Bonjour,
Dans le cadre d'un projet scolaire, je dois réaliser une carte de pilote du moteur DC 2642X015CXR (normalement vous trouverez en pièce jointe les spécifications du moteur). Pour cela je souhaite réaliser un pont H (j'utiliserai 2 NMOS et 2PMOS). J'aimerais savoir quels sont les différents paramètres à prendre en compte pour dimensionner les MOSFET.
Merci d'avance !!
Bonne journée.
Bonjour
Il faut vous référer aux caractéristiques fondamentales exposées en cours, voir les databook et note d'application "comment choisir les mosfet..." chez les fabricants.
Au besoin un livre en bibliothèque universitaire.
cdlt
Merci Luc pour votre réponse,
J'avais déjà commencé à me renseigner préalablement et j'ai trouvé un NMOS qui me semblait correct (SI4430BDY-T1-GE3 https://www.mouser.it/ProductDetail/...icMHUEMQ%3D%3D). Je voulais savoir si vous pensez que le courant de Drain est assez élevé ?
Bonjour,
ton moteur consomme peu (21W), donc ton NMOS est surdimensionné mais il fera le job.
Il y a 2 caractéristiques importantes, la tension drain-source et la résistance à l'état passant Rds(on) qui provoquera l'essentiel des pertes du Mos (avec également les pertes en commutation dans une moindre mesure).
Le but est de ne pas avoir besoin de dissipateur et en cela ton MOS le permet largement.
Le MOS que tu as choisi à une Rds(on) de 4.5mOhm @Vgs=10V => P(mos)=0.0045*1.4²=9mW
La tension de service doit être au moins du double de la tension d'alimentation, ce qui est le cas avec ton choix.
Je te conseille de prendre 4 NMOS et d'utiliser un driver Full-Bridge (ou 2 Half-Bridge) dédié à cette fonction, tu en trouveras facilement.
Par exemple 2x IR2104 ou 1x HIP4081.
Tu peux aussi réaliser cette fonction en composants discrets, c'est un bon exercice.
Merci pour votre réponse Bitrode,
Voici en pièce jointe mon pont H. N'ayant pas pu trouvé l'empreinte du MOSFET SI4430BDY-T1-GE3, je me suis rabattu sur un IRFZ48NPBF qui me semble aussi être largement suffisant pour le moteur. Pour câbler le demi pont, je me suis référé à la datasheet du IR2104 (j'ai utilisé des diodes Schottky 1N5819G) mais je ne sais pas comment dimensionner les capa. Pouvez vous m'éclairer sur ce sujet?pontH.jpg
Dernière modification par Chameautin ; 30/04/2022 à 10h18.
Il y a différents condensateurs qui n'ont pas tous la même fonction.
Sur Vcc il faut que le condensateur de découplage soit capable de fournir l'énergie réclamée par la charge de gate du MOS commuté.
Généralement mettre un 10µF suffit, type X7R au plus près de Vcc, tu peux lui adjoindre un 100nF en parallèle.
Le condensateur entre VB et VS est un condensateur "bootsrap" dont le rôle est d'élever la tension de gate du transistor High side par rapport au Mos du bas (low side), afin que la tension de grille du high side soit à un niveau suffisant pour le maintenir "ON".
Son dimensionnement se fait en fonction de la fréquence PWM et des caractéristiques du MOS à piloter.
Tu trouveras en principe le détail dans la datasheet du IR2104 ou une note d'application relative à ce circuit de commande.
Là encore son placement doit respecter les règles de routage de ce type de montage, notamment la source du MOS high side doit être au plus près de Vs et le condensateur au plus près de Vb-Vs.
Il faudra ajouter une résistance entre gate et source (10K~100K) des MOS pour assurer une polarisation correcte des MOS à l'état "OFF".
Merci pour ta réactivité Bitrode,
Comment fait-on pour dimensionner les condensateurs de découplage? (J'aimerais comprendre pourquoi dois-je mettre un 10µF avec un 100nF en parallèle).
Si j'ai bien compris pour dimensionner le condensateur "bootsrap", je dois regarder la valeur de la tension de grille pour qu'il passe en mode "ON" et à partir de cela en déduire la valeur de C ? Pourquoi dois-je regarder la fréquence PWM (pour éviter le bruit?)
En ce qui concerne les règles de routage de ce type de montage, pouvez-vous m'expliquer pourquoi la source du MOS high side doit être au plus près de Vs et le condensateur au plus près de Vb-Vs?
Je suis désolé pour toutes ces questions mais je préfère comprendre ce que je fais.
Le but du condensateur de découplage est de ne pas véhiculer les courants "pics" sur la ligne de la source d'alimentation.
Ce condensateur va permettre au circuit de prendre ce dont il a besoin et au plus près pour limiter des considérations liées à la CEM notamment et à la stabilité du circuit intégré.
Ce réservoir d'énergie doit être dimensionné selon W=UIt ou encore C=Q/dU en considérant la charge fixe, ce qui est une simplification pratique ici, prenant en compte la consommation du circuit pour sa circuiterie interne et au courant qui alimentera la gate du MOS, ou des MOS selon.
Le condensateur de bootstrap sera dimensionné sur le même principe, il doit directement forunir l'énergie nécessaire au bon pilotage du MOS du haut lorsque le MOS du bas est OFF (la source du MOS du haut se trouve ainsi provisoirement flottante).
Par exemple, pour ton transistor IRFZ48N tu as C(gate)=2.9nF et Qg(total)=85nC, si tu as une période de 10µs de cycle avec une tension de 10V à maintenir sur Vgs avec une fluctuation sur Vgs à maintenir de 1V par exemple:
C=Q/dU=85.10^-9/1=85nF qui est la valeur minimum pour subvenir au budget énergie nécessaire à la bonne commande de ton MOS.
Donc C dépendra de la charge de gate du MOS et de la période du signal de commande.
Le routage est un élément clé pour le bon fonctionnement de ce type de montage.
Un mauvais routage va faire apparaitre des inductances parasites (et des capacités parasites) qui vont générées des pics de tensions (ou de courants) pouvant altérer les niveaux de commande, la stabilité générale du système sera en péril.
Notamment si des signaux de commande se trouvent sur le même chemin que les courants "forts".
Une inductance et un condensateur (circuit LC) peuvent former un circuit résonant toujours indésirable quand on veut de la stabilitéet la loi de Murphy est toujours là pour te le rappeler...
Pour éviter cela il faut soigner les lignes et bien séparer les signaux de commande des courants forts, en ayant cette règle en tête:
-> signaux de commande et/ou rapide => ligne courtes et câblé directement sur la patte source du MOS par exemple pour Vs.
-> lignes de puissance en commutation, courtes et larges et éloignée des signaux de commande afin qu'il n'y ait pas d'influence.
Dernière modification par Bitrode ; 30/04/2022 à 12h11.
Bonjour,
Note que :
- les IRFZ48n demandent 10 V de tesion de commande, 5V ne suffisent pas.
- il faut que les signaux PWM envoyés aux deux drivers soient différents (a priori complémentaires) pour qu'une tension soit appliquée au moteur.
- Le montage ne fonctionne pas pour un rapports cycles =1, il faut que le signal revienne à zéro de temps en temps pour recharger le condensateur de boostratp.
Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.
Absolument.
Pour une commande en statique il existe le LTC7000 pour piloter les MOS en high-side, la pompe de charge est intégrée au circuit.
bonjour
et pourquoi ne pas utiliser un circuit tout fait type L6202?
JR
l'électronique c'est pas du vaudou!
Oui ce serait possible, même si les Rds(on) des transistors de ce composant sont un peu élevés
Encore merci de me partager tes connaissances Bitrode, tu m'as beaucoup éclairé sur le sujet
Antoane, où vois tu la valeur de la tension de commande?
Dernière modification par Antoane ; 03/05/2022 à 09h38. Motif: typo
Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.
Merci Antoane
Est ce que vous avez en tête une idée de driver pour des moteur brushless triphasé (caractéristique similaire à celui évoqué au dessus)?
C'est pour faire de la commande de moteur brushless, pour vélo ou dans le genre?
Précise la tension max.
Aujourd'hui c'est fait avec un microcontroleur prévu spécifiquement.
Voir ST, TI, etc
Dernière modification par Bitrode ; 05/05/2022 à 16h53.
C'est pour l'implémentation dans un véhicule taille réduite, la tension max sera de 15V.
Pour 50$ tu as la carte Nucleo avec un STM32 et un shield control de moteur tri TBT.
https://www.newark.com/stmicroelectr...256?CMP=AFC-OP
En parallèle je faisais mes recherches aussi et je suis tombé sur le L6235 qui me semblait intéressant. Je ne sais pas si tu as déjà travaillé la dessus?
C'est une version plus récente du L6230, et avec des fonctionnalités supplémentaires permettant la tachéométrie et un Rds(on) plus faible.
