IRF3205 Расчет сопротивления

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

Доброго времени суток !Понимаю что вопрос из разряда простых ,но все-таки гугление привело к разным результатам поэтому спрошу здесь .Подключаю мотор по схеме ниже через IRF3205:

Все бы ничего ,но никак не пойму по какой формуле рассчитываются  2 сопротивления  (R1,R2) .Понимаю что 1 нужен чтоб не пробило пин ардуинки ,а 2 подтягивающий .Но вот как их правильно  рассчитать не догоняю,а ставить на обум да побольше не хочеться.

Характеристики самого мотора :

Номинальное напряжение: 12 В

Номинальная мощность: 10 Вт

Максимальный ток: 3,5 A, 5,0 A

Если не трудно привести где это подробно описано или пример рассчета.Читал тут  если что тут  ,

_http://easyelectronics.ru/upravlenie-moshhnoj-nagruzkoj-postoyannogo-toka-chast-3.html

 

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

5В/,020А=250 Ом минимальное сопротивление R1 лучше умножить на 2-4 (500-1000 Ом)

0,020 А максимальный ток на пин дуньки

R2 нужен только при старте ардуины чтобы от наводок не открывался транзистор, 10-20К пойдет

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

evgta пишет:

5В/,020А=250 Ом минимальное сопротивление R1 лучше умножить на 2-4 (500-1000 Ом)

А при открытии-закрытии проблем не возникнет? Токи все таки большие. При высоких токах пока мало с полевиками работал, иду в режиме сбора информации.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

MakcuMyM, в принципе очень много параметров, которые влияют на выбор ограничительного  резистора, вернее на нужный ток заряда затвора. Но при низких частотах всё сводится к простому - резистор должен быть минимальным что-б рубить ровный прямоугольник, но при этом достаточно большим что-б не перегружать выход М.К. Исходя из рекомендуемого макс. тока выхода М.К. 40мА -120 Ом будет в самый раз. Можно конечно и больше, смотрю evgta советует до 1кОм, но это только если малый коммутируемый ток.  На больших токах с килоомом в затворе мосфет превратится в кипятильник. Стягивающий резистор должен как можно меньше оказывать эффект делителя напряжения. Т.е. быть минимум в сто раз больше ограничительного.  т.е. для R1 -120 Ом  R2 - 10..100 кОм 

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

Тут скорее проблемы будут в низком напряжении на затворе что вызовет неполное открывание транзистора и его нагрев.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

MakcuMyM, ни один из этих резисторов не подключается непосредственно к мотору, поэтому использовать характеристики мотора для их расчета невозможно.

Общие соображения вкратце изложил evgta, и в целом этими оценками можно пользоваться, но можно рассчитать и чуть более подробно.

Берем дэйташит на полевик и смотрим у него входную емкость. Далее сравниваем характерное время переключения* с постоянной времени цепи, состоящей из R1 и входной емкости...

* в качестве характерного времени переключения я бы рассматривал интервал времени равный одной единице изменения ШИМ. Если ШИМ работает на частоте 490 Гц и имеет 256 единиц переключения, значит, характерное время равно 1000000/490/256=8 мкс.

... если характерное время переключения более чем на порядок превышает постоянную времени - успокаиваемся и следуем рекомендациям, изложенным evgta. Если запас меньше, но порядки совпадают (т.е. время переключения и постоянная времени имеют один порядок), то расчет усложняется, т.к. при таком режиме единицы ШИМ уже будут выдерживаться с погрешностью, а рассеиваемая на ключевом элементе мощность резко возрастет, т.к он будет работать уже не в ключевом, а в линейном режиме. В общем, можно попытаться уменьшимть запас, приведенный evgta, и пересчитать для R1=100 Ом.

Если и это не поможет, необходимо добавлять в схему дополнительный усилитель тока между выходом "Дуньки" и входом полевика.

Если я правильно посчитал, то:

входная емкость = 3200 пФ, при R1=1кОм постоянная времени равна 3.2*10^-9*1.0*10^3=3.2мкс. Т.е. соотношение явно меньше, чем хотелось бы. 200 Ом - будет где-то на пределе по временным характеристикам, а 100 Ом - ведет к некоторой перегрузке выхода Ардуины. Так что в этом диапазоне 100-200 Ом и следует брать резистор. 

По поводу R2 можно сказать, что он не должен препятствовать тому, чтобы практически весь ток от R1 шел на зарядку входной емкости, а не через R2. Я бы выбрал соотношение резисторов в 2 порядка (100 раз), т.е. для скорректированных величин R1 (а не тех, о котороых пишет evgta) оценки последнего попадают в самую точку. Если же ШИМ предполагается более низкочастотным, и R1 выбирать по рекомендациям evgta, то R2 я бы увеличил до 50-100 кОм.

 

PS. Ну вот, пока писал объемный пост, dimax уже привел уточненные оценки.

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

evgta пишет:
Тут скорее проблемы будут в низком напряжении на затворе что вызовет неполное открывание транзистора и его нагрев.

А если  добавить оптопару (tlp621) ,это более правильный вариант?

 

P.S Народ всем спасибо за ответы ,просто в этих мосфетах только начал разбираться ,а везде написано  заумно ,черт ногу сломит .Если где туплю не серчайте .

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

С оптроном всегда лучше, чем без оного 

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

Более правильный вариант- это драйвер мосфета (полумоста).

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

https://www.chipdip.ru/product/tc4420cpa

Вот это вот поставить. Обвязки - никакой, конденсатор 104 (т.е. 0.1 мкФ) на питание. Это правда ГОРАЗДО лучше, чем городить что-то из рассыпухи. Много раз проверено. Если есть маньякальное желание гальванической развязки (типичная паранойя новичка) - то оптопару перед ней поставьте.

Эта микросхема мной выбрана, как менее капризная из всех драйверов нижнего плеча. Можете сами выбрать или послушать моего совета. Драйвера от IR - часто выгорают при отпадении питания. Эта микросхема - неубиваемая.

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

wdrakula пишет:

https://www.chipdip.ru/product/tc4420cpa

Вот это вот поставить. Обвязки - никакой, конденсатор 104 (т.е. 0.1 мкФ) на питание. Это правда ГОРАЗДО лучше, чем городить что-то из рассыпухи. Много раз проверено. Если есть маньякальное желание гальванической развязки (типичная паранойя новичка) - то оптопару перед ней поставьте.

Эта микросхема мной выбрана, как менее капризная из всех драйверов нижнего плеча. Можете сами выбрать или послушать моего совета. Драйвера от IR - часто выгорают при отпадении питания. Эта микросхема - неубиваемая.

Уважаемый wdrakula не могли бы привести или показать схему подключения .Беглый взгляд по гуглу ничего не дал .Я и сам понимаю что даже проще с али заказать готовое ,но это время пока придет .Да и к тому же если все готовое заказывать где развитие :)

UDP :Походу наврал : 

wdrakula
wdrakula аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.03.2016

"Святой Закрывающий Резистор" между гейтом и сорсом - 10-100К. Он нужен для того, чтобы мосфет не открывался, пока выход драйвера в неопределенном - "высокоомном" состоянии. Маньяки ставят защитные 2-10 Ом на гейт, но для 3205 это не актуально, хотя лучше сразу учиться хорошему, ибо плохо - оно само потом получится.

Защитный резистор в гейт считают так:

Напряжение питания драйвера -делить на- Макситмальный пиковый выходной ток = 12/6 (в твоем случае) = 2 Ом.

То есть можешь поставить 2 Ома ;)....если найдешь. (Хинт: 10 Ом вполне нормально.)

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Зачем могло потребоваться коммутировать пятиамперную нагрузку стоамперным ключом? Если взять мосфет полегче, да логического уровня, то и управлять им прямо с ноги ардуин сильно сподручнее будет.

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

a5021 пишет:

Зачем могло потребоваться коммутировать пятиамперную нагрузку стоамперным ключом? Если взять мосфет полегче, да логического уровня, то и управлять им прямо с ноги ардуин сильно сподручнее будет.

Наличием энного в местном магазине радиодеталий .А если уж заказывать  с китая ,то проще купить готовый модуль ,поэтому исходя из того что имеем из того и мастерим :) .

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Не улавливаю, о каких модулях речь, но для вашей задачи отлично бы подошли, скажем, AO3404 -- пятиамперные мосфеты в корпусе SOT23, каковые на али торгуют по пять рублей штучка, при покупке десятком. Без всяких геморроев с драйверами и рассчетами.

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

a5021 пишет:

Не улавливаю, о каких модулях речь, но для вашей задачи отлично бы подошли, скажем, AO3404 -- пятиамперные мосфеты в корпусе SOT23, каковые на али торгуют по пять рублей штучка, при покупке десятком. Без всяких геморроев с драйверами и рассчетами.

Наврятли хочу подключить мотор на подобие 

У них стартовый более  5А насколько мне известно .Изначально планировал сделать Н мост на мосфетах ,но моего знания пока что недостаточно чтоб бы правильно подобрать  все компоненты так начал с самого начала.

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

мосфеты и драйвера с ним можно со старых  материнских плат отковырять

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

MakcuMyM пишет:
Наврятли хочу подключить мотор на подобие

В инженерных расчетах понятие "навряд ли" не употребляется.

Цитата:
У них стартовый более  5А насколько мне известно.

Пусть вам также станет известно, что импульсный ток AO3404 равен 20 амперам. Если этого мало, можно взять AO3404 с буквой A, у которого импульсный ток 64А.

Penni
Penni аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.01.2015

И какая мощьность будет выделяться на сот23 при сопротивлении перехода в открытом состоянии 0.03 ома и токе 5А? 0.75Вт? Не многовато для такого корпуса? Хоть в даташине и пишут что 1.2 Ватта

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Тепловое сопротивление кристалл->окр.среда в даташите указано, как 100град/вт для установившегося режима, при монтаже мосфета на плату из FR4 площадью 1кв.дюйм. Данную величину следует воспринимать так: при рассеивании 1 ватта мощности на мосфете, тепература кристалла будет на 100 градусов выше температуры окружающей среды.

Если для обсуждаемого здесь случая рассеиваемая мосфетом мощность равняется 0.75Вт, то и температура кристалла будет выше температуры окружающей среды на 75 градусов. Не сказать, что это незначительный нагрев, но и до максимальных значений далеко еще.

Помимо прочего, мне не совсем понятно, как сочетаются 10вт номинальной мощности двигателя, указанных в первом сообщении и ток в 5А при рабочем напряжении 12в.  12 * 5 будет равняться шестидесяти ваттам, а не десяти. Кому верить?

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

[quote=MakcuMyM]

но моего знания пока что недостаточно чтоб бы правильно подобрать  все компоненты так начал с самого начала.

[/quote

можно делать не Н мост а на 2 релюхах

правда в такой схеме режим электрического тормоза неполучается, если обмотками реле управлять раздельно то можно и тормоз сделать

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Кто-ж так рисует то ????????

Как криво нарисуете так криво и работать будет.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Да, от зеленого рисунка у меня аж скулы свело. :)

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

мой рисунок- мои правила))), но картинка ведь правильная

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

a5021 пишет:

Помимо прочего, мне не совсем понятно, как сочетаются 10вт номинальной мощности двигателя, указанных в первом сообщении и ток в 5А при рабочем напряжении 12в.  12 * 5 будет равняться шестидесяти ваттам, а не десяти. Кому верить?

В интернете характеристики дают такие:

_https://avtopasker.ru/goods/14666.htm

_http://www.autoopt.ru/catalog/007108-motor_reduktor_stekloochistitelja_vaz_2108_m_2141_gaz_2410_kzaje/

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

этот мотор 2-х скоростной 3,5А и 5А имеется ввиду для застопоренного якоря, а 10Вт  при работе дворников

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Разобрался. 10вт -- как они пишут -- это номинальная механическая мощность на валу. Редуктор двухскоростной. На первой скорости потребление мотора 3,5А, на второй 5А. Примечательно, что выбор скорости осуществляется коммутацией обмоток ротора. Из двигателя выходят три провода -- один общий, другой отвечает за первую скорость, последний за вторую. Если необходимо использовать обе скорости для вращения в обоих направлениях, то простым H-мостом тут не обойтись. Придется собирать мост из трех половинок.

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

двухскоростной мотор а не редуктор.

зачем использовать обе скорости когда есть мосфет который управляется ШИМ?

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

evgta пишет:

можно делать не Н мост а на 2 релюхах

правда в такой схеме режим электрического тормоза неполучается, если обмотками реле управлять раздельно то можно и тормоз сделать

Спс за схему может дествительно сделать на реле . Вопрос в этой схеме можно использовать любые NPN транзисторы с логическим уровнем ? (извеняюсь если неправильно выразился )

 

trembo пишет:

Кто-ж так рисует то ????????

Как криво нарисуете так криво и работать будет.

Тоже премного благодарен .

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

непонятно, если надо управлять оборотами тогда нужен мосфет, можно конечно и биполярник tip142 применить, но он будет сильно греться и потребуется его охлаждение

если ненадо управлять оборотами тогда схема другая будет.

у биполярных транзисторов(NPN) нет управления по напряжению (логических уровней т.е напряжение открытия менее 5В) , они управляются по току.

если управлять катушками реле то подойдет любой NPN с макс током больше чем у реле.

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

В общем сварганил схему на 3205  все работает ,но транс греется как и писали выше ( видимо открытие очень мало ).Хотя поставил на него алюминевый радиатор .Зашел в местный магазин из того что писали выше нефига нету ) поэтому взял irl3103 (у него судя по даташиту открытие просиходит при 2.7 в,если я правильно понял  )

 

 

.Будем делать из него ну и чтоб не мучится взял  с али http://qoo.by/3PbB .Ну а пока это дело идет буду дальше издеваться над мосфетами и искать сдохшие материнки )

Конструктор
Offline
Зарегистрирован: 02.01.2017

Правильнее поставить драйвер, например IR2101 или IR2104. На больших токах и частотах полевиком нужно управлять качественно.

Я делал плавный розжиг дальнего света - тестил на Ардуине Нано, а в плату потом поставил ATtiny13. Одним транзистором разжигал две спирали 55+60. Полевики брал с низким падением напряжения.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

MakcuMyM пишет:

В общем сварганил схему на 3205  все работает ,но транс греется как и писали выше ( видимо открытие очень мало ).Хотя поставил на него алюминевый радиатор .Зашел в местный магазин из того что писали выше нефига нету ) поэтому взял irl3103 (у него судя по даташиту открытие просиходит при 2.7 в,если я правильно понял  )

Пока вы не начнете задумываться над тем, что и зачем вы делаете, неудачи будут продолжать преследовать вас.

Чем мощнее мосфет, тем существенней требования к управлению затвором. Какой злой рок вас опять толкнул купить 64А мосфет для управления 5А нагрузкой? Что за дикие перезаклады?

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

a5021 пишет:

Пока вы не начнете задумываться над тем, что и зачем вы делаете, неудачи будут продолжать преследовать вас.

Чем мощнее мосфет, тем существенней требования к управлению затвором. Какой злой рок вас опять толкнул купить 64А мосфет для управления 5А нагрузкой? Что за дикие перезаклады?

a5021 я все прекрасно понимаю ,но как и писал выше что  наличие энных нету в местном магазине :) Я  понимаю это напоминает забивание гвоздей микроскопом .

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

попробуйте дарлингтон TIP142 c с резистором в базе на 470 Ом желательно в корпусе TO-247, если небудет то ТО-218, может и небудет сильно греться, но думаю кто-нибудь рассчитает его нагрев  :)))

этот транзистор дешево стоит и обычно везде есть

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

У биполяра, в большинстве случаев, причин греться больше, чем у мосфета. Тем более у дарлингтона.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

Подскажита, а в каких режимах сие устройство должно функционировать??? Оно вообще ШИМиться будет или нужен выключатель.... может я где в тексте пропустил ответ, тогда извиняюсь...

UPD

да и схему в посте 10 перепроверить нужно, там питание логики и драйвера в куче, можно и спалить ненароком....

MakcuMyM
MakcuMyM аватар
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2017

Гриша пишет:

Подскажита, а в каких режимах сие устройство должно функционировать??? Оно вообще ШИМиться будет или нужен выключатель.... может я где в тексте пропустил ответ, тогда извиняюсь...

UPD

да и схему в посте 10 перепроверить нужно, там питание логики и драйвера в куче, можно и спалить ненароком....

Шимится оно с джостиков  если я вас правильно понял .Ну пока делаю только в 1 сторону,так как знаний как писал вше недостаточно  . Погуглил тут  по теме Н моста ,тем куча но 1 то нерабочая ,другая проблема с шим сигналом и т.д и т.п .Так же все темы которые тут заканчиваются тем что типа не стал запариваться купил . 

P.S вот нашел 1 мост кстати _https://byabyachka.com/h-most-do-10a/

P.S.S  Знающий народ подскажите ,что  мост действительно так сложно сделать с заданными характеристиками ,что проще его купить ?

 

evgta пишет:

попробуйте дарлингтон TIP142 c с резистором в базе на 470 Ом желательно в корпусе TO-247, если небудет то ТО-218, может и небудет сильно греться, но думаю кто-нибудь рассчитает его нагрев  :)))

этот транзистор дешево стоит и обычно везде есть

Нашел схему  на этом транзисторе 

 

Ну тут я как понимаю нет защиты от одновременной подачи 2х сигналов .

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

так если шимить надо, сделать для начала лучше на 2-х реле одногрупных(или одном 2-х групном) и 1 транзисторе. 

схемы давали, и попробовать либо irl3103 коль есть, либо TIP142 но на него радиатор вешать придется.

да и управлять схемой с релюхами проще, один пин будет для смены направления а другой для шима

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

MakcuMyM пишет:
Знающий народ подскажите ,что  мост действительно так сложно сделать с заданными характеристиками ,что проще его купить ?

Когда умеешь -- это не так и сложно. Но точно проще будет купить, когда не умеешь и изучать не хочешь. А вообще, эту тему на форуме время от времени поднимают и обсуждают. Можно здесь, например, почитать.

Sidorchuk
Offline
Зарегистрирован: 22.07.2016

a5021 пишет:

 Можно здесь, например, почитать.

отсылает к началу этой же темы. Так и задумано)?

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

Извините, что-то пошло не так. Вот правильная ссылка.

Sidorchuk
Offline
Зарегистрирован: 22.07.2016

Гриша пишет:

да и схему в посте 10 перепроверить нужно, там питание логики и драйвера в куче, можно и спалить ненароком....

Подскажите, а как грамотно организовать питание?

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

Sidorchuk пишет:

Гриша пишет:

да и схему в посте 10 перепроверить нужно, там питание логики и драйвера в куче, можно и спалить ненароком....

Подскажите, а как грамотно организовать питание?

Нормально там все, посмотрел даташит ТС4420. Не помню где встречал микросхему с двумя питаниями - для логики и драйверной части отдельно, вот и усомнился увидев два входа для VDD. Только не стоит перенапрягать затвор выбранного полевика. В авто напруга до 15В от генератора, на эту цифру и следует ориентироваться если схема для авто.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

MakcuMyM пишет:

P.S.S  Знающий народ подскажите ,что  мост действительно так сложно сделать с заданными характеристиками ,что проще его купить ?

вот смотрите сами, первый попавшийся на али, посмотрите конструктив. Тут дело в "интересе", мне интересно, это мое хобби, я бы сам собрал - получится немного дороже.

вот и решайте - поковырять али, или вникать и учиться...

UPD запрос:    H-мост или h-bridge

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

MakcuMyM пишет:

 

Нашел схему  на этом транзисторе 

 

 

Ну тут я как понимаю нет защиты от одновременной подачи 2х сигналов .

хуже: тут нет защиты от самоиндукции.

а от одновременной подачи упр. сигналов несложно в программе защиту поставить.

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

В TIP142 встроенный диод, и без проблем только с резистором на базе и радиатором, вентилятор от девятки жигулей крутил шимом несколько лет.

arduino328
Offline
Зарегистрирован: 01.09.2016

Раз уж в данной теме идёт похожее обсуждение, то не стал создавать новую и решил задать вопрос здесь.

Кто знает, какие полевики (желательно с хорошим током) полностью открываются при 3,3 В?

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

А какая сложность зайти на сайт любого производителя мосфетов и с использованием диалоговых форм подобрать необходимое?

evgta
Offline
Зарегистрирован: 02.09.2016

arduino328 пишет:

Раз уж в данной теме идёт похожее обсуждение, то не стал создавать новую и решил задать вопрос здесь.

Кто знает, какие полевики (желательно с хорошим током) полностью открываются при 3,3 В?

Тут же уже обсуждали что без драйвера нет смысла использовать полевики, т.к при тех токах какие может выдать дуина на затвор (у которого есть определенная ёмкость) получаетсяизкая частота ШИМ и надо использовать драйвер, и здесь уже становится неважно какое напряжение открытия транзистора.

А поэтому либо с драйвером полевик, либо драйвер Н-моста для мотора с управлением логическими уровнями.

a5021
Offline
Зарегистрирован: 07.07.2013

evgta пишет:
Тут же уже обсуждали что без драйвера нет смысла использовать полевики, т.к при тех токах какие может выдать дуина на затвор (у которого есть определенная ёмкость) получаетсяизкая частота ШИМ и надо использовать драйвер, и здесь уже становится неважно какое напряжение открытия транзистора. А поэтому либо с драйвером полевик, либо драйвер Н-моста для мотора с управлением логическими уровнями.

Вот давайте только без этих нездоровых сенсаций. В теме "Драйвер мотора для робота", ссылку на которую я приводил выше, опробованы драйвера, где затворами рулят микрухи 74-ой серии, у которых нагрузочная способность по выходу еще ниже, чем у ардуины. И ничего, десятки килогерц ШИМ-а на мостовой схеме никого и никаким образом не напрягают.