Tận dụng 555 để làm driver cho MOSFET.

[trinhquy]

Mình nghĩ mạch cầu H là không thể thiếu được đối với các bạn sinh viên làm robot, hiện nay có rất nhiều bạn sinh viên ở các trường đại học vẫn còn gặp khó khăn trong vấn đề này . Vậy mời các bạn hãy cùng tìm hiểu và đánh giá , để phổ biến mạch này cho tất cả các em sinh viên khóa sau.

[thaithutrang]

Nhưng nếu bạn thiết kế gặp từng cặp kênh p-kênh n thì có lẽ sẽ tối ưu hơn? nhưng cách trên sẽ có lợi điểm riêng vì dùng kênh n thường có Ron bé hơn kênh p

[trinhquy]

Bạn nói đúng, trên robot có rất nhiều động cơ nên sử dụng mạch trên sẽ rất phức tạp. Nhưng quan trọng là, nếu bạn nào muốn điều chỉnh tốc độ động cơ theo phương pháp điều chế PWM, chắc chắn sẽ rất cần mạch lái MOSFET. Mình nghĩ, nếu tần số điều chế không quá 10KHz sơ đồ trên là phù hợp (bởi vì giá không đắt và thời gian kích đóng nhanh...)

[trinhquy]

xin lỗi, mình đính chính lại nhận xét về mạch lái dùng timer555 của bạn CHIBANG. Mới quan sát mình nghĩ 555 có những cấu tạo gần giống mạch lái mosfet, nhưng tìm hiểu thêm mình nhận thấy mạch không có cấu trúc kiểu totem-pole. Ban đầu mô phỏng , thấy kết quả rất đẹp nhưng do mình mắc một sai sót nhỏ. Mình load lên đây ,các bạn xem và giải quyết tiếp xem tại sao lại như vậy?

[thaithutrang]

Em post lại sơ đồ và kết quả mô phỏng của anh chinhquy để mọi người cùng tham khảo(anh ChinhQuy có thể post từng file ảnh(kiểu *.JPEG hoặc *.GIF) thì hình ảnh sẽ hiện ra

[CHIBANG]

Em ko quen xài mô phỏng lắm,bác nói kỹ hơn được ko? cấu trúc kiểu"cấu trúc kiểu totem-pole"là gì nhỉ?

[opendoor2507]

dùng 555 làm schmitt trigger!

Dùng 555 làm schmitt trigger, có nhiều ưu điểm như:
- Trở kháng lối vào lớn ---> dòng vào nhỏ
- Lối ra có thể sink/source =200mA
- Do có đặc tính trễ (đây là đặc tính căn bản của bất kỳ schmitt trigger nào) nên có thể tránh được nhiễu lối vào. Nếu lối vào có nhiễu, hoặc xung lối vào không được dốc lắm, sau khi qua schmitt trigger ta có được lối ra là xung vuông đẹp, dốc lớn.

Tuy nhiên khi dùng 555 làm schmitt trigger ta cần lưu ý mấy điểm sau:
- Dạng xung lối ra là nghịch đảo của lối vào (invert). Cho nên Pulse-Width của lối ra chính là Time-off của lối vào.
- 555 phát hiện ngưỡng trên và ngưỡng dưới của lối vào thông qua chân 2 (trigger) và chân 6 (threshold). Hai ngưỡng này có giá trị là V_trigger = (1/3)*Vs và V_threshold = (2/3)*Vs.
Khi: lối vào < (1/3)Vs thì lối ra ở mức cao, ~Vs.
Khi: lối vào > (2/3)Vs thì lối ra ở mức thấp, ~0.
Khi: (1/3)Vs < lối vào < (2/3)Vs lối ra sẽ giữ nguyên trạng thái hiện tại (đây chính là đặc tính nhớ của Schmitt trigger). Đặc tính này được tận dụng để làm đẹp xung và loại nhiễu. Nhưng cũng chính vì thế nếu các bạn dùng Vs=12V để nuôi 555, thì lối vào phải có biên độ lớn hơn 8V (=12V*2/3). Như vậy không thể dùng mức TTL làm lối vào. Nếu dùng TTL PWM input như các bạn đã nói trên, lối ra của 555 (chân số 3) luôn ở mức 12V --> MosFet luôn dẫn ---> Tải bốc khói.

Các bạn có thể xem lại sơ đồ khối của 555 (post phía dưới) để check lại lập luận bên trên của mình.

Cám ơn bạn Trinhquy đã lưu tâm đến vấn đề này, làm cho mình nghĩ lại nếu không chính mình cũng nhầm vì cho rằng phương án nêu trên không có vấn đề gì. Mình đã xem mạch của bạn, và đã chạy simulink rồi, những kết luận trên của mình hoàn hợp với kết quả simulink. Bạn Trinhquy nên thay đổi lại biên độ của máy phát xung, tăng nó lên trên 8V (mình thử với 8.1V). Nếu vẫn có hiện tượng phẳng lỳ sau 1ms thì có thể là do bạn đặt Step Time trong Analyses Setup quá lớn, với tần số của máy phát xung như bạn chọn (20Khz) thì nên đặt Step Time là 1uS.

[CHIBANG]

Haha... nhiều vấn đề đây, để 11h đêm nay sẽ tiếp bài của bác. Hỏi nhỏ tý, lâu quên mất, đỡ phải search về triger RS.
R=0,S=0--->Giữ nguyên trạng thái
R=1,S=0--->lối ra =0
R=0,S=1--->lối ra =1;
R=1,S=1---->trạng thái cấm;
Vậy có đúng ko bà con ? confirm tui cái

[opendoor2507]

&quot;Totem Pole Output&quot;

Em ko quen xài mô phỏng lắm,bác nói kỹ hơn được ko? cấu trúc kiểu"cấu trúc kiểu totem-pole"là gì nhỉ?

Mạch totem-pole bao gồm 2 transistors cùng loại mắc kểu đẩy kéo, khác với mạch lối ra kiểu bù dùng một cặp trans khác loại (NPN cặp với PNP hoặc n-channel cặp với p-channel). Thế mức cao VoH của totem-pole thấp hơn Vdd. Thường thì VoH trong khoảng từ 3.5V đến 4.0V với Vdd=5V, nó làm cho trễ lúc lên và lúc xuống đối xứng hơn. Nhược điểm của totem pole là có thế ra chỉ cao cỡ 3-4 volt; do đó nó không phải là lựa chọn tốt để làm tầng đệm cho các FPGA (như trong mạch dưới).

[CHIBANG]

Nhớ ko nhầm thì mức cao của 555 là = Nguồn -0.7V thì phải. Điện áp này ko ảnh hưởng đến việc điều khiển MOSFET. Bởi thế giải pháp dùng 555 hợp lý.
Nhưng sơ đồ tại hạ có post ở đầu thì ko thể tương TTL vào thẳng lối vào được. Cần chọn một trong 3 giải pháp.
1-Dùng kiểu opencolecter.
2-Dùng tụ cách ly DC và dịch mức DC lên 1/2 Vcc.
3-Dùng đệm TTL-CMOS(12V) hoặc dùng các giải pháp khuếch đại tín hiệu.

[opentdoors]

Mình cảm ơn các bạn cho mình các sơ đồ mạch điều khiển mosfet. Hiện tại mình đang thiết kế 1 driver cho DC motor 200V, 0.3 A. Mình có mở 1 bộ driver cho motor DC (đã bị hỏng) thì thấy sử dụng cầu H 4xIRFP250 (200V33A).

Nhưng bộ cũ này là analog, mình muốn thử tạo 1 bộ mới với tốc độ của motor điều khiển bởi uC , và 2 đầu vào setpoint 0-10Vdc . Mình rất ít kiến thức về mạch kích Gate của mosfet. Còn các phần khác thì làm được.

Liệu mình có thể sử dụng sơ đồ kích của bạn gì đấy được Trang post lên không? Mình sử dụng 16F876A và IRF640/f9640.

Có ai cho mình lời khuyên gì không? Khi bộ này thành công và ứng dụng trong các nhà máy công ty mình, mình sẽ open toàn bộ dự án này cho những ai ham học hỏi.

[dqhuy74]

Không biết em 3T gọi tần số bao nhiêu là cao và cần dòng kích và tần số bao nhiêu?
Điều khiển động cơ DC thì chỉ cần khoảng 10 kHz còn dòng kích thì từ IC cũng đã đủ

[trinhquy]

Bạn opendoord2507 (, mình không biết tên nên tạm gọi theo nickname ). Những gì bạn giải thích theo mình là hoàn toàn chính xác, sau khi đổi điện áp xung lên 8.5V kết quả đúng như bạn nói.

Mình xin bổ sung thêm một điểm chú ý:

Chân số 2 và số 6 được nối với nhau chúng ta phải tách 2 chân này ra. Vì áp tối đa cấp cho chân số 2(trigger) là 5V ( ứng với Vcc=15V) .Và chân số 6(threshold) là 10V (ứng với Vcc=15V) Các bạn có thể tham khảo datasheet mình gởi kèm theo. Mức điện áp mà bạn đề cập chính là V tại chân số 6 này, chúng ta sẽ nâng áp tại đây lên 8.5 V. đồng thời giữ nguyên điện áp chân số 2 là 5 V ( nguồn xung từ vi điều khiển).

Mạch dùng timer 555 để lái mosfet đã hoàn tất.

[CHIBANG]

He he.. vậy lúc nào, ai đó có mạch chạy đầu tiên,hoặc lái được f cao nhất thì báo tin vui nhé.

[trinhquy]

Mạch driver mosfet cầu sử dụng timer 555.