PWM op basis van een IRFP2907

Er zijn een aantal dingen waar je op moet letten:

Hoe snel kun je de FET schakelen? De gate capaciteit is zo te zien 13nF en moet opgeladen worden, terwijl dat gebeurt heeft de FET niet zijn lage weerstand. Deze transitie levert dus warmte op. Misschien moet je hem koelen.

Daarnaast ga je zo direct die kleine diode opblazen. Het is heel simpel: loopt er 40A door je motor, dan is de piekstroom door je diode ook 40A. Deze moet hier tegen opgewassen zijn.

Dan is er nog de PWM frequentie, die bepaalt in zekere mate de kracht van je motor. Als ik het goed heb levert een hogere frequentie meer kracht op, wat me bij een buitenboordmotor wel gewenst lijkt. Denk dan aan 10-20kHz.

De MOSFET kan volgens het datablad de spanning en stroom aan, dat is al dat. Toch moet je m.i. uitkijken voor de dissipatie: de MOSFET hoort te worden aangestuurd vanuit een lage impedantie, lager dan wat de microcontroller in zijn mars heeft.

Er zou op zijn minst een transistor of MOSFET tussenmoeten, maar het staat me voor dat er ook gespecialiseerde driver-IC's bestaan.

[[edit]] mr.stijntje zegt goeddeels hetzelfde - en ook ik denk dat koelen van de mosfet zeker geen kwaad zal kunnen.

[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op zondag 3 juni 2012 18:27:08 (14%)

Oh, ik vergat nog te melden dat de FET niet goed geschakeld wordt op 5v. Kijk maar in de datasheet op Fig 1. Je zit erg dicht bij de threshold dus het gaat van exemplaar afhangen of de stroom uberhaupt volledig gaat lopen. Je hebt sowieso NIET de kleine R_DS(ON).

Je wilt deze FET eigenlijk met 12v schakelen, die 12v kun je dan weer schakelen met een kleine transistor met de 5v.

Heren!

Allen bedankt voor jullie antwoord. Ik heb wat zitten zoeken naar de zogenoemde mosfet-drivers. Uiteindelijk leek de UC3705 mij wel wat.

Ik heb een bordje gemaakt, van het weekend maar even etsen. Let op! Ik heb een ander component misbruikt voor de TO220-5 footprint.

Allemaal bedankt voor jullie hulp, als ik nog vragen heb dan zal ik ze stellen, anders post ik natuurlijk nog het eindresultaat.

dat lijkt op een pin header (die jp1 en jp2). die gaan dat vermogen nooit verdragen.

Hoe dik zijn je printsporen trouwens? bij 40A moeten die fors zijn.

Ik zie in dit schema overigens ook geen vrijloopdiode meer? doe je die extern (rechtstreeks aan de motor?)?.

Die is wel nodig namelijk

Misschien een idee om twee mosfets te gebruiken, om zowel V+ als gnd te schakelen, en dan een schottky diode van gnd naar + van de motor en van V+ naar - van de motor.
Als je dan nog een flinke elco bij de voeding plaatst kun je wat energie terugwinnen van de motor ipv de vrijloopdiode en wikkelingen warmstoken.

Bedankt voor de reacties.

De diode was ik even vergeten.

De print krijgt wel stevige sporen. 40A is het absolute maximum. Normaliter zal er iets van 10-20 ampère lopen.

De oplossing met twee mosfet's klinkt erg elegant. Echter, ik er nog niet een voorstelling van in mijn hoofd. Ik heb op dit moment één diode liggen, daarom ga ik eerst deze oplossing proberen.

De connectoren die ik nu op de print heb getekend zijn deze:

Volgens de specificaties trekken deze maximaal 10 amp, hier moet ik nog wat anders voor zoeken. Hier was ik van bewust, maar bedankt voor de waarschuwing.

[Bericht gewijzigd door FokkoDriesprong op dinsdag 5 juni 2012 01:19:53 (24%)

Voor 40A is 1 mosfet te weinig.
Diode is veel te klein en ongekoeld.
Koelblok is te klein.
Printsporen zijn te smal.

@bobo1on1: Ja, voor een bootje is synchrone rectificatie middels een tweede mosfet nog wel een goede keus. Scheelt een hoop warmte in de diode.

Lees dit eens door.
http://www.circuitsonline.net/artikelen/view/41

Ik vindt de sporen ook niet echt dik, diode moet de stroom ook goed aan kunnen. En je zal het geheel goed moeten koelen, desnoods geforseerd. Wat voor spanning staat er op pin_1 van de UC3705, als dat 5VDC is schiet je er niet veel mee op. Die kan je beter op een volt of 12 zetten, dan stuur je de fet beter open. Maar dat staat allemaal in het artikel over de fets.

Heren,

Bedankt! Wellicht het verstandig is om direct twee mosfet's te pakken. Hoe ziet dit eruit? Ik kan mij er niet echt een voorstelling bij maken. Wel snap ik nu waarom veel mosfet-drivers twee kanalen hebben

Het IR2104 IC wordt bij Dick Best aangeboden. Het hierin beschreven circuit (typical connection), dat is een opstelling die ik moet toepassen? Wat voor waarde condensator moet erin komen?

Voor de diode ga ik schottky TO220 diodes gebruiker, waarschijnlijk iets van MBR1660 van Dick Best (60v 16a). Kan dit in een voorgestelde opstelling?

volgens mij zoek je inderdaad zo'n soort opstelling. de motor komt dan tussen de 2 fets in.

die diode is trouwens niet sterk genoeg. 16A is ruimschoots minder als 40A.

Er is geloof ik wel een manier om diodes parallel te zetten (met een kleine serieweerstand), maar ik weet niet of dat ook goed gaat werken op deze vermogens

Sporen mogen wel heel wat breder als je 40A erdoorheen wilt trekken zonder dat printbanen heet worden, 35 a 40mm minimaal of breder(ga van 35 um dik koper uit), en dat hoeft alleen bij deel waar 40A doorheen loopt, dus dat deel aan de fet kant, van de motor door de fet naar grond.

Denk dat het wel lastig word met standaard 35um koper printplaatje, denk dat je opzoek moet naar wat dikker koper, of draad.

of je moet er een draad overheen solderen

Ja, dat kan, maar je moet heel goed uitkijken met de layout van dit soort schakelingen.Ik heb er tot schade en schande moeten ondervinden.
Ik heb de L6384 toegepast, die is minder kritisch en de diode is niet nodig.
Verder :ferriet kralen in de gate leidingen van de FET's en de verbindingen tussen driver IC en FET's zo kort mogelijk houden!! <-echt belangrijk.
Hieronder vind je een voorbeeld van een Layout met L6384 ,geheel in SMD.Dit is getest en werkt goed (op 350V in mijn geval).

De te gebruiken buffercondensator is niet zo kritisch,een beetje afhankelijk van de gate capaciteit van de FET.pak maar 220nF das wel goed voor zowat alles.

En nog iets waar ga je de externe 40A voeding/batterij aan het printje hangen? Ik zie daar geen connector voor.

Edit/
Dat is die tweede connector natuurlijk, foutje.

[Bericht gewijzigd door peter79 op dinsdag 5 juni 2012 10:13:14 (22%)

Je kan als diode ook dit gebruiken.
http://nl.rs-online.com/web/p/rectifier/3952601/
Die kan je over je motor aansluiting zetten (direct bij de motor dus, en niet op de print) doe ik ook vaak met zware belastingen werkt prima.

Voor een fet zou je voor zo'n type kunnen gaan, die hoeft niet op een print, die kan je gelijk uit bedraden. Wel vlak bij de print zetten de berdading van de gate moet zo kort mogelijk zijn (dicht bij de driver).
http://nl.rs-online.com/web/p/mosfet/0194243/

40 Ampere is het uiterste. Normaliter zal er rond de 25 ampere doorheen gaan. Ik hou graag wat marge.

De diode is nu 2x20A (40CPQ045). Over de vermogenspaden ga ik draad solderen en een laagje soldeertin (alhoewel dit niet de beste geleider is).

@MC6800, ik ga ferrietkraaltjes voor de gates toepassen.

@Lambiek, bedankt voor de link naar het artikel. Ik was niet berust op het bestaan hiervan. Erg interessant. De FET's die je linkt ga ik niet gebruiken, zijn aardig aan de prijs en ik heb nog IRFP2907 liggen. Het blijft een hobbbyproject. Ze zien er wel meer rigide uit.

Versie v1.3:

Je moet IC2 voeden met V+, niet met 5 volt.
Q2 moet een P-channel mosfet zijn als je die zo wilt gebruiken, of je moet een high side mosfet driver pakken.

Volgens mij zitten de motor en de diodes zo verkeerd aangesloten.

Als je bij het mosfet artikel kijkt bij PRAKTIJK, dan zie je dat er drie verschillende spanningen getekend staan.
V_1 is de spanning voor je controller 5VDC.
V_2 is de spanning voor je driver 12VDC.
V_3 is de spanning voor de belasting in dit geval 24VDC, maar dat kan ook 12VDC zijn natuurlijk. (in jou geval denk)

V_2 is ook de spanning die op de gate komt te staan, 12VDC dus.
Als je de driver met 5VDC voed, dan komt er ook maar 5VDC op de gate te staan en dat is te weinig, of het moet een logic fet zijn, maar dan nog.

En wat wil je nu precies gaan maken, een halve brug of twee fet's parallel. Onder PRAKTIJK staat ook een halve brug schakeling getekend, kijk daar eens naar.

Teken even dikken streep onder de grond pads van die pinnen of pas dat aan in de eigenschappen zodat niet via vier dunnen lijntjes vast zitten aan de grond maar gewoon compleet vast zitten aan de grond.

Heren, de halve brug onder het kopje praktijk (klikbaar):

Dat zijn volgens mij echt twee N-channel fets.

Of zie ik dat verkeerd?

De bedoeling is het efficiënt regelen van een elektrische buitenboordmotor (25amp nominaal, 40 amp max).

Versie (++v):

[Bericht gewijzigd door FokkoDriesprong op dinsdag 5 juni 2012 20:10:10 (10%)

Dat klopt, het zijn twee N_FETS. Maar de driver is een high en low site driver, die heb je nodig om je topfet goed open te sturen. Zo als je kan zien wordt het topfet signaal opgebeurt door de driver, zie links onder. De driver wordt hier met 15VDC gevoed, en de belasting met 30VDC. Hierdoor krijgt de topfet 45VDC op de gate, anders wordt de topfet niet goed open gestuurd.

De motor zit nog steeds verkeerd, die moet met de plus op de bovenste mosfet en met de min op de onderste.

bobo1on1, Lambiek, bedankt voor jullie input. Ik kwam vanavond pas achter het verschil tussen de IR2184 en de IR2104.

Ik heb besloten om de IR2104 te gebruiken, deze wordt ook gebruikt binnen het voorbeeld. Volgens mij heb ik het nu goed. Ik begreep bobo1on1 zijn opmerking pas toen ik de twee datasheets naast elkaar had liggen, subtiele verschillen

Gaat dit schema volgens jullie werken? Ik gebruik nu overal dezelfde voeding van 12-14 volt (accu).