modulo igbt

[roberto8303]

buonasera,

sto facendo delle prove con un modulo igbt della semikron tipo skm 100gb 123d 

pag 6 di questo allegato tipo GB c è lo schema elettrico dei morsetti non visibili in foto

http://www.farnell.com/datasheets/16367.pdf

Ho settato il pwm a 50% con valore di 8vpp, e ho spostato la frequenza di tale pwm affinchè avessi circa metà tensione 12volt circa, in modo che al pwm 100% =24volt.

La frequenza è di 7khz

e tutto funziona bene regolo da min e massimo, ovviamente è solo una prova con un piccolo motore a 24v ma mi servirebbe per pilotare un motore piu potente circa 60ampere a 48volt

Adesso vorrei sapere come posso fare la rotazione inversa del motore??

 

 

 

 

[gabri-z]

Se escluso il relè (commutatore)  per invertire polarità , due moduli collegati a ponte e pilotati in base alle necessità .

[roberto8303]

grazie, bisogna prevedere degli interblocchi tra i ponti? cioè nel caso per errore andrebbero in conduzione entrambi... hai qualche schema da internet che mi indichi il collegamento a ponte?

 

[roberto8303]

grazie, bisogna prevedere degli interblocchi tra i ponti? cioè nel caso per errore andrebbero in conduzione entrambi... hai qualche schema da internet che mi indichi il collegamento a ponte?

 

e adesso è uscito un altro problema, praticamente con il generatore di funzioni il tutto funziona con tensione pwm di 8volt picco picco, ma volendo controllare il tutto con arduino quindi pwm sempre 7khz ma 5volt non riesco a mandare in conduzione l igbt, se utilizzo un transistor npn per elevare la tensione a circa 10volt? un bc547 funziona con 7khz?

[Livio Orsini]

Leggi una discussione recente, aperta da Darlington, su come si comandano mosfet e igbt; o usi gli appositi driver oppure li comandi con 2 transistor complementari in sigle ended

[roberto8303]

Ok, riguardo al pwm da portare a 10volt anzicchè i 5volt di arduino, ho usato un transistor npn p2n2222a

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/P2N2222A-D.PDF

una resistenza sulla base da 470 ohm , e una sul collettore da 1kohm, ho usato un alimentatore esterno da 10volt e alimento la base del transistor con un pwm dal generatore di funzioni da 7khz ampiezza 5vpp per simulare il pwm di arduino e ottengo questa forma in uscita

perchè non è perfettamente quadra? come posso correggerla?

[gabri-z]

Quote

 

perchè non è perfettamente quadra

 

Perché non lo 'spegni' come si deve .E' probabile che tu non abbia letto la discussione suggerita da Livio , o non hai trovato dentro il '' messaggio '' .

Come hai collegato il transistor , come ripetitore ?

[roberto8303]

si ho dato uno sguardo, ma ho deciso di fare l inversione tramite relè. 

Adesso ho usato il transistor solo per portare il pwm da 5 a 10volt, l ho collegato come ripetitore si il pwm in ingresso da 5volt 7khz 100% devo averlo in uscita su una resistenza di carico quindi 10volt 7khz 100%.

Ho provato anche ad diminuire la resistenza da 10k sul collettore ed il +10 ma poi l onda del pwm inizia ad appiattirsi ovviamente.

[gabri-z]

Collegalo come invertente , avrai certamente un fronte di discesa migliore , ma il problema si potrebbe spostare sul fronte di salita .

Nella discussione si evidenzia l'uso dei complementari , sia negli schemi di Mirko che in quelli di Stefano .

[GiRock]

Questo è un esempio su come potresti pilotare l'IGBT in PWM in maniera corretta ed efficiente...

 

[roberto8303]

Ok grazie ma utilizzando un motore a 48volt devo ritoccare qualcosa nel circuito?

[Livio Orsini]

Se il tuo IGBT tiene i 48V dovrebbe andar bene così.

 

Io però suggerirei 2 modifiche al circuito proposto da GiRock.

1. Metti anche un resistore da 4k7 tra la base del Q4 e l'emettitore, così da garantire l'apertura veloce del transistor.
2. mettere anche un condensatore da 22nF in paralleo al rsistore da 1k in serie alla base del Q4. Il valore non è critico. Questa capacità serve da "speed up", così da velocizzare i fronti della commutazione.

[dott.cicala]

Attenzione a cosa succede con quello schema se viene a mancare il segnale di pilotaggio perché, semplicemente, si è staccato il filo che va a R4....

[Livio Orsini]

Se lo lascia così come è dipende da cosa capta l'antenna.

 

Se apporta la modifica che ho suggerito, Q4 sarà interdetto e lo IGBT sarà chiuso con il motore che gira alla massima velocità.

 

Se vuole evitare questa possibilità è necessario usare un traslatore di livello differente in modo che, in assenza di comando, lo IGBT sia bloccato.

[dott.cicala]

La sola idea che il motore vada in fuga semplicemente perché si stacca un filo a me personalmente non piace proprio, come non mi piace dover invertire il duty cycle nel controllo perché il driver è invertente.

Con quello schema per ridurre la velocità si deve aumentare il Ton di comando. Q4 lo eliminerei proprio e anche la R3....

 

No segnale....no party

[Livio Orsini]

Arduino sarebbe perfettamente in grado di pilotare il driver single ended, solo che il driver andrebbe alimentato a 5V come arduino.

Sarebbe anche più affidabile perchè si eliminerebbero almno 3 componenti.

 

In ordine al senso diminuisci-aumenta è un attimo fare l'inversione software.

[roberto8303]

ok allora niente transistor e schema, userò un driver igbt hcpl 3120 e vi farò sapere appena farò le prove

[GiRock]

Dunque, il ragionamento del Dottore non fa una piega, ma c'è un ma, ovvero; gli IGBT di grande potenza come quello dello schema, se vengono pilotati al di sotto degli 8V lavorano veramente male, faticano ad accendersi ma soprattutto faticano a spegnersi, inoltre si ha una brutale trasformazione del segnale di pilotaggio che risulta fortemente snaturato...

 

Altra cosa che non è presente nello schema, è la rete Snubber "salvagente", non la canonica però, ma quella dedicata a carichi fortemente induttivi ove presente un IGBT, questa va comunque calcolata in base alle caratteristiche del motore (vedi AN)...

 

Giusto per fare un esempio: per ipotetici motori da 24V 50A risulta una capacità di 22nF con in serie un diodo Schottky veloce simile a quello dello schema (Anodo al condensatore), in parallelo al diodo va messa una R da 12 Ohm da qualche watt, la rete in seguito va collegata tra il Collettore dell'IGBT e l'Emettitore (Catodo)...

 

Ad ogni modo si possono fare calcoli più precisi dopo aver visto qualche oscillogramma dei vari segnali...

Per quanto concerne l'inversione del PWM di pilotaggio, si potrebbe mettere un foto modulino che separerebbe il tutto dalla scheda Arduino, è altresì logico che un MOSFET/IGBT DRIVER come il tuo risulta più indicato in questi casi, contendo già al suo interno un traslatore di livello semplifica di molto la circuitazione di contorno...

 

Occhio alle alimentazioni che devono essere ben protette dai disturbi generati dal motore con filtri appositi, per il resto sei in buone mani su questo Forum...

[roberto8303]

Quote

 da 24V 50A risulta una capacità di 22nF con in serie un diodo Schottky veloce simile a quello dello schema (Anodo al condensatore), in parallelo al diodo va messa una R da 12 Ohm da qualche watt

non ho capito bene, come si calcola il condensatore? il diodo come tensione inversa quanti volt dovrebbe essere? cioè nel caso del motore a 48volt come calcolo il condensatore e la R? 

[Livio Orsini]

Roberto usa la regola della spanna.

 

Per il diodo devi avere almeno 250V di tensione inversa.

Poi metti una capacità ed un resistore come ha indicato Gio e...prova.

 

Però di solito non sim usano Snubber sui chopper per motori.

 

[roberto8303]

Ho provato con il driver hcpl 3120, un motore dc 24volt  di pochi ampere solo per prova, un alimentatore da 15volt sul gain del modulo igbt, e l onda quadra è perfetta sto lavorando su 7khz se salgo funziona bene lo stesso cambia solo un po il rumore. Ora mi resta solo collegare arduino con un potenziometro.

Per quanto riguarda in uscita sul motore ho utilizzato solo un diodo scottly per i picchi inversi, niente resistenza e niente condensatore, cosa potrebbe succedere se non si prevedono questi due componenti? rischio di danneggiare il modulo? Se volessi utilizzare anche un diodo zener a 15volt per limitare la tensione sulla porta è consigliabile?

[Livio Orsini]

Quote

onda quadra è perfetta sto lavorando su 7khz se salgo funziona bene lo stesso cambia solo un po il rumore

 

Salendo con la frequenza di base o portante, il rumore diminuisce e aumenta la dissipazione dl motore (scalda di più).

L'aumento della frequenza di PWM è il metodo usato negli inverters per ridurre la rumorosità del motore.

 

Quote

Per quanto riguarda in uscita sul motore ho utilizzato solo un diodo scottly per i picchi inversi, niente resistenza e niente condensatore, cosa potrebbe succedere se non si prevedono questi due componenti?

 

Niente.

Non si sono mai messi filtri snubber sui motori pilotati da chopper. Al limite, quando la freuenza di PWM era di un paio di kHz al msssimo, si metteva un'induttore in serie all'armatura per spianare meglio la corrente circolante, però si perde un po di velocità di risposta.

Sopra i 5kHz circa è sufficiente l'induttanza di armatura per garantire una buona rettificazione della corrente.

Metti un piccolo resistore di potenza in serie al motore (tra zero e motore) e osserva la tensione all'oscilloscopio; dovresti vedere un valore praticamente continuo.