dimensionnemnt pont H d'un moteur cc

[maestro01]

Bonsoir;
je suis en fait débutant dans le domaine de l'électronique, j'ai un projet à faire et pour ceci j'ai besoin de commander un moteur cc 12 V 150W, la commande se fait par une carte Arduino, pour faire tourner le moteur dans le deux sens j'ai choisi un pont H basé sur des mosfet, j'ai trouvé un schéma déjà existant sur le net mais mon question est que je veux savoir les rôles de chaque composant et comment en fait dimensionner et choisir ces composant
voici le schéma si quelqu'un peut m'aider je serais vraiment reconnaissant.
cordialement.
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[ranarama]

Bsr. c'est pas réalisable a un niveau grand débutant mais ça se trouve à l'achat sur site chinois et pour pas cher (souvent 1 mois de delai pour la livraison sinon peut etre + rapide avec un vendeur local sur ebay ou amazon, à toi d'aller fouiller):
http://fr.aliexpress.com/premium/pwm...3439,205003437

[Montd'est]

voici le schéma

...Qui commence mal, les diodes 1N4004 sont inadaptées.


Si tu te renseigne sur comment on commande des transistors mosfet selon qu'ils sont de canal P ou de canal N, tu sauras une grande partie déja.

[invite14532198711]

Salut,

les diodes ne servent à rien, elles sont déjà intégrées au MOSFET, ça peut juste le soulager si t'es limite en dissipation, mais d’expérience, le transistors se débrouille très bien avec sa diode parasite interne pour faire la roue libre.

Je vois que tu as des signaux PWM, pour faire une variation de vitesse j'imagine ? dans ce cas attention aux commandes...il te faut un étage de commande adapté (et éventuellement revoir le choix de tes MOS), sinon ils risquent de chauffer grave (perte en commutation) vu la puissance que tu comptes passer.

Sur tout système commutant (ce que tu vas faire avec un PWM), les pertes par commutations peuvent être destructives.

Si tu ne le sent pas, oriente toi sur un système tout fait pour ça comme le suggérait Ranarama.

Rappel = le DIY n'est intéressant que si il apporte quelque chose d'introuvable par la solution commerciale ; toute approche pour faire strictement la même chose qu'une solution existante dans le commerce n'est pas rentable.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

Les diodes de body des mosfet sont généralement de bien piètre qualité, il est préférable de monter des diodes externes en parallèle. De préférence schottky pour, justement, empêcher la mise en conduction des diodes internes aux mosfets.

Comme déjà dit, les 1N400x sont de toute façon inadaptées : trop lentes et courant max admissible trop faible.

[invite14532198711]

Bonjour,

Les diodes de body des mosfet sont généralement de bien piètre qualité

Oui elles ne sont pas terribles sur le Vf, souvent 1V et plus, par contre elles encaissent les ampères.

Sur les drivers de brushless, ils utilisent les diodes des MOS pour la recirculation, idem sur les flyback.

[maestro01]

merci à tous de m'avoir répondu,
Alex.com je pense que vous avez vraiment une très belle connaissance en électronique , les autres aussi merci énormément pour vos conseils, en tous cas je fais une petite simulation sous ISIS sans avoir mettre les diodes qui sont des diodes de roue libre à mon avis et ça marche mais comme j'ai déjà dis mon problème réside dans le choix des composants idéaux à savoir le moteur cc à utiliser évidement, aussi j'ai comprend pas le rôle de transistor BC457 dans le schéma précédant.
mes questions sont donc: de savoir choisir les mosfet de pont h pour le pilotage d'un moteur cc 12V 150W par exemple, les critères permettant de choisir un tel composant (c-à-d mosfet).
les diodes de roue libre sont-ils obligatoire ?
bref, voici la simulation sous isis s'il y a des erreurs à corriger ou des critères à prendre en compte merci de me renseigner

[antek]

Ce ne sont pas vraiment des diodes de roue libre. Elles protègent les mosfet de surtensions dûes au fonctionnement du moteur.
Tu devrais d'abord commencer à essayer de comprendre ce schéma.
Pourquoi 2 NMOS et 2 PMOS ? Pourquoi pas 4 NMOS ?
La logique pour commander ça n'est pas simple non plus.

Dans les doc des "driver" intégrés on trouve pas mal de schémas d'application expliqués.
Exemple

[invite14532198711]

en tous cas je fais une petite simulation sous ISIS

Attention, les simulations, c'est comme les bikinis, ça montre beaucoup de choses mais ça cache l'essentiel.

Si tu simule, il ne faut rien négliger, capa parasites, inductances, modèles exacts, temps de montée et descente des composants logiques, impédances de sorties des portes logiques....
simuler, c'est un métier, si tu veux un estimatif conforme, ça ne s'improvise pas.

[Antoane]

Bonsoir,

Oui elles ne sont pas terribles sur le Vf, souvent 1V et plus

Et (surtout) elles sont lentes.

Sur les drivers de brushless, ils utilisent les diodes des MOS pour la recirculation, idem sur les flyback.

Entre "ya des gens qui le font" et "c'est recommandable/une bonne idée", il y a un fossé

Ce ne sont pas vraiment des diodes de roue libre. Elles protègent les mosfet de surtensions dûes au fonctionnement du moteur.

Pour la petite explication détaillée : http://forums.futura-sciences.com/el...ml#post1407514, post #20.

je fais une petite simulation sous ISIS sans avoir mettre les diodes qui sont des diodes de roue libre à mon avis et ça
marche

Peux-tu poster le schéma et (le cas échéant) son résultat de simu en format image ? Sa aidera ceux n'utilisant pas Isis.

de savoir choisir les mosfet de pont h pour le pilotage d'un moteur cc 12V 150W par exemple, les critères permettant de choisir un tel composant (c-à-d mosfet).

Les principaux critères sont :
- la tension (ton mosfet doit tenir plus de 12V + de la marge, e.g. au moins 20 ou 30V) ;
- le courant (ton mosfet doit tenir plus de 12A + de la marge, e.g. au moins 40A) ;
- la tension de commande : il faut vérifier que ton mos peut-être piloté directement par PWMa et PWMb, i.e. en 0/5V (ex. l'IRF540 doit être commandé en 0/10V, l'IRL3803 en 0/4.5V).
Regarde aussi le boitier : inutile d'acheter un composant que tu ne sauras pas souder.
Les autres paramètres sont, en tout cas en première lecture, moins importants.
Quelle est la fréquence du PWM ?

les diodes de roue libre sont-ils obligatoire ?

Ca dépend : ton but es-t-il de réaliser un montage ayant pour principal objectif de minimiser le coût (une "chinoiserie") ou un circuit pédagogique et conçu dans les règles de l'art ?

[Antoane]

ReBonsoir,

as-tu une datasheet pour ton moteur ?
Ou, à défaut, quelques données technique (au delà de "12V-150W" ) ?

[invite14532198711]

Bonsoir,

Et (surtout) elles sont lentes.

Entre "ya des gens qui le font" et "c'est recommandable/une bonne idée", il y a un fossé

lente au blocage comme des diodes silicium, mais peu capacitive, avec une résistances dynamique très faible et une très bonne tenue aux forts courants continu et impulsionnels.
Parfois, dans certains MOS, le fondeurs rajoute une "vraie" diode en parallèle pour compenser, surtout quand il s'agit de MOS haute tension. La rapidité n'est pas forcement requise sur un PWM de moteur, ça travaille lentement.

Si c'est fait en grande série, c'est que c'est une idée qui d'une part fonctionne, et d'autre part est suffisamment fiable pour encaisser la diversité d'actuateur qui peuvent y être connecté. Quand je dis "les gens" c'est des ingénieurs ou des boites de dev avec un produit série derrière.

Regarde les contrôleurs TURNIGY par exemple, aucun n'a de diode, la recirculation est faite par les MOSFET...pourtant ce sont des controleurs qui gèrent des brushless jusqu'à 2kW (99 Ampères par phase sous 20V). Idem pour les directions assistées (INFINEON).

Si ces industriels le font c'est que ça marche. Faut parfois s'inspirer (et analyser) ce qui existe déjà pour relativiser.

Les diodes sont obligatoires si les transitoires mise en jeux le requiert (= que le mos ne peut pas encaisser), il faut une analyse. Dans certaines applications, pour des raisons de fiabilité on évite le composant supplémentaire.
L'association diode + MOSFET est moins fiable que le MOSFET et sa diode interne, il y a 5 noeuds, 2 packages, 2 die différents.

Rentre ces données dans un logiciel de fiab style RAM COMMANDER, la sanction est rapide.

[DAUDET78]

Regarde les contrôleurs TURNIGY par exemple, aucun n'a de diode, la recirculation est faite par les MOSFET...pourtant ce sont des controleurs qui gèrent des brushless jusqu'à 2kW (99 Ampères par phase sous 20V). Idem pour les directions assistées (INFINEON).

Surtout qu'il y a une solution simple pour rendre parfaites ces diodes de substrat.... mettre une tension Vgs sur la grille du NMOS . En direct ou en inverse, on se retrouve avec la valeur du Rds(on)

[invite14532198711]

Attention à ne pas semer la confusion dans la tête des lecteurs peu formés aux MOS

Ce que Daudet essaie de dire, c'est que le MOSFET n'a pas vraiment de polarité dès l'instant où la tension Vgs est maintenue à une valeur permettant de faire conduire la jonction (positive sur un NMOS, négative sur un PMOS).
Le courant peut ainsi passer de D à S et de S à D invariablement sans problèmes (contrairement aux transistors bipolaires si c'est ça qu'il voulait dire ?). d'ailleurs quand on fait une diode parfaite c'est ce principe là qui est exploité.


Pour revenir au sujet, pas de fantasme les loulous, le Vgs n'a pas d'action sur cette diode : cette diode interne est un composant parasite totalement indépendant du transistor pur (seul la température peut avoir un effet dessus). Le Vgs agit uniquement sur la "résistivité" du barreau drain-source : positif=conduction, nul ou négatif=blocage (pour un NMOS).

Là dans l'appli de Maestro01, la diode de substrat est employée comme diode de roue libre ou de recirculation, impossible donc de forcer la conduction du transistor pour shunter la diode.

Je partage mon bureau depuis peu avec un expert de ce genre de truc (il était concepteur de transistors et de puces analogiques simples chez ST), je lui demanderai lundi comment ils font cette diode dans le transistor, pour notre culture.

[maestro01]

bonsoir à tous;
merci encore une fois et vraiment très belle explication, Antek merci pour le document c'est très bénéfique je dois avoir le temps pour le lire attentivement, pour ta question : "Pourquoi 2 NMOS et 2 PMOS ? Pourquoi pas 4 NMOS ?" voici la réponse
Si l’on prend 4 NMOS : le montage est parfaitement symétrique, la mobilité des électrons étant la même dans chaque transistor, les temps de commutations sont identiques et quasiment pas besoin de temps mort lorsqu’on manœuvre Q6 et Q3, ou Q4 et Q1. Cependant, il est nécessaire de prévoir un « bootstrap » (en général simple condensateur à rajouter sur le driver du MOS) pour le pilotage des NMOS du haut.
Si l’on prend 2 NMOS et 2 PMOS (en haut), la commande logique est simplifiée, (résistance de tirage entre grille et Vdd, diode zener, et capacité de liaison sur la grille du PMOS). La mobilité des électrons étant différente dans les transistors P et N, il est nécessaire de choisir le transistor P apparié conseillé par le constructeur et de prévoir un temps mort en cas de manœuvre de Q6 et Q3, ou de Q4 et M1.
autre chose tu as parlé de driver j'ai pensé en fait d'utiliser le HIP4082 comme driver mais je veux simplifier les choses et avoir un schéma simple et efficace permettant de piloter un tel moteur c'est ça mon objectif. vraiment merci Antek
Alex simuler, c'est une métier, effectivement vous avez raison je suis encore un étudiant et j'avance pas à pas le jours au jours. merci pour ta réponse
Antoine, personnellement j'adore ta manière d'expliquer et d'analyser les choses, j'aime ton intervention , je fais une capture d'écran et voici l'image. concernant les diodes de surtension est ce que je dois les remettre dans le montage, parce que théoriquement ça marche mais pratiquement qui sait ?

[antek]

Remets vite ces diodes avant que quelqu'un passe ...
Avec les bons If et Vr

[polo974]

ce serait bien de mettre les mos dans le bon sens... (pas tourner 2 fois, mais utiliser miroir, sinon, les pauvres se retrouvent la tête en bas)

ce que daudet dit, c'est que le redressement synchrone n'est pas fait pour rien, mais il faut savoir piloter les mos pour soulager la pauvre diode dont le vf peut monter à 2V donc plein de W à dissiper...

ici, on oublie le redressement synchrone, et on met de belles grosses shotky de puissance, au moins sur les mos pilotés en pwm...

[Antoane]

Bonjour,

Il existe des mosfets sans diode de body mais, rares et chers, ils sont destinés à des applications bien spécifiques. La diode de body est l'un des composants parasites d'un process qui permet de fabriquer et des MOSFET de puissance pour qq centimes d'€...

En plus de ce qu'écrit Polo974 : les transistors Q5 et Q6 sont des PNP.

on met de belles grosses shotky de puissance, au moins sur les mos pilotés en pwm...

En fait, c'est aux bornes des autres transistors, des PMOSFET qu'il faut des diodes rapides.
Lorsque le moteur fonctionne en moteur, les diodes en parallèle des NMOS ne sont jamais passantes (elles n'ont donc pas besoin d'être rapides :Lapalissade: ), c'est la diode située en parallèle du PMOS de la même jambe de pont qui conduit lorsque le NMOS est bloqué. Pour limiter les pertes et les dégradations des composants (alim + NMOS (+diode ?)) lors de la mise en conduction du NMOS, il faut que cette diode soit rapide (i.e. à faible trr).
Lorsque le moteur fonctionne en générateur, la demi-jambe du NMOS travaillant en PWM en toujours passante, au travers du NMOS ou de la diode ; donc pas besoin de vitesse.
Etant donnée l'architecture de la commande du pont, il est difficile de faire du redressement synchrone au niveau de la diode située en parallèle du PMOS (le PMOS commute lentement). Pas impossible, mais il faut prévoir de longs temps morts entre les commandes.
Il convient donc d'utiliser des diodes ayant un faible Vf, e.g. une grosse Schottky. Le besoin serait moins pressant si on commandait les 4 transistors en PWM.