Gracias William ya lo puede bajar bien, he visto el datasheet del diodo rápido MUR410 (4A) y si que es rápido, tiene un tiempo de recuperación inversa Trr=45nseg, es conveniente usar dos diodos en paralelo para obtener 8A? creo que recomiendan ponerle una resistencia en serie a cada diodo para esto.

Sobre los mosfet de canal N de tipo enriquecimiento, tengo entendido que cuando se aplica un voltaje de compuerta menor al voltaje umbral Vth, el mosfet no se cierra, portanto debajo de este voltaje no habría zona lineal.

También he probado varias configuraciones con transistores para poder cerrar el mosfet N del lado alto, pero sin buenos resultados, la mejor opción como dices, es usar un gate-driver y/o una fuente independiente para cada lado alto del puente.

Me queda la duda cuando dices en la pag.5, usando el interruptor en la posición 1, que no podemos agregar un retardo entre el encendido de Q6 y el apagado de Q3. Entiendo que no se puede agregar retardos entre el encendido de Q6 y Q8, pero como se ve en el esquema, si puede haber retardo entre el encendido de Q6 y el apagado de Q4 ya que son controlados por entradas diferentes (A y B).

He comparado los tiempos de activación de dos mosfet, uno N y otro P, pongo sus tiempos:

                                              IRF9540 canal P                          IRFP250N canal N
                                              ------------------                           --------------------
td(on) (turn-on Delay Time)               16ns                                            14ns
tr (tiempo de levante)                        73ns                                            43ns
td(off) (turn-off Delay Time)               34ns                                            41ns
tf (tiempo de caida)                           57ns                                            33ns

Y se ve que el mosfet de canal N es más rápido que el de canal P.

Me queda la duda, que es exactamente td(on) y td(off) que parecen ser lo mismo que tr y tf, en que se diferencian?. Visto esto, el mosfet de canal N se cerraría un poquito antes que el mosfet de canal P, incluso así el tiempo muerto es completamente necesario, podría haber corto en un lado del puente?.

Si se suman los tiempos, por ejm del mosfet IRFP250N, se tiene el tiempo de subida y bajada total = 131nseg, que equivale a una frecuencia de 7.6Mhz, que rápidos que son los mosfet.

saludos,,,
  

Hola, gracias esto me a servido mucho.
con lo de los capacitores me refiero a la 3ra parte del tutorial en la parte final don haces una recomendacion, de colocar estos capasitores de 0.1micro faradio lo mas serca posible de cada medio puente H, eso no me quedo muy claro, osea esa arquitectura, no se bien como sa conectarian.

otra inquietud que me surje es si un MOSFET podria sobre saturarse?

saludos...!
  

Hola Renato si hay algunas aclaraciones.

1. No es recomendable usar una resistencia en paralelo, ya que el motor es un inductor, este mantendra la corriente. Es decir si el motor esta drenando 10A en un momento, y de pronto los mosfets cambian de estado, este seguira conduciendo 10A, si tienes una R en serie con el diodo pues 10A pasaran por la R y por el diodo, la caida de voltaje a una corriente determinada sera la misma siendo la potencia disipada la misma, lo que va a pasar es que la diferencia de voltaje creada por la resistencia tendra un efecto no deseado en tu motor. Simulalo para que me entiendas mejor Simplemente usa diodos mas grandes.

2. No por debajo de Vgs(th), pero si para voltajes mayores que Vgs(th) y la region sera lineal para un voltaje dado Vgs hasta llegar a la saturacion.

3. Si he releido la parte 4 y es error de imprenta no es entre Q6 y Q3 es entre Q6 y Q4 (Q3 es el 2N3906) debe ser el sueño gracias por la aclaracion

4. Td es el tiempo que le toma al MOSFET en reaccionar frente a un cambio de voltaje en su gate, es decir el mosfet cambiara  su salida un tiempo td(on) despues de aplicada una señal en su entrada y le tomara tr en llegar a su valor final, al retirarse la señal de entrada le tomara tiempo td(off) en "reaccionar" y le tomara un tf en llegar al valor final.

5. Calculemos la potencia promedio!, los MOSFET tienen un Rds(on) de 0.075 y 0.117 total=0.192Ohm, si mi voltaje es de 48V entonces mi corriente sera de 250A por 48 voltios Potencia = 12000W. Ahora la diferencia de tiempos es de 15nano segundos, si mi PWM es de 100KHz (100 mil pulsos por segundo). Tenemos que los MOSFETs disipan 12000W por 15ns = 0.00018 Joules por # de pulsos en un segundo hay 100k pulsos =  18J es decir potencia promedio de 18W (en un segundo) en solo un lado de tu puente H x2 =36W perdidos. Ojo quizas no se queme (36W/4=9W, asumiendo que cada uno disipa lo mismo y que tienen una constante termica de 1 (en realidad es 0.91 y 1.4 ) son algo de 10grados sobre la temperatura de ambiente, entonces la temp final (ojo solo por potencia perdida) no quemara el MOSFET, sumala a la normalmente disipada por la corriente que va al motor) Esto es una ineficiencia solucionable. Como dice en el tutorial "crea la posibilidad de cortos" por 15ns pero corto ckto, que desperdicia 36W de energia solo en tiempos de propagacion diferentes.

6. Rafael respecto a las resistencias, te mando una foto de un puente H que diseñe hace un tiempo es para motores BLDC (usa 6 MOSFETS) pero ahi veras 3 condensadores de 0.1uF ultra rapidos, muy cerca a cada MOSFET (uno por cada medio puente). Los otros 3 MOSFETs estan exactamente debajo (al otro lado del PCB) de cada uno de estos MOSFETs que vez. y la conexion de estos es en paralelo con los dos MOSFETs de cada medio puente (del drenador del MOSFET superior al surtidor del MOSFET inferior) en un caso simple de Vcc a GND, OJO no siempre es asi!! a veces se usan resistencias en serie con los MOSFET para medir corrientes, en este caso el condensador no ira de Vcc a tierra, sino que ira de Vcc al surtidor del mosfet inferior. No confundir con los capacitores bulk que si van de Vcc a tierra siempre!! (son los electroliticos de valor grande de los que hable en el tutorial 2).

Espero les sirva

Saludos
  




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El Willy

Si ya entendí, si se usan Mosfet difetentes en un lado del puente puede haber ese problema de cortos, ya que por ejm el mofet de arriba está conduciendo y el de abajo apagado, si se ordena cambiar los estados de los dos mosfets al mismo tiempo, siendo mosfet iguales no habría cortos, pero si son diferentes podría ser que primero se cerrase el de abajo y luego se abriese el de arriba provocando un pequeño corto en un periodo muy pequeño de tiempo.

Cuando se usa CI Gate-driver este trae un desfase de tiempo. Al ordenar el cambio de estado de los mosfet al mismo tiempo, el gate-driver ordena primero la desactivación del mosfet de arriba y luego la activación del mosfet de abajo, este retraso es de 10nseg máx para el IR2110.

el jueves soldé mi placa de puente H, no me quedó tiempo para probarla, pero mañana si la pruebo,

nos vemos
  

Hola a todos
Willian en la 4ta parte del tutorial ablas sobre como calcular los capasitores para los puente H, me pregunto si esto es igual para un caso en el que se use como fuente una bateria

conosen de un diodo tan repido como el MUR410 que uso renato en paralelo con los MOSFETs para protegerlos pero que sea de menos corriente de maximo 2A

espero ansioso la 5ta parte del tutorial

saludos...!
  

Hola Rafael,

Si debes de colocar los capacitores del valor calculado segun el tutorial, asi sea baterias o fuentes de poder.

Puedes usar diodos como:
ES2 (B, C o D)
1N6622
STTH2R02
STTH2R06
EGP20 (A, B, C, D, E, F o G)
MUR210
MUR220

Realmente depende de los que puedas conseguir en Paruro, solo escoge los mas rapidos. Si ordenas por internet, escoge proveedores grandes como DigiKey que tienen una busqueda parametrica, ahi podras escoger el diodo que mejor te convenga.

Espero te sirva

Saludos
  




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El Willy

Esta es la parte 5 del tutorial, aca hablo del diseño de snubbers, que son circuitos para eliminar los picos de corriente y sobrevoltajes en los puentes H. En la parte que publicare la proxima semana hablare del diseño de dampers, y en la que sige explicare el diseño y uso de choppers.

A la gente que esta siguiendo mi tutorial, les pediria que si hay algo en al guna de las partes que no este claro o que falte explicar, o algun tema que no se entienda, me lo hagan saber, cosa que yo arreglo lo que este mal o agrego lo que falte.

Saludos
  




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El Willy

Hola William, he estado leyendo el tutorial 5 y tengo unas dudas con las fórmulas.
Para hallar el Cov en un Snubber de sobrevoltaje, la fórmula es esta:

Cov=200*k*Cs

donde:  Cov.-capacitancia de snubber de sobrevoltaje
            Cs.-  capacitancia de snubber de apagado
            k*Vd.- pico de voltaje causado por la conmutación.

Pero el  K*Vd es el pico de voltaje del mosfet del lado alto, del lado bajo, del motor o de la fuente de alimentación..?

El Rov=Rs..?

Como podría hallar la inductancia o la capacitancia parásita del circuito puente en pleno funcionamiento con PWM..?.
El "fr" es la frecuencia a la que ocurren las oscilaciones, este es la frecuencia del PWM..?.

Otra forma de calcular el Rs es con la fórmula:

               Vd
Rs= ---------------------
       min[0.2*Io,Irr]

donde Irr.- Corriente inversa del diodo en el tiempo de recuperación inversa.
        y Io=corriente pico en el motor..?

Pero como calcular Irr, ya que esta depende del di/dt, de esta forma. (fórmulas del Rashid)

               Irr=sqrt(2*Qrr*di/dt)
 
donde:    Qrr=1/2*di/dt*trr^2

Un saludo,
  

Hey Renato disculpa no te llege a contestar la pregunta del 20 de Octubre, no fue intencional, simplemente no la vi.

Aca va:

1. En Cov=200*k*Cs  me preguntas acerca de si k*Vd.- pico de voltaje causado por la conmutación... de donde es el pico?. Respuesta: de donde lo quieras suprimir. Si deseas suprimir el pico de voltaje a travez de tu motor, y colocas el Snubber de sobrevoltaje en paralelo con este, entonces sera el pico de voltaje del motor. Lo mismo para los MOSFETs (aunque no se acostumbra) yu lo mismo para la fuente (es algo menos comun tambien, el caso mas comun es utilizar el snubber en paralelo con el motor).

2. Rs es la resistencia generica para cualquiera de los casos de snubbers. si tu snubber es de sobrevoltaje puedes decir que Rs es Rov.

3. Nop Io viene de las hojas de datos del diodo (Average Rectified Output Current, como es usualmente especificado) Irr tambien viene de las hojas de datos. Si te fijas bien en la parte superior de ese acapite dice: "Hojas de datos de los componentes" el Irr es el "maximum reverse recovery current o Diode Peak Reverse Current" Si no esta ahi una mejor formula es usar Irr=2Qrr/trr, pero para la mayoria de diodos rapidos este valor viene especificado.

4. Solo usas alguno de los dos metodos o bien usas las hojas de datos o bien mides valores de tu ckto. Realmente es muy dificil medir esto, hay metodos llamados TDR (time-domain reflectometry) pero no te compliques la vida, yo puse aca toda la teoria que tengo, para el conocimiento de la gente. El metodo que deberas usar en la practicidad es el metodo 1 usando los valores de las hojas de datos. Si bien es cierto el segundo es mas exacto, es muy dificil, y la diferencia en resultados con el primero son despreciables. De cualquier modo fr se refiere a la frecuencia de resonancia, es decir a la frecuencia que tu ckto comienza a oscilar.

Espero te sirva.
  




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El Willy

A toda la gente que esta siguiendo mi tutorial, quiero pedirles disculpas por los retrasos, pero me encuentro trabajando a full en la preparacion de un paper, y por eso no he podido continuar con las partes de este tutorial. Este fin de semana les prometo la parte 6.

Ademas para la gente interesada, abrire pronto un nuevo hilo con un tutorial hacerca de mobile robotics, aprovechando que estare dictando este curso muy pronto y tendre material a la mano.

Pero les pido una cosa. En el hilo de Tutorial de Robotica Mobil que abrire pronto, posteen sugerencias de los temas que les interesa. El tema es bastante amplio y complicado como para hacerles un resumen de todo, pero si me especifican sus inquietudes e intereses podre resumir mas de acuerdo a lo que necesitan. Y para la gente que desee profundizar, bueno pueden aplicar a la convocatoria del grupo Robots Peru, que estoy organizando.

Saludos
  




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El Willy

Hola Willian, se que estas muy ocupado pero podrias adelantarnos algo sobre el sistema de tierra de tres puntos que desarrollaste
grasias saludos...!
  




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Viajar atravez del tiempo solo es cuestion de tiempo

Como no, este fin de semana lo explicare junto con el tema de dampers. Estara listo el domingo en la tarde.

Saludos
  




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El Willy

Gracias por ser pacientes. Aca esta la parte 6 de mi tutorial. En esta hablo de mi sistema de tierra de 3 puntos y acerca de dampers o circuitos de amortiguacion.

En la parte 7 decidi hablar del diseño de choppers, la parte 8 sera sensado de torque, parte 9 modos de operacion, parte 10 control de 4 cuadrantes, parte 11 seleccion de gate drivers y la parte 12 sera acerca de como seleccionar los disipadores de calor.

Espero les sirva.

Saludos

PD: Porfavor, si notan algun error, o si desean que aclare algo o que lo explique mejor haganmelo saber de inmediato, y tratare de corregir mi error o explicarme mejor.
  




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El Willy

Parte 7

Hola a todos, aca les paso la parte 7 de mi tutorial de puentes H, en esta parte describo el uso y diseño de circutios chopper y hablo un poco tambien de lo que es el frenado dinamico. En la siguiente parte explicare las formas de estimar el torque de un motor a travez de la medicion de su corriente, la parte 9 sera acerca de los modos de operacion, parte 10 control de 4 cuadrantes, parte 11 seleccion de gate drivers y la parte 12 sera acerca de como seleccionar los disipadores de calor.

Espero les sirva
  




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El Willy

Hola William gracias por el tutorial me está sirviendo de mucho. Con respecto a los cálculos para hallar la resistencia del chopper no comprendo bien, si se selecciona 6W y se le mete los 26v directos osea con un DC=100%, tenermos que R=V^2/P=26^2/6=112.66ohmios. Si usamos el DC=10%, tenemos un Vmedio=2.6v, entonces P=2.6^2/112.66=0.06watts. (para un DC=10%).

Pero si usamos los 6W para un DC=10%, tenemos R=2.6^2/6=1.12watts, es decir la resistencia tiene que ser mayor a 1.12w para que aguante la potencia a un DC=10%.

He notado que cuando aumento la velocidad de mi puente H, el voltaje de fuente en ves de aumentar disminuye un poco, a un DC=100%, de 128v baja a 120v. Supongo que esto es debido a que uilizo otra técnica de commutación, es decir cuando la inductancia descarga la corriente no lo hace a traves de la fuente si no en el mismo puente H. supongo que si hago regresar a la corriente a traves de la fuente el voltaje si se elevaría un poco.

Entonces el frenado dinámico se usa para parar el motor a 0RPM, y el frenado regenerativo para disminuirle la velocidad. En un post anterior dijiste que estaba usando frenado dinámico para disminuir la velocidad del motor. En parte si, cuando el PWM está en bajo uso el frenado dinámico, descargando la corriente por el mismo puente H, y cuando el PWM está en alto, la corriente va a la fuente. Esta técnica lo he simulado en pspice y el frenado regenerativo funciona bien, con el mismo Ts(tiempo de establecimiento) tanto en la subida como en la bajada.

En el esquema, por qué pones un diodo en paralelo a la resistencia del chopper?

un saludos.
  

Aja, aca veo un error muy comun, lo que importa no es realmente la potencia Renato es la energia disipada, que ultimamente se convertira en calor, la energia se define como dE=Pxdt la derivada de la energia es la potencia disipada por la derivada del tiempo, para un dutcy cicly de 100% digamos que la energia sera Px100 pero para un DC de 10% si queremos disipar la misma energia tendremos que nuestra nueva potencia sera P1x10 = Px100 entonces nuestra nueva potencia sera Px100/10 es decir nuestra resistencia de 6W a un DC de 10% soportara hasta 60W (a un DC de 100% solo soportara 6W en el mejor de los casos)

Ahora para lograr disipar 60W de potencia a 26 V necesitamos una r de 11.3Ohm como minimo. Recordemos que esto es teorico!, es aconsejable no estresar la resistencia a sus limites de potencia, si no que debemos seleccionar una resistecia de una potencia superior, en teoria aguantara esta potencia, pero SE CALENTARA! lo cual no es tan malo considerando que el freno dinamico no se usa todo el tiempo (el control de voltaje se usa mas, dependiendo de la velocidad y cuantas veces uso el motor, si el motor gira a cierto angulo cada 5 segundos pues solo se usara el chopper para regular el voltaje cada 5 segundos por corto tiempo, si mi motor gira a alta velocidad de forma continua, pues el chopper estara encendido mas tiempo, ojo considerar esto tambien al momento de diseñar)

Si el voltaje dismunuye cuando aumentas la velocidad, es por que tu motor esta consumiendo mas corriente. la impedancia de salida de tu fuentees muy alta, o esta no esta muy bien regulada, entonces lo que pasa es que cuando hay aumente de corriente consumida esta pasa a travez de la impedancia de salida de la fuente, causando una caida de voltaje. Revisa tu fuente o usa otra mejor!.

Si mandas un pulso al chopper, este cortocircuitara la fuente por un tiempo de T/2 (perido entre 2), cuando frenas un auto y pisas el freno por 2ms frenara? si lo pisas continuamente y al maximo frenara despues de un tiempo pero frenara, si pisas el freno intermitentemente mediante pulsos rapidos, el auto desacelerara en forma suave (o casi) Es lo mismo, lo que tratamos con el frenado dinamico es frenar al motor que sigue girando debido a la inercia de su rotor. Un ckto chopper funciona asi, por pulsos, cuyo DC depende de que "tan fuerte quieras frenar" y la duracion total de este tren de pulsos depende de si deseas reducir la velocidad hasta una inferior o sid eseas detener completamente al rotor.

Recordar que este freno dinamico solo se aplica cuando el motor no esta alimentado, es decir abrire uno de los MOSFETs y ademas (luego de abrir) aplico el frenado dinamico. Esto es util para motores grandes, o con masas adeheridas a su rotor (inercia).

El diodo esta ahi para evitar transitorios generados por la conmutacion alta del chopper, puedes omitirlo si deseas, si usas un solo motor pero en general ayuda a mantener limpio el voltaje de la fuente.

Espero te sirva
  




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El Willy

hola a todos, espero que me puedan ayudar. Estoy construyendo un robot que sigue una línea, a través de un PIC 16f877. Estoy trabajando con servos modificados, puente H (SN754410) ,pero mi duda es como conectar el servo modificado al puente H, es decir que cables del servo conecto, ya que viendo algunos esquemas, solo hay 2 cables del servo conectados y uno sobrante. Alguien me puede dar una ayuda ? Espero haber sido claro    

   Atentamente

    Nicoyote



   Saludos desde Santiago de Chile
  

Offtopic!!!!!

Hola Nicoyote, hay otros hilos para este tipo de preguntas, este es para preguntas referentes al tutorial.

Saludos
  




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El Willy