de caractéristiques (Id, Vds) d'un MOSFET (de puissance) : pour une tension de commande suffisante (par exemple 10V), Id est proportionnel à Vds. Il y a bien un plateau, pour lequel Id est constant quel que soit Vds, mais c'est pour des valeurs de courant inatteignables en pratique (puissance dissipée trop forte, on est hors des abs. max ratings).
    Dernière modification par Antoane ; 09/09/2014 à 19h54.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  13. #9
    Gérard

    Re : Module de controle de moteur

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Bonsoir,

    1. Les raisons secondaires
    - les composants électromécaniques, ça fait quand même très "électronique de grand-papa", tout à fait valable à une époque ou le l'électronique solid-state de puissance était chère et peu performante (Vsat élevés, tension/courants de commande importants, vitesses de commutation lamentables...). Maintenant qu'on sait faire mieux pour pas cher...
    - ça fait du bruit
    - c'est moins fiable, surtout à fréquence de commutation élevée ;
    - un pont intégré contient toutes sortes de sécurité et supervision (courant moteur, température), plus complexes à mettre en place en électromécanique.
    OK pour les arguments.

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    2. HSS101 : les raisons plus 'philosophiques' :
    - 2 relais sur une carte, c'est pas joli.
    - C'est pas satisfaisant psychologiquement
    - Il y a redondance, non par sécurité (du type deux composants au cas où l'un des deux claque, l'autre prend le relais) mais parce qu'on ne peut faire autrement. En effet, il y a systématiquement 3 contacts sur le passage du courant (2relais + le MOSFET) alors qu'on peut le faire avec 2 (switches high- et low- side). Et ça... Ca a de quoi nous empécher de dormir (d'autant plus, je ne vous le cacherai pas plus longtemps)
    Et pourquoi 2 relais ne seraient "pas jolis" ?
    Pas très scientifiques.

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    que je suis de plus en plus sujet aux insomnies -- l'âge n'aide pas.
    Que diras-tu dans 30 ans ?

  14. #10
    Kissagogo27

    Re : Module de controle de moteur

    Bonjour, pas joli parce qu'un relais avec une charge selfique comme un moteur , ben comment dire c'est sale , ça pollue et ça dure moins longtemps

    c'est pas scientifique tout cela ?

  15. #11
    Gérard

    Re : Module de controle de moteur

    Citation Envoyé par Kissagogo27 Voir le message

    ...

    c'est pas scientifique tout cela ?
    Non pas vraiment ... voire pas du tout.

  16. #12
    Anduriel

    Re : Module de controle de moteur

    Petite question supplémentaire: j'utilise donc en ce moment un module à base de L298N. Je pilote actuellement en PWN ENA et non IN1 et IN2 (peut être pas rigoureux, maisimple). Il y a des infos sur les temps de commutations sur IN et ENA (de l'ordre de µsec) mais je vois un fc fréquence de commutation à 45kHz max.
    Si les temps de montée/descendes sont à la microseconde, on devrait avoir un "communtation" d'au moins 500Khz ? A quoi correspond ce fc?

    Je métonne car sur des composants plus "performants" (ça ne veut rien dire!), la limite des PWM est à 20kHz...

    Pour moi il s'agit simplement d'une limitation du à la commutation des transistors / MOSFET employés?

    Merci

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  18. #13
    Zenertransil

    Re : Module de controle de moteur

    A 45kHz, tu as une période de 22,2µs. Quand le transistor (quel qu'il soit) est parfaitement saturé ou parfaitement bloqué, les pertes sont faibles. Par contre, pendant les commutations, il souffre : il supporte à la fois une tension non-négligeable et un courant non-négligeable. Si tu travailles à 45kHz donc, tu as une période de 22,2µs, dont 1µs de montée et 1µs de descente. Ca fait que 91% de la période est "bien utilisée", ce qui est raisonnable, en sachant que ce que la proportion qu'on juge acceptable dépend de l'application.

    Si maintenant tu commutes à 500kHz, tu as une période de 2µs. Avec 1µs de montée et 1µs de descente, ton transo n'est jamais ni bloqué, ni saturé... Il s'en suit qu'il chauffe comme pas possible, qu'il va mourir très rapidement s'il n'est pas monstrueusement surdimensionné, et que la charge reçoit une tension parfaitement dégueulasse : ce sont globalement des successions d'exponentielles qui n'atteignent ni le max, ni zéro...


    Donc la fréquence maximale d'utilisation dépend à la fois des pertes admissibles dans l'interrupteur et de la forme d'onde qu'on accepte d'obtenir en sortie! Pour un moteur, par exemple, si c'est un peu "arrondi", ce n'est pas grave (quelque part, je dirais même "au contraire" : fronts moins raides = moins d'harmoniques = filtrage plus facile par le moteur = couple plus régulier). Mais il ne faut pas pousser le vice trop loin non plus.


    Il y a autre chose qui limite la fréquence d'utilisation, c'est que le gain d'un transistor bipolaire diminue avec la fréquence (c'est un circuit du premier ordre, le gain ne vaut HFE ou β21 qu'en continu, il diminue ensuite de 20dB/dec à partir d'une fréquence propre au transistor). Attention, cette fréquence n'est PAS la fréquence de transition fT !
    Choisis un travail que tu aimes, et tu n'auras pas à travailler un seul jour de ta vie

  19. #14
    Zenertransil

    Re : Module de controle de moteur

    Citation Envoyé par Gérard Voir le message
    Et pourquoi 2 relais ne seraient "pas jolis" ?
    Pas très scientifiques.
    Parce que ça prend plein de place et que ça rayonne dans tous les sens, peut-être? Sur un circuit multicouches, avec des pistes bien parallèles entre elles d'une couche à l'autre, bonjour les filtres et le découplage...
    Choisis un travail que tu aimes, et tu n'auras pas à travailler un seul jour de ta vie

  20. #15
    Kissagogo27

    Re : Module de controle de moteur

    en gros c'est la terminologie qui n'est pas scientifique ? le sens pourtant est le même ... là où on cherche des poux, on fini par en trouver ?


    en gros , la section n'est pas " électromécanique "

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