Conception d'un contrôleur moteur brushless

[invite1c6fc633]

Bonjour à tous,

Je dois réaliser un contrôleur moteur brushless d'une puissance de 350W et d'une tension de 36V pour une trottinette électrique.
J'ai compris le fonctionnement du système (enfin je pense ) et je souhaite réaliser un prototype pour faire avancer le moteur dans un premier temps
Cependant, j'ai quelques soucis de compréhension avec le driver de mosfet.
Si j'en ai bien compris l'utilité, il sert à amplifier la tension du microcontrôleur pour avoir la tension de batterie sur la grille et ce qui permet d'avoir une tension à peu près équivalente sur la source.
Après quelques lectures de datasheet, j'ai pas trouvé de composant qui permettrait d'avoir une tension de 36V sur la grille à moins que j'ai mal saisi.


Si vous pouvez m'aider, j'en serais ravi !!
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[gienas]

Bonjour amguidir et tout le groupe

... Cependant, j'ai quelques soucis de compréhension avec le driver de mosfet.
Si j'en ai bien compris l'utilité, il sert à amplifier la tension du microcontrôleur pour avoir la tension de batterie sur la grille et ce qui permet d'avoir une tension à peu près équivalente sur la source.
Après quelques lectures de datasheet, j'ai pas trouvé de composant qui permettrait d'avoir une tension de 36V sur la grille à moins que j'ai mal saisi ...

Les électroniciens ont une "sale maladie": ils restent généralement muets quand ils n'ont pas un schéma à se mettre sous la dent.

Peux-tu leur montrer ton schéma, et préciser dessus, là où tu as ton problème.

Si des datasheet posent problème, peux-tu les donner aussi?

http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html

[invite1c6fc633]

Oui c'est vrai que c'est plus parlant

C'est le type de schéma que je veux réaliser mais avec en entrée de la grille du MOSFET, un driver au lieu du bipolaire.

Par exemple, le driver TC4427CPA permet de piloter deux mosfets c'est bien ça ? Mais par contre, sa tension d'alim Vdd est de max 18V..

[Antoane]

Bonjour,

Si j'en ai bien compris l'utilité, il sert à amplifier la tension du microcontrôleur pour avoir la tension de batterie sur la grille et ce qui permet d'avoir une tension à peu près équivalente sur la source.

Il s'agit (source : https://forums.futura-sciences.com/e...ml#post6236264 ) d'un composant adaptant la consigne fournie par un circuit de commande (e.g. un micro-contrôleur) en un signal capable de piloter un MOSFET.

Un MOSFET est composant commandé en tension : il faut lui appliquer une certaine tension (e.g. 10 V) pour le rendre passant et une autre (e.g. 0 V) pour le bloquer. Souvent, ces tensions ne sont pas directement compatible avec la sortie d'un circuit de commande (e.g. en 0/3.3 V), il faut donc ajouter une interface (le driver) entre ce circuit et le MOSFET.
Par ailleurs, l'entrée d'un mosfet peut être assez bien modélisée par un condensateur, qu'il faut charger et décharger à chaque commutation (pour faire passer la tension de grille de, par exemple, 0 à 10 V ou de 10 V à 0 V). Or, pendant la phase de charge comme celle de décharge, la tension de commande du transistor n'est ni de 0 ni de 10 V, le composant n'est donc ni parfaitement passant ni parfaitement bloqué. Si, en même temps, il laisse passer du courant, de l'énergie sera dissipée dans le composant - d'autant plus que la commutation durera longtemps. De manière à limiter ces pertes par commutation, il faut pouvoir charger et décharger la capacité de grille rapidement, ce qui implique de pouvoir fournir de fortes impulsions de courant dans la grille. Le driver est ainsi conçu pour pouvoir fournir ces pics de courant, d'amplitude pouvant parfois atteindre une dizaine d'ampères.

Ce sont là les deux principales fonctions du driver, même s'il en existe d'autres :
- assurer le blocage du composant même si des perturbations sont couplées au circuit de grille par induction ou via la capacité drain/grille du MOSFET ;
- éventuellement séparer (au moins un peu) les masses du signal de commande et celle du mosfet, de manière à assurer une commande moins impédante ;
- éventuellement détecter les court-circuits sur le composant de puissance ;
- etc.

j'ai pas trouvé de composant qui permettrait d'avoir une tension de 36V sur la grille à moins que j'ai mal saisi.

Le schéma nous en dira plus, mais je pense que c'est un "driver high-side" que tu cherches, c'est à dire un composant capable de commander le N-MOSFET connecté entre la sortie du demi-pont et le "+" de l'alimentation. Son rôle est alors de générer une tension de 0 ou ~10 V supérieure au potentiel de source, qui est lui-même variable : il varie entre 0 lorsque le transistor low-side est passant et la tension d'alimentation lorsque le high-side est passant.
On trouve plus généralement des drivers de demi-pont, intégrant le driver high-side et le low-side dans un même boitier.


Edit : tu as répondu en même temps que moi. Quelques commentaires rapides :
- le TC4427CPA est un double driver low-side ;
- les association NPN/résistances constituent de très piètres drivers - à éviter ;
- il serait préférable d'utiliser des N-MOSFET en high-side, plutôt que des PMOSFETs
Pour les driver de demi-pont, voir par exemple : http://www.ti.com/power-management/g.../products.html ou ailleurs

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1c6fc633]

Ok merci beaucoup!!
Cela devient beaucoup plus claire pour moi.
Je vais me renseigner sur ce composant et je reviendrais sur ce sujet si j'ai d'autres soucis (si ça vous dérange pas).

[invite1c6fc633]

Du coup, il faut mieux utiliser un nmos pour la partie high-side et un pmos pour le low-side?

[Antoane]

Non, deux NMOSFET, un en haut et un en bas.

Mettre un NMOS en bas et un PMOS en haut simplifie la commande (surtout lorsque l'alimentation est autour de 8-20 V), mais les performances de l'étage de puissance sont moins bonnes.
Mettre un PMOS en bas et un NMOS en haut n'a pas intérêt (en tous cas, je n'en vois pas).

Les N-MOSFET sont plus performants que les P-MOSFET car ils utilisent des électrons plutôt que des trous pour conduire le courant. Hors, les électrons ont une plus grande mobilité que les trous (gain d'un facteur 2.4 environ).