Ponte h com sg 3525 e drive ir2110 - Eletrônica - Clube do Hardware
Por EDNER DI SESSA, 14 de outubro de 2017 em Eletrônica
Boa noite a todos do Clube do Hardware!!! sou novo no clube, e montei uma ponte h, utilizando o sg3525 como oscilador , com 20khz, com 2us de tempo morto, e estou utilizando 4 mosfets irfp460, 2 ir 2110 como drive, e estou alimentando o vcc com 12vcc, e vdd com 5vcc; estou fazendo testes com a ponte alimentada com 12vcc, 24 vcc e 40vcc, ou seja estou tentando aos poucos subir a alimentaçao até que eu consiga atingir o tão sonhado 310vcc; o que acontece, á que por ex. se eu alimento a ponte h com 12vcc, sem carga, era para sair 12vac, e isso nao esta acontecendo; atensao de saida da ponte vai para quase o dobro; se eu alimento com 40vcc vai para 85 vac; por isso que quando liguei com 310vcc queimou tudo, a tensão de saida deve ter ido para mais de 700 vac e meu diodo de bootstrap so suporta 600v; conclusao, nao consigo equilibrar minha ponte h; a tensão de saida esta muito elevada, e nao sei mais o que fazer; ja queimei mais de 7 ir2110, mas nao quero mudar de drive, pois nao tenho conhecimento de microcontroladores; tem o tlp 250, que nao sei se da pra usar no meu caso; ja experimentei mudar o valor do capacitor de bootstrap, 4,7uf, 10uf, 22uf, 200uf, em paralelo com um ceramico de 100nano, e nao adianta nada; acho que inventei um dobrador de tensão;rrerere!!! segue abaixo o circuito, se puderem me ajudar, ficarei muito agradecido, e o que estiver ao meu alcance estarei a disposiçao; socorro!!!!!
Sérgio Lembo 644
diodos e capacitores constroem um dobrador de tensão. Coloque uma carga, pode ser uma lampada, um resistor e observe o comportamento. Enquanto estiver dobrando a tensão tem m**da.
Olhe para p caminho D3 com C20 e depois olhe para D6 com C7. Pense no circuito sem carga com os drives em ciclo de frequência.
Boa noite Sergio!!!!!! Obrigado pelo retorno, e sim fui la na bancada fazer esse teste com carga; coloquei um resistor no secundario do trafo, e nao mudou nada; na verdade o proprio trafo ja deve ser uma pequena carga, mas coloquei um resistor como se fosse um curto no secundario e nada; estou alimentando a ponte h con 40vcc, e ta saindo 160vac para o primario do trafo, dessa vez triplicou a tensão de saida da ponte. coloquei um circuito snuber formado por um capacitor de 100nano em serie com um resistor de 10r 5w, ligado entre o dreno e o source de todos os mosfets ,e tambem nao adiantou nada, alem deles estarem aquecendo; ta muito difícil de resolver esse problema, nao sei mais o que fazer; te agradeço pelo apoio, valeu!!!!!!!!
Quando falei de carga, me referia a ter alguma coisa no lugar do motor, afinal de contas essa é uma fonte para motor.
OK Sergio!!!! sim,ela é utilizada para motores, é que eu estou utilizando um trafo que possuo, que era de maquina de solda, e era chaveado com uma ponte h na frequencia de 20khz, e o barramento dc é da ordem de 310vcc para alimentar o primario;então peguei as especificaçoes do fabricante, e estou tentando chavear ele e por pra funcionar; ele nao esta em curto, se nao queimaria os mosfets, e foi feito para isso; mas sem carga tambem esta elevando a tensão da ponte ; então tem algum problrma serio no meu circuito. na verdade eu ainda to tentando entender o caminho que me falou de d3 para c20, e depois d6 com c7, estou com o datasheet do ir 2110 aberto para tentar fazer uma comparaçao com o caminho que mensionou; vou tentar entender melhor essa questao; muito obrigado,nao vou desisstir..........
Pesquise por dobrador de tensão, vai entender melhor.
Ok Sergio vou pesquisar a respeito e procurar um melhor entendimento desse circuito, pois realmente ainda nao tenho o completo entendimento de todo o circuito, inclusive do dobrador de tensão; vamos pequisar, a luta continua companheiro!!1!! te agradeço por me mostrar uma luz no fim do tunel,rsrsrsrssrrssrsrs; valeu!!!!!!!!!!!!1
Para dobrar a tensão é necessário capacitor e diodo. com o comum do multiteste no GND, veja a tensão nas duas pontas de cada diodo e capacitor que mencionei, uma malha de cada vez.
acabei de medir, e realmente esta dobrando a tensão, entra 15vcc , e nos pontos c20 esta dando 35vcc dobrou mesmo, e na outra malha tambem; o que acho estranho é que esses capacitor ira descarregar no gate do mosfet e a tensão de gate é de 20vcc. eu ja esperimentei em outros testes, aumentar e diminuir o valor desses capacitores e o problema continua. mas seguindo seu raciocinio, ele ta dobrando a tensão, sem falar da tensão que vem da ponte para o vs. será que estão sendo somadas?
Esse tipo de desenho de circuito sem os nós onde o circuito se conectam é muito ***** de ler. Se está aumentado a tensão no J2 é como disse @Sérgio Lembo , pelo pouco que sei, pode ser mesmo um multiplicador de tensão que é feito com capacitores e diodos... teria que ver se essa tensão está em alguns dos capacitores ... ai teria que ver se não foi um erro no circuito, má soldagem ou coisa do tipo
O ruim que não dá para simular isso aqui... e teria que ver no mínimo com um multímetro e se tiver dentro de uma baixa tensão usar um osciloscópio para ver o sinal nas "bases" dos mosfetes e se a tensão está de acordo... daria para delimitar onde está o problema....
Vamos falar sobre a lógica de chaveamento. Durante o Toff, os 2 mosfets do braço são cortados?
Fiz a pergunta porque se trata de carga indutiva, é necessário um caminho para a corrente no Toff. Uma forma de se dar esse caminho é fazer o PWM apenas no mosfet superior do braço selecionado, deixando o inferior do braço selecionado ligado direto enquanto durar a seleção. O traço vermelho mostra o caminho da corrente.
Desculpe mas não entendi nada direito (se é que entendo algo): o que pretendes alimentar ou controlar com isso? Motor? AC? 20KHz? Cadê o 3525? Um esquema completo pode ajudar a entrar eletricamente na sua mente...
Fiz um comentário para PWM, não se aplica ao caso, peço desculpas.
Olhando para o integrado SG3525, ele é recomendado para meia ponte, isso é ponte completa.
Boa tarde Sergio!!!! eu tenho uma boa noticia e uma outra péssima; a boa noticia é que voce tem razao quando mensionou o dobrador de tensão; realmente estava dobrando, pois a tensão do capacitor realmente se soma com a tensão da ponte h; então o que fiz foi tirar o capacitor eletrolitico e deixar apenas o de ceramico mudando seus valores ate que alcance a tensão de alimentaçao, pois estou trabalhando com 20khz, e realmente a tensão de saida baixou; opaaa!!!! beleza!!!! como a tensão baixou para 20vac na saida da ponte, então fui aumentando aos poucos o capacitor, e cheguei a ter 35vac na saida; so que numa dessas brincadeiras esqueci de desligar a carga e queimei meus fets; vou comprar outros mosfets pois estou sem nada aqui; esse caminho logico que voce mostrou acima, esta sendo seguido sim; a logica é que quando os fets da parte baixa da ponte estão ligado, o capacitor que mensionameos se carrega, e quando a parte superior é ligada, o gate da parte supeior é alimentado pela carga que esta acumulada no capacitor; como a frequencia é alta, ele tem que ter um valor reduzido de capacitancia; sem falar que ele ta se transformando em um dobrador de tensão, conforme voce citou; eu nao fiz o esquema no proteus, pois nao tenho muita pratica, mas segue em anexo um esquema para melhor entendimento; Sergio!!!!! obrigado;EDMER.pdf
Olá Isadorra!!!! te agradeço pela atençao, e estou montando uma ponte h para chavear o primario de um trafo que possuo; esse trafo foi feito de fabrica para funcionar com 20khz de frequencia em seu primario;, eu ainda nao fiz o esquema no proteus, mas segue abaixo um rascunho para analise do circuito; como voce pode ter percebido na conversa com o nosso amigo Sergio, eu preciso alimentar minha ponte h com 310 vcc, e a ponte h tem que transformar em 310 vac. o que esta acontecendo, é que inicialmente, antes de alimentar com 310vcc, estou alimentando com uma tensão mais baix primeiro, para ver se esta ok; mas nao esta do jeito que necessito, pois se alimento a ponte h com 24vcc, era para sair 24vac; mas esta saindo o dobro 48vac; se eu alimentar com310vcc vai sair 700vac pra mais; o que o Sergio me explicou referente a dobrador de tensão realmente é verdade; pois abaixei o valor dos capacitores da parte alta (bootstrap) e a tensão começou a cair; mas tive um acidente e quemei meus fets; vou ter que comprar mais para dar continuidade; valeu Isadora!!!!!!
EDMER.pdf
FALA sERGIO!!!!! Pode ser que ele nao sirva para meu circuito, mas no datasheet dele diz que ele nao deixa a largura dos pulsos passar de 50%, para que nao sature o transformador, e alem disso coloquei um tempo morto de 2us para os mosfets se recuperem do desligamento, e nao acionem ao mesmo tempo; te enviei um rascunho, para analise até que eu passe a limpo no protus; nao tenho muito conhecimento;mas caso for necessário eu troco esse sg; eu so preciso chavear esse 4fets para alimentar o trafo. beleza?
agora, Bommu Perneta disse:
Olá Bommu Perneta!! obrigado a todos pelo apoio, estarei te enviando tambem um rascunho que tenho para melhor visualizaçao do circuito; veja a conversa que tive com o Sergio e com a Isadora que voce entenderà melhor a situaçao do problema; segue abaixo o cicuito; valeu!!!!!!
olá! acho que respondi na linha debaixo;
Fala bommu!!!! isso que voce falou tambem faz sentido pois acho que sempre terei uma tensão de controle 12vcc+ a tensão da ponte que retorna para o vs do ir2110; estou utilizando 10r de gate, e talvez esse resistor deva ser de maior valor para limitar esse excesso de tensão no gate de alta da ponte h;como eu tive um acidente, queimei meus fets, terei que comprar outros para dar continuidade aos testes; valeu!!!!
O circuito de força está ok. < não fiz cálculos.
Eu procurei por alto aqui no meu proteus 8.6 e não achei esse IR2110 e nem no Multisim... o que resta então é só datasheet e fazer testes
Esse blog aqui o cara detalha bem mais esse circuito e com os benditos pontos de cruzamento bem definido.
http://tahmidmc.blogspot.com.br/2013/01/using-high-low-side-driver-ir2110-with.html
Nos comentários o cara ensina até como gerar o sinal para controle dessa ponte.
Como, onde está medindo esta V 'dobrada'? Ac ou DC, Com ou sem carga? Penso que há a posibilidade desta ser oriunda do driver que de fato aumenta ela pra ser aplicada ao gate. Ele foi feito pra isso mesmo. Se não, os fets de cima não chaveam.
Pretendes alimentar com isso só o conhecimento ou tem algo digamos... mais sólido? Tens algo contra uma fonte chaveada mais simples? Como disse, é só pra tentar entrar na sua mente.
ok isadora11! voce esta quase entrando na minha mente sim!! mais ainda falta rever as vantagens e desvantagens de mudar a topologia da ponte h; fiz varias pesquisas a respeito, e apesar de possuir 4 mosfet para chavear a ponteh, ela aumenta a vida util dos mosfets, pelo fato de nao ser meia ponte; outra coisa é qeu meu trafo nao possui center tape, e quero utilizar o mesmo, pois ele é de 5kva e ja foi calculado por engenheiros,que ja determinaram a frequencia otima de trabalho 20khz,310vcc no primario, efeito pelicular , e tudo o que ainda nao conheço o que torna para mim uma referencia futura para calculo de transformadores.mas a sua ideia é muito boa pois se voce conhece outra topologia que funcione em um trafo sem center tape, aí sim voce entrou na minha mente;rsrsrsrsr!!! voce perguntou onde estou medindo tensão dobrada, é eem tensão alternada na saida da ponte h, com carga e sem carga, nao muda muito,ela continua dobrando a tensão de saida que vai alimentar o primario do trafo, no caso ele é minha carga; me passaram um esquema que funciona com driver ir 2101, e disseram que funciona com 20khz e a tensão nao dobra na saida; estou aberto para outras opções pois voce possui muito mais conhecimento que eu em eletronica de potencia, e nao posso deixar de ouvir as dicas de nossos amigos do forum, como o sergio e bommu perneta, que tambem estão envolvidos nesse topico; eu estou tentando instalar o sg3525 no proteus para fazer simulaçoes antes da montagem; pois essa brincadeira ta saindo caro pra mim; estou aberto a novas ideias, e quem sabe voce entra na minha mente; valeu isadora!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
fala bommu!!!!! obrigado pelo link, vou estudar com muita atençao pois qualquer informaçao adicional é ouro; assim que ler , e comprar novos componentes estarei postando aqui no clube,ok? a isadora tambem tem uma outra opção de fonte chaveada, para analise, e agradeço muito a todos;
7 horas atrás, EDNER DI SESSA disse:
outra topologia que funcione em um trafo sem center tape
Tenho uma pergunta... eu olhei teu esquema de força tudo bem... mas como você controla a tensão da ponte para ficar em 12, 24 e 40VDC... você usa algum regulador ou você está usando outras fontes com trafos diferentes para fazer o teste?
Eu recomendaria muito... como eu já disse e foi repetido ai em cima que você vai precisar de um osciloscópio para ver se esse tempo morto está mesmo sendo obedecido no sinal dado pelo Ir2110, se tiver sem o tempo morto pode dar curto mesmo e em altas tensões queimar rapidamente. Eu por exemplo fiz uma ponte H sem tempo morto aqui na comunidade e ninguém soube me explicar porque ela não funcionava a cima de 16V ela só funcionava em 12V... e esquentava muito até quase torrar meus mosfetes... então acredito que era esse tempo de chaveamento que não estava de cordo e precisa de um tempo morto para funcionar acima de 12V ou algo do tipo(apesar de que tempo de chaveamento foi citado o povo achava que iria queimar mesmo nos 12V *, mas no real funcionou e levei 10 no trabalho huauhauhauhahu) ^^ mas faltou eu usar um osciloscópio, mas na época os 12V estavam davam para o gasto.
Editado 16 de outubro de 2017 por Bommu Perneta
Faz um favor, publique o circuito de controle ou se possível o circuito completo. Assim poderemos ver se o dead-time está bem configurado, a possibilidade de picos de curto circuito na transição do chaveamento não pode ser desprezada. Esses picos em baixa tensão são suportáveis pela indutância do circuito, mas a medida em que aumenta a tensão isso pode nos levar a valores destrutivos. O SG3525 tem gerador de dead-time embutido mas vai ajudar e muito ver o circuito completo para ver se está sendo bem utilizado. Sobre a potência, aparentemente está correta.
Em 15/10/2017 às 17:02, Bommu Perneta disse:
Olá Bommu!!! estou grato pelo tempo dedicado ao meu problema, e respondendo a sua pergunta referente a alimentaçao da ponte, eu estava alimentado a ponte com uma fonte tx que adaptei varios bornes de saida de 5vcc, 12 vcc e 24vcc, devido ao fato de ainda nao possuir uma fonte variavel;,fora isso tenho uma outra fonte de 40vcc que iniciei a montagem para fazer ela variavel, mas nao terminei a fonte então ela ta com 40vcc fixos, e tenho a fonte de 310vcc ja com filtros, que ate agora nao consegui alimentar minha ponte com essa tensão, devido ao fato que foi mensionado; quanto ao osciloscopio, possuo um de notebook, que nao mede frequencias acima de 20khz, e nao da nem para ver onda quadrada nele, mas posso te enviar uma imagem para analise,quanto ao dead time, tenho certeza que esta com 2us, tempo de recuperaçao dos transistores nao fecharem curto; tanto é veridico, que ja funcionei a ponte h sem nenhum resistor de pull down, e ela nao queima mosfets de jeito nehum; o que aconteceu, foi que fui diminuindo o valor dos capacitores de bootstrap, devido a excelente dica que nosso amigo sergio lemos deu , e ao diminuir o valor deles minha ponte começou a ficar equilibrad, mas ainda estava um pouco abaixo da alimentaçao da ponte, como eu estava com carga na ponte, baixei tanto o capacitor, que chegou uma hora que nao teve nem tensão suficiente para acionar o gate, foi erro meu, e ja comprei novos mosfets, para novamente fazer a montagem, so que dessa vez vou testar sem carga, ou com uma lampada, para nao correr mais o risco de queimar, mas nao foui por falta de tempo morto; eu nao estava mqis queimando mosfets desde que coloquei um resistor de 50r no pino 7 do sg3525 conforme esta no desenho que te enviei; te peço que aguarde a nova montagem, medirei com o osciloscopio, farei mediçoe de gate com multimetro analogico na escala de ac, pois meu osciloscopio é uma porcaria,mede tensão errado; me arrependi de ter comprado; quanto ao proteus, nao consigo instalar o sg para montar um circuito e fazer simulaçoes, o que me ajudaria muito, mas com nao consegui, vai ter que ser na raça;Bommu! obrigado, amanha nao estarei aqui, mas assim que montar te deixo atualizado, ok/ um abraço!!!!
Cara, mas tu só publica a parte de potência do circuito. Quando vai publicar a forma de como montou o SG3525?????????????????
Tá lá seu problema.
OLÁ SERGIO!!!! então, eu nao consigo instalar o sg2535 no proteus, por isso ainda nao passei alimpo no proteus, sem falar que me sairia bem mais barato simular no proteus, mas como nao consegui, estou testando na raça;voce nao recebeu um rascunho em anexo que te enviei?; estarei enviando novamente, e la no rascunho, tem o valor do resistor de dead time 50r, que esta me dando 2us de dead time; tenho um osciloscopio de notebook, que é uma porcaria, nao mede onda quadrada , nem tensão, mas da pra ver um pouco do dead time sim; assim que montar o circuito novamente, comprei hoje os mosfets, estarei te enviando imagens; olha, o dead time ta funcionado sim, pois ja fiz os teste de alime ntar a ponte h com carga, sem os resistores de 1k, pull down, e nao fechou curto em nada; o que aconteceu Sergio, é que de pois de conversarmos a respeito do dobrador de tensão, resolvi por conta propria, culpa minha,abaixar o valor dos capacitores, para tentar diminuir esse dobrador de tensão, e realmente atensao da ponte começoa a cair assim que diminui o volaor deles; cai de 150vcc para 20vcc, então resolvi aumentar um pouco mais o valr, para ver se alcançava os 40vcc que estavam sendo alimentados pela ponte, so que com carga, ao retirar um capacitor, esqueci que estava com carga, e um dos fets da parte alta ficou sem alimentaçao e queimou o outro tambem; sua ideia esta funcionando, mas dessa vez vou tentar sem carga, ou cocar uma lampada, fazer as mediçoes de gate com multimetro analogico em ac; outra cosia que estou em duvidas, ;e que li no datasheet do sg3525 que ele nao deixa o ciclo de trabalh passar de 50% de duty cicle, e eu nao tenho como medir isso, nao tenho nenhum feedback de realimentaçao da tensão de saida; acredito que estou trabalhando com 50% de duty cicle; preciso montar novamente, e foi muito corrido pra mim hoje;segue abaixo o rascunho; valeu!!!!!
Sergio acabei de te enviar o circuito de controle no arquivo edmer pdf, lá esta a montagem do sg3525 com os devidos resistores de rt e cr e dead time de50r, para 2us de tempo morto;mostra ele acionado as entradas hin e lin do ir2110 , os diodos e capacitores de bootstrap, as saidas para a parte alta e baixa da ponte completo; so nao fiz no proteus porque nao consigo encontrar esses componentes para simulaçao; favor olhar o arquivo, que esta em duas paginas,ok; obrigado pelo tempo dedicado ao meu problema;