MOSFET h-bridge 12 - 300V

Zpráva

petrkov · #1 Příspěvek od **petrkov** » 28 úno 2016, 20:41

Dobry den,

pokousim se vyrobit obvod pro spinani nizkoohmove zateze (3-10 Ohmu) pomoci MOSFETu - 4x IRFP460.
Pouzivam budici obvody TC4422 a pro generovani PWM signalu Arduino.
Signal je na frekvenci 32kHz a meni se strida.

Cilem je poustet ultra kratke impulzy do zateze (topne spiraly) ale na co nejvyssim napeti. Tzn. pozdeji bych chtel zvysil frekvenci jak to jen pujde.

Muj problem je, ze mi obvod funguje jen kdyz jsou budici obvody a mosfety napajeny stejnym zdrojem.

Pokud napajim mosfety z trafa + usmernovac, kde zeme budiciho obvodu jsou spojeny, tak se nic nedeje.

Obvod ma daleko k idealu, za kazdou radu budu vdecny.

Dekuji

misocko · #2 Příspěvek od **misocko** » 28 úno 2016, 20:57

cele zle, este ze si to nepraskol na tych 300V
preco tam chces most - je nutny na spiralu? komplikuje ti zadanie o 100%
mas tam iba low side budice, a v H moste mas high side fety (tie horne)
takze znova, potrebujes H most? tj menit polaritu na tej zatazi? popises nam blizsie o co ide , alebo je to iba riadenie vykonu topnej spiraly - ak ano, potrebujes jediny fet aj ten na Low strane.

petrkov · #3 Příspěvek od **petrkov** » 28 úno 2016, 21:10

Diky za odpoved.

Musim rici, ze jsem se inspiroval v jinych schematech, kde maji take 4x stejne mosfety. Ale nasel jsem i takove, kde byly 2x mosfety n a 2x p,
Buzeni bylo ale reseno jinak.

Pokud potrebuji H-most bohuzel zatim nevim, prave potrebuji vyzkouset a videt vysledek.

Pro zacatek by mi stacilo spinat zatez pouze 1 tranzistorem. Takovy obvod jsem uz udelal pomoci IGBT a fungoval, ale potrebuji prave vetsi frekvence - cim vyse se dostanu, tim lepe. Zaroven potrebuji, aby ten impulz trval jen par mikrosekund.

Nejedna se o beznou topnou spiralu - jedna se o experiment, kdy je cilem preruseni vazeb molekul. Princip trochu podobny elektrolyze, avsak v plynnem prostredi.

K tomu potrebuji co nejvetsi elektricky potencial, trvajici co nejkratsi dobu, aby se spirala neusmazila. Prumerny vykon by mohl byt kolem 200 - 500W. Takze se bude spinat v radu desitek az stovek amper. Neni to snadny ukol.

misocko · #4 Příspěvek od **misocko** » 28 úno 2016, 21:31

s jednym mosfetom dosiahnes iba pulzy so stale rovnakou polaritou, so styrmi mosfetmi vies polaritu menit (podla riadenia). Podla prvej schemy , ktoru si chcel prasknut na 300V, pricom by nedala ani 30V bez znicenia mosfetov si docela nakladas tym odvaznym "desitek az stovek amper".
co sa tyka plneho mostu, potrebujes budice ktore zvladaju budit horne fety (high side), prve co som zbadal na nete IR2301, FAN7842, IR2110 (pozor nekontrolujem ake napetie zvladaju, uvadzam ako priklad). To s pouzitim P fetov , je dobre tak do 20V, u teba straca vyznam. Alebo pouzijes budiace trafo (GateDriveTransformer).

#5 Příspěvek od **Zaky** » 28 úno 2016, 21:55

Žádná topná spirála nebude mít tepelnou časovou konstantu v řádu mikrosekund, pokud se tedy má PWMkovat topná spirála, je plně postačující frekvence ve stovkách Hz, ve výsledné teplotě spirály a "zvlnění" její teploty nebude žádný rozdíl. Pokud se PWMka nebude pouštět do spirály, ale do něčeho jiného a účinky nemají být tepelné, může být samozřejmě vše jinak. Ovlivnění vazeb v plynech používáme v jednom senzoru, co vyvíjíme a vyrobit potřebné impulsy pod 400ns s amplitudou 1500V je veliká legrace a prostým PWMkováním to opravdu nejde.

petrkov · #6 Příspěvek od **petrkov** » 28 úno 2016, 22:36

Dekuji za odpovedi.

Co se tyka teploty, tak o tu tolik nejde. Ano, bude regulovana pomoci PWM, ale jde o to poslat do civky co nejvetsi napetovy/proudovy skok v kratkem casovem useku, aby nedoslo k jejimu zniceni.
Toto bude plnit priblizne 3 ruzne funkce zaroven.

Tzn. tepelny efekt bude stejny napr. pri 12V DC ale pro samotnou civku bude napeti 300V (avsak mzikove) velky rozdil i kdyz vyda prumerne stejne teplo.

Pokud vite o obvodu, ktery by mi pomohl, budu velmi rad.
Cim ostrejsi bude zmena napeti, tim lepe.

#7 Příspěvek od **Zaky** » 28 úno 2016, 23:05

Asi tady něčemu silně nerozumím, cílem je vyrobit rychlý teplotní skok? Konstantní teplotu totiž určuje efektivní hodnota napájecího napětí a je úplně jedno, jestli to bude 12V DC nebo PWM z 1200V se střídou 1%.

petrkov · #8 Příspěvek od **petrkov** » 28 úno 2016, 23:21

Ne, cilem je prohnat civkou co nejvyssi napeti/proud - to je nutna podminka. K tomu je potreba ridit teplotu, aby se civka neroztavila. Strida se bude pohybovat cca mezi 0 az 1%.

#9 Příspěvek od **Zaky** » 28 úno 2016, 23:37

Jakou bude mít spirála tepelnou kapacitu? Teplota spirály je úměrná elektrické práci : http://www.voderek.wz.cz/fyzika/fyzika9/f98.htm , tedy napětí x proud x čas. Jestli bude tepelná kapacita, která určuje spolu s tepelným odporem prostředí tepelnou časovou konstantu v běžných mezích, tak spirála jakoukoli rychlou (určitě už jednotky kHz) PWM zcela vyfiltruje!!! Pokud je cílem regulace teploty spirály na konstantní teplotu, tak je rychlá PWM s velmi malou střídou naprosto zbytečná, tepelný efekt bude zcela totožný s adekvátním DC napájením. Pokud je něco jinak, prosím o vysvětlení, znamenalo by to, že jsem požadavek stále nepochopil.

samponek · #10 Příspěvek od **samponek** » 28 úno 2016, 23:38

Chápu Tvůj cíl. K H mostu použij budící transformátor na feritovém kroužku průměr 32mm z CRT monitoru. Je černý, navlečený na červeném kabelu u vn transformátoru.
Budiče použij buď dvě štěnice TC, nebo můstek s dvěma NPN a dvěma PNP tranzistory. Budič napájej z 12V přes filtrační tlumivku.
Na primár dej 30 závitů a 4 sekundáry po 12 závitech, navzájem dobře izolované.
Do každého gate dej do série odpor 22Ω a mezi gs každého tranzistoru odpor 1k5.
Je to nejjednodušší a zároveň nejspolehlivější řešení. Fungovat to bude stejně dobře na 5kHz i desítky kHz.
Ke spirále nebo ke každému tranzistoru dej šuntovač podle kmitočtu ( orientačně 1n/ 1000V a 10Ω )
Začátky a konce vinutí na přeskáčku. Most napájej přes filtrační tlumivku a dej kond na zem.
Do cesty spirály dej proudové trafo ( opět ten stejný kroužek ) kterým bude jenom provlečený drát a na sekundáru 30 závitů zavedený přes diodu a dělič do nejlépe TL494, ať je zpětná vazba a neuletí to a neprorazí se IRFP460.

Nebo vykuchej celý budící obvod H mostu i s trafem z rozbitýho xenonu z auta, je tam i štěnica, která to spíná.