Управление мощностью нагрузки

ifkbhit
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2017

Добрый день, есть нагрузка(нагревательный элемент) 20В - 400W. Пытаюсь управлять ее мощностью через мосфет IRLB3034.

Подключил плюс источника к плюсу нагрзки. Минус нагрузки к подключил к стоку транзистора, исток подключил к минусу источника. Затвор через резистор в 100Ом к 10 пину ардуины. Так же минус источниика к GND ардуины. Сама ардуины питается от USB.

 

Пытаюсь упрпавлять таким вот сктечем, подавая 200вт(как я думаю)

#include<Wire.h>
#define MOSFET 10


void setup() {
  pinMode(MOSFET, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  analogWrite(MOSFET, 0);
}

int getPwmByWatt(int watt){
  return map(watt, 0, 400, 0, 255);  
}


void loop() {
  analogWrite(MOSFET, getPwmByWatt(200));
  delay(100);  
}

При этом нагрузка даже не нагреватеся, ток не потребляет. В чем может быть проблема? 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 25.05.2015

UPD.

Виноват.

Ппорбуйте для разминки в строке 17 вторым параметром 255 и посмотрите на напряжение между затвором и истоком

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Подайте на затвор 5 Вольт.
Если не греет:
1. У вас точно двадцатиамперный блок питания?
2. Напряжение сток-исток до подачи 20 Вольт, а после равно нулю? Да?
3. Поставьте на затвор светодиод ( с резистором)
Замените ваш кипятильник на две лампочки 12 вольтовые, так будет сразу виден результат.

ifkbhit
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2017

Оказалось, что БП столько не выдает. Взял другой нагреватель на 8в 100вт и запитал от двух li-ion. Они точно тянут большие токи.

И так, все снова подключил, перепаял соеденения и нагрузка стала греться, но появились следующие проблемы.

1) начиния где то с 150 нагрузка включается, но почти сразу выключается. Напряжение подскаквает и потом уходит почти в 0

Например для 200 напряжение подскакивает до 3.4 на секунду, для 255 до 4.1, так же на секунду, а потом падает в 0

2)Писк ардуино на низких значенииях от 1 до 100

Ладно с ним с писком, но вот мосфет открывается только на половину, и то не правильно.

Как решить теперь эти проблемы?

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 25.05.2015

Вместо резистора 100 ом в затворе поставьте минимум 130, а лучше 200. И уменьгшиет частоту ШИМ - зачем Вам такая большая? Уменьшите ... да хоть до 1 Гц. Посмотрим, поможет ли. Если не поможет, будем смотреть дальше. Кстати, писк-то уйдёт точно :)

ifkbhit
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2017

Идея ж сама такова, в зависимости от ШИМ сигнала 0..255 регулировать напряжение на нагрузке 0..MAX

Либо я не очень понимаю про частоту ШИМ. При резисторе на 200Ом, такой же результат

zilk
Offline
Зарегистрирован: 09.08.2017

Невозможно управлять таким мосфетом напрямую от порта ардуины!

Посмотрите на его емкость затвора - тут нужен 2-х амперный драйвер, как минимум....

ifkbhit
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2017

Не очень понимаю, в чем проблема

zilk
Offline
Зарегистрирован: 09.08.2017

ifkbhit пишет:
Не очень понимаю, в чем проблема

Проблема в том, что для переключения такого тяжелого затвора потребуется ток в импульсе, измеряющийся АМПЕРАМИ, а порт ардуины выдает миллиамер 40 максимум. А если его еще и через 200 ом подключать - так это вообще жесть, емкость затвора 10 нанофарад...  :)

 

PS Напрямую с ноги ардуины сможете управлять разве что клопиком типа IRLML6244, пару ампер нагрузки он потянет... :)

ifkbhit
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2017

А как вариант взять ещё один транзистор и им с источника открывать мосфет?

zilk
Offline
Зарегистрирован: 09.08.2017

5-ти вольтовый драйвер для мосфета это нетривиальная задача, применяют иногда аналоговый ключ TS5A3159, если он не тянет, то тогда только собирать на рассыпухе, 3 транзистора минимум...

 

PS Идеальный вариант - взять драйвер IR4427, запитать его от промежуточного стабилизатора (максимум питания 20 В) и запараллелить оба его канала. Эта штука раскачает любой мосфет... :)

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 25.05.2015

ifkbhit, как вариант - уменьшить частоту шим. Почему Вы игнорируете?

Я же Вам сказал, поставьте резистор 130-200 ом, и уменьшите частоту шим до 1 Гц. И скажите помогло или нет.

Если не поможет будем дальше смотреть (сделаем драйвер для Вашего полевого транзистора). 

Если не будете делать, что говорят, будете делать сами. Заставлять Вас я не нанимался.

com
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013
 

имхо, c одним ssr работать проще, чем к мощному мосфету драйвера искать/делать

а если достаточно 100 вт и не подходит IRLB3034, то можно взять что-то типа irf630, замечательно рулится напрямую с мк

ЕвгенийП, а зачем частоту шим уменьшать, у него же постоянка

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 25.05.2015

com пишет:

ЕвгенийП, а зачем частоту шим уменьшать, у него же постоянка

Чтобы проверить почему транзистор не открывается. Не хватает чего-то или попросту не успевает. На самом деле, проще не уменьшать, а просто подать постоянный высокий уровень и посмотреть как откроется. Если нормально, - значит, скорее всего, от шима просто не успевает и нужно либо уменьшать частоту, либо увеличивать ток при открытии.

com
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

не верю. не может он не успевать. стандартный шим 490 гц - это вагон времени. и 100 ом на затвор, или 130, или 200 - разницы нет.

я бы поставил на то, что срабатывает защита самого бп. если при малом duty все работает, а при увеличении получаются проблемы. 12.5а, все-таки. проверяется на раз-два. нагреватель надо подключить к бп напрямую, минуя всякие ардуины/мосфеты, и пусть он хотя бы минуту погреется.

 

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 25.05.2015

Может быть. Но случай, что не успевал у меня был. Как раз транзистор был с большой ёмкостью затвора. Ок как бы подвисал в полуоткрытом состоянии. Убрал шим, сделал "ручками" нечто вроде шима с периодом в 10 секунд (там нагреватель был, можно было и больше) и всё стало нормально работать.

com
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

ЕвгенийП пишет:

Может быть. Но случай, что не успевал у меня был. Как раз транзистор был с большой ёмкостью затвора.

с насколько большой?

 

 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Онлайн
Зарегистрирован: 25.05.2015

Не помню, два года назад было.

com
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013
 

ну если попытаться на пальцах...

заряжаем через 100 ом емкость 0,01 мкф (емкость затвора у мосфета тс), постоянная rc будет 0, 001 мсек. по канонам надо брать 5rc, т.е мосфет способен открыться за 5 микросекунд. не знаю, за сколько он закрывается, допустим за столько же. т.е. этот сферический мосфет в вакууме способен дергаться туда-сюда с частотой 100 кгц. опытные собаководы говорят, что время отпирания-запирания должно быть раз в 20 меньше, чем длительность периода, иначе мосфет будет работать в полулинейном режиме с потерями и перегревом. значит для нас 5 кгц - предельная частота. имеем десятикратный запас. как я и говорил, вагон времени. и даже еще больше, этот мосфет от 1 вольта открывается.

даже если увеличим резистор до 200 ом, ток будет 25ма - откуда страшные амперы на переключение, а, zilk?

поправьте меня, если не прав

 

 

ifkbhit
Offline
Зарегистрирован: 24.04.2017

При подаче напрямую на затвор все работает хорошо, порылся в интеренете в поисках как сделать без МК. Выбор пал на ne555.

Схему собрал вот такую:

Все равно транзистор не открыватеся полностью, при 8вольтах максимум на 3.4

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

Вот и выросло поколение которое не знает про КТ827.....

Kakmyc
Offline
Зарегистрирован: 15.01.2018

trembo пишет:
Вот и выросло поколение которое не знает про КТ827.....

Я вот знаю, но в следующий раз когда вылетит раскачивающая цепь на прошивочный станок, заменю их все (4шт) на один igbt 200а. И забуду как страшный сон.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

ifkbhit пишет:

При подаче напрямую на затвор все работает хорошо, порылся в интеренете в поисках как сделать без МК. Выбор пал на ne555.

Схему собрал вот такую:

Все равно транзистор не открыватеся полностью, при 8вольтах максимум на 3.4

Блин, ну что за тупизм? Если "при подаче напрямую на затвор все работает хорошо" - то очевидно, что проблема не в ардуине, а в кривом коде или в монтаже.

ТC,  почему вы упорно игнорируете предложение сделать "ШИМ вручную" с частотй 1 -10 Гц -  ведь это же самое простое, что приходит в голову. Нет, вместо этого надо городить таймер на 555...