BackEMF alias ProtiEMSA můstek 3 aneb nevěřte simulátorům

26. ledna 2012 v 5:17 | Petr |  Elektro
Tak nějak mám pocit, že se mi názvy kapitol o H-Můstcích nějak popletly - tedy jsme ve 3. díle boje s fyzikálními zákony na téma jak 5 volty a 1 mA řídit motor s 24 volty a 10 ampéry.

Minule jsem se naznačil labyrint problémů kolem motorů, a teď budu ještě komplikovat.
Tedy - H-Můstek má 2 strany a celkem 4 tranzistory - můstek je možno řídit mnoha způsoby, ale vždy vedou z procesoru do můstku aspoň dva dráty.
Ty mohou mít význam DOPŘEDU DOZADU (jako u REGSERU, který jsme probrali minule) nebo jsou to prostě jen vtupy A a B které spínají levou a pravou stranu můstku Pak platí následující tabulka

ABVýsledek
00Vypnuto stojíme Motor zkratován na zem
10Jedem vpřed
01Jedeme zpět
1

1

Vypnuto motor zkratován na napájení

Můstek typu DOPŘEDU / DOZADU musí mít vyřešenu situaci co dělat když dopředu i dozadu je zapnuto najednou (školní zapojení jako je REGSER při takové kombinaci chytne plamenem). Lidi od počítačů sice tvrdí, že jejich software takovou variantu nikdy nepřipustí, ale povídali že mu hráli, jestli tato varianta není HARDWAROVĚ ošetřena je jen otázkou času kdy bude hořet ;-)
Můstky se signály typu A, B připouští jakoukoliv kombinaci, jsou tedy "Inherently safe" (vnitřně bezpečné), a mají i další výhody, proto jsou mé oblíbené, v mém podání ovšem přidávám ještě vstup ENABLE který pokud je vypnutý odpojí se všechny 4 tranzistory v můstku, což mi umožňuje měřit "Back EMF" neboli "protielektromotorickou sílu". V principu je takto zapojen i můj milovaný můstek L293D, který pro motory do 0,5A je to nejlepší co můžete do robota dát. (ne že by byl tak super svými parametry, ale vyniká nezničitelností a jednoduchým použitím)

Už minule jsem zmínil že jsem vyrobil celkem 6 generací můstku - od prvního bipolárního LOW Drop přes 5 variant MOSFET. Nejprve jsem si hrál s nábojovou pumpou, ale pak jsem zjistil, že je to opravdu blbost pro robota - jednoduššího než ASIMO nebo nějakého průmyslového co svařuje Korejské Imitace Auta alias KIA vozy - se to nehodí.

Nakonec jsem dospěl k variantě, která se povrchně jevila jako dokonalá. Zde je:
NIkdy jsem nestvořil tak složitý obvod s tak málo součástkami. Trochu probereme co je na tomto můstku tak zvláštní - především je to velmi jednoduché řešení DEAD TIME CONTROL. Jak už jsem psal GATE Mosfetu je kondenzátor. Toho jsem kreativně využil abych řídil spínání mosfetlů. Oba tranzistory se otevírají pomalu (přes odpor R2) ale zavírají rychle tranzistory Q2 a Q6 - tím je zaručeno že jeden tranzistor se otevře až je druhý zavřený - a dokonce pokud dáme tranzistor pro větší proud, který má větší kapacitu gate - je prodleva delší - pro větší proudy - větší odstup - no není to geniální.

Bohužel není. Vstup ENABLE zajišťuje dvojice Q3 Q5, která pokud se uzavřou tak se můstek rozpojí odpory R6 a R5, které při běžném provozu z 24 voltové baterie, hlídají aby napětí na Gate žádného tranzistoru nepřesáhlo bezpečných 20 voltů, si přitáhnou gate k zemi nebo k napájení a můstek se tak zcela vypne.
Skvělá a jednoduchá idea, která báječně fungovala v simulátoru el. obvodů. V praxi ale při vypnutí Q5 je na emitorech Q2 a Q6 buď zem nebo plných 24 voltů. Pokud je na vstupu můstku 1 pak rozdíl napětí báze-emitor tranzistoru Q2 je taky 24 voltů (protože Q7 zkratuje bázi na zem) a tím dojdek tzv. Lavinovému průrazu báze Q2. Totéž se stane s Q6 pokud je na vstupu 0.

V praxi to vypadá tak že až do 12 voltů je vše skvělé (báze se neprorazí), ale pokud zapojíte můstek na plných 24 voltů a vypnete ENABLE - jeden z dvojice Q2 nebo Q6 se prorazí (lavinový průraz je nedestruktivní takže tyhle dva tranzistory to přežijou) - tím se jeden z Q1, Q3 plně neuzavře, zatímco druhý se díky vybíjení přes odpory 4,7K taky nestihne uzavřít a PRÁSK - je po MOSFETECH (ty už to bohužel nepřežijou).

Naštěstí to nebyla tak drahá zkušenost - ale práce na návrhu plošného spoje je mi trochu líto.

Sám už jsem dneska unaven - takže končím - zbytek probereme příště.

Ještě obyklá rada pro blondýny co dočetly až sem - Latexové minišaty se nemusí žehlit a na diskotéce z vás puboši nespustí oči - do postele je ale neberte - špatně se svlíkají a navíc chlapům příliš připomínají jiný latexový výrobek - prezervativ.
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama