Hola gente, necesito construir un driver para manejar un motor pap bipolar cuya tension nominal es de 20v y en la modalidad bipolar serie consume 7 amper por fase. La resistencia de cada bobinado en serie es de 1,4 ohm y la inductancia 2,36mhy. El torque de mantenimiento es de 4,6N.m
Estoy usando dos HIP4080A (uno para cada puente) y utilizo mosfets IRFP054N con diodos MUR820. Entre gate y surtidor coloque zener de 15v. Los mosfets tienen disipador. El capacitor de Boostrap usado es de 10uF y el diodo de Bootstrap es un UF4007.
La frecuencia de conmutacion utilizada es de unos 20Hz.
El problema que tengo es que el motor calienta demasiado y los mosfets tambien.
Es correcto el diseño de este driver? Que debo modificar?
Gracias y saludos!
  

Hey, podrias subir el esquematico de tu diseño, seria bueno un JPG pero un archivo en EAGLE, OrCAD o Altium seria lo mas ideal, si podremos ver con mas precision donde esta el problema. Tambien si dispones de un osciloscopio digital, podrias subir la forma de onda de las entradas del motor o quizas tomar una foto al osciloscopio analogo.

Saludos.
  




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Hian Technologies, 3D Printing service and CAD consultancy.

Gracias por responder William. Subo el circuito en Orcad de uno de los puentes H, se reemplazo el IRFP054N por el IRFP044N porque esta version no lo posee, tampoco los HIP4080A.
Link descarga circuito en Orcad
http://www.megaupload.com/?d=K5AXO7J8
Imagen del doble puente H con los drivers, realizado con Orcad-Cadence v16.3, donde si se encuentran los Mosfet IRFP054N y los driver HIP4080A, pero todavia nose si son simulables.
http://img21.imageshack.us/img21/6356/doblepuenteh.jpg
Los HIP4080A son controlados por un PIC y la frecuencia de trabajo es de unos 14Hz con el metodo de conmutacion de los mos mediante una fuente de corrida libre.
Al circuito realizado en la placa se le agrego entre gate y drenador de cada mos un zener de 15v, y en paralelo a este un C=33nF y una R=1k ohm para evitar oscilaciones, las primeras pruebas se realizaron reemplazando el motor por resistencias de 300 ohm (una por cada bobinado) para ver como respondia el circuito.
Imagenes tomadas con un osciloscopio digital:
Señal de gate de los mosfet inferiores del Puente
http://img827.imageshack.us/img827/3804/vgq2yvgq4.jpg
Señal tomada a la entrada del motor (recordar que se reemplazo por dos R) entre R y masa:
 http://img841.imageshack.us/img841/3978/vl10yvl20.jpg

Saludos.
  

Bro, veo muchas fallas:

En tu diseño, te aconsejaria coloques una resistencia entre el gate y el HIP de unos 100Ohm, no veo capacitores de BUS, te aconsejaria que quites el zener 1N4744A, que tipo de capacitores son C7, C8, C9 y C12?

Que frecuencia usas para la PWM? 14Hz???? te recomiendo uses minimo minimo 20kHz, recomiendo 100kHz.

No puedes simular usando una resistencia, un motor posee un modelo electrico mucho mas complejo que eso!

De cuanto es tu tiempo muerto?

Las razones por las cuales un motor calienta, es usualmente por que el diodo de proteccion no esta liberando la corriente lo suficientemente rapido, otra razon es la existencia de picos de corriente debidos a constantes arranques/cambios de direccion (entiendase, frecuencia de PWM muy lenta!), tambien calienta si no hay un buen tiempo muerto entre las señales de entrada, otra razon mas obvia, es que el eje pueda estar trabado por algo. Los MOSFET calientan, quizas por que su resistencia de on es muy alta y la caida de voltaje es alta, o el motor esta introduciendo harmonicos y picos de voltaje (solucion: snubber) ademas sin la resistencia de entrada al MOSFET, su capacitancia interna se carga muy rapido y hasta podrias dañar al MOSFET.

Te aconsejo hagas estas modificaciones y verifiques. Posteanos tus avances!

Espero te sirva.

Saludos.
  




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Hola a todos, luego de realizar algunas modificaciones al circuito del driver, consegui que este gire correctamente. El soft hace que el eje del motor gire 60º en sentido horario y 60º en sentido antihorario. La frecuencia pwm es de unos 20KHz. La velocidad de giro es de aproximadamente 4 Hz.
El circuito es el siguiente:
http://www.megaupload.com/?d=GY4NBGMH

Subo algunas de las señales capturadas con un osciloscopio. Las del otro puente son similares.
http://www.megaupload.com/?d=TPVWHC49

El problema que tengo es que el motor luego de funcionar algunos minutos empieza a calentar demasiado, no se porque ocurre esto, ojala puedan ayudarme.
Gracias.
  

Hola Henucho te quedo muy bien el driver, dime veo que sensas la corriente, ¿En que casos es necesario hacerlo?
  

Gracias, debes sensar corriente en los casos que deseas controlar el torque.
  

Hola, excelente circuito, si me permites te puedo ayudar a mejorarlo.

1. Excelente eleccion de diodos de proteccion.
2. El HIP4080 es un excelente driver de MOSFETS.
3. El Zener de 15v no es realmente necesario, ya que el voltaje del HIP no pasara los 15V.
4. Las resistencias entre los MOSFET y el HIP me parecen un poco altas. Su valor preciso se puede calcular basados en la frecuencia PWM que usas y la capacitancia interna de los MOSFET, pero un valor aproximado esta entre 10 y 100 Ohms. Usar un valor alto demorara la carga de los capacitores y hara mas lenta la conmutacion.
5. Acerca de los snubbers, la manera correcta de usarlos es entre L1 y L2 Y entre L3 y L4, mas no entre estos terminales y tierra.
6. En el Vdd de los HIP te aconsejo un capacitor de tantalio de 10u 25V y uno ceramico de 100n en vez de uno de 220n.
7. En el Pin 3 del HIP te aconsejo una resistencia a tierra de 5.5k o alguno de los circuitos recomendados en la hoja de datos figura 36.
8. Un supresor de transitorios entre 16Vcc y tierra mantendria la el voltaje libre de transitorios generados por el motor que podrian ser dañinos para el circuito.
9. Las tierras del micro y del puente H no deben de ser las mismas, esto puede ocacionar ruido que afecta al micro, en vez usa ferritas para aislar las tierras, como lo describo en mi tutorial.
10. El diodo MUR460 y la resistencia de 2.2 diria que no son necesarios, pero estan bien, no es mala practica tener un poco mas de proteccion. Debido a que tu voltaje es de 16v no hay mucho riesgo de sobrevoltajes altos. Si el costo y el tamaño del circuito son primordiales, entonces los puedes sacar sin ningun temor.
11. El sensor de corriente debe de ser mejorado. Te dejo un esquematico con un circuito que diseñe hace unos años. Tiene doble etapa de filtrado (a 50, a 100kHz en modo diferencial y a 2MHz en modo comun), y soporta hasta una corriente de 20A. OJO este modelo lo tienes que ajustar a la corriente maxima que vas a sensar y al voltaje de entrada de tu ADC. Este circuito lee la caida de voltaje debido a 20A sobre una resistencia de 0.02Ohm (caida de 0.4V) y lo convierte en 1.5v (ganancia de 3.729)

 

Agrego: Las razones por las cuales el motor calienta las describi en mi post anterior. Debes determinar cual de estas es la causa.

Espero les sirva.

Saludos.
  




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Gracias, William.
Voy a hacer las modificaciones y postearé los resultados.
  

Hola William, realice alguna de las modificaciones que me recomendaste y acá te envio los resultados que obtuve y los inconvenientes que tengo.

http://www.megaupload.com/?d=NDXOJ6VU

Saludos.