MOSFET dùng HIP4081 điều khiển

[anhtuanvu]

Chào các bạn,

Mình đang làm một mạch công suất điều khiển động cơ. Mình dùng MOSFET IRFZ44NS và điều khiển bằng HIP4081. Với mạch nguyên lý và chạy thử trên board thử cho kết quả rất tốt. Nhưng khi mình chạy trên mạch in thì luôn bị một lỗi, đó là chân ra của HIP, cụ thể là chân 11 và chân 20 không có dạng xung vuông. Mình cũng chưa rõ lỗi là gì. Không biết có bạn nào đã từng làm việc với HIP gặp lỗi này chưa chia sẻ với mình cách xử lý với.

Cảm ơn các bạn nhiều về những câu trả lời

[namqn]

HIP4081 dùng để kích cho một cầu H dùng toàn MOSFET kênh N. Mạch dùng kỹ thuật bootstrap để tạo nguồn cho phần driver dùng để kích 2 MOSFET phía cao của cầu H. Dạng sóng tại các chân 11 và 20 như vậy là bình thường (nếu bạn đo giữa các cực gate của các MOSFET và ground), không hiểu bạn thấy lỗi gì ở đây. Tuy nhiên giá trị áp thì không ổn.

Bạn chưa cho biết bạn đo dạng sóng giữa các chân 11 và 20 với chân nào.

Tôi viết nhầm một chỗ, nên edit lại

Thân,

[BinhAnh]

Bạn xem lại tụ Boottrap như vậy có bé không?

[anhtuanvu]

HIP4081 dùng để kích cho một cầu H dùng toàn MOSFET kênh N. Mạch dùng kỹ thuật bootstrap để tạo nguồn cho phần driver dùng để kích 2 MOSFET phía cao của cầu H. Dạng sóng tại các chân 11 và 20 như vậy là bình thường (nếu bạn đo giữa các cực gate và source của các MOSFET), không hiểu bạn thấy lỗi gì ở đây.

Bạn chưa cho biết bạn đo dạng sóng giữa các chân 11 và 20 với chân nào.

Thân,

Mình đo các chân đó với đất. Ở đây mình để trống MOSFET vì hiện tại đốt mấy con cháy rồi. Về nguyên lý thì các đầu ra của ALO, BHO giống nhau và ngược với AHO, BLO. Tại chân 13 và 18 dạng sóng ra rất tốt. Vấn đề ở chỗ, khi mình thử lại mạch ở bo mạch thử thì dạng sóng ra rất đúng. Nhưng khi mình cho chạy trong mạch in thì lại ra khác như thế. Mình đang nghĩ có thể do nhiễu ở đâu đó những vẫn chưa tìm ra.

[anhtuanvu]

Bạn xem lại tụ Boottrap như vậy có bé không?

Tụ chạy thử ở ngoài mạch thử mình cho 37nF vẫn chạy tốt. Chắc không phải do tụ. Một mạch trước cũng thiết kế giống hệt như thế đang chạy tốt. Trước đây mấy ngày mạch của mình chạy cũng rất tốt. Nhưng có 1 hôm mình cho không tải với điện áp 24V lập tức bị cháy và từ đó không chạy lại được, dù mình sử dụng lại điện áp chỉ 5V để thử. Mình đang nghi có thể bị nhiễu ở đâu đó do mạch bị cháy một lần nhưng kiểm tra vẫn chưa tìm ra

[namqn]

Mình đo các chân đó với đất. Ở đây mình để trống MOSFET vì hiện tại đốt mấy con cháy rồi. Về nguyên lý thì các đầu ra của ALO, BHO giống nhau và ngược với AHO, BLO. Tại chân 13 và 18 dạng sóng ra rất tốt. Vấn đề ở chỗ, khi mình thử lại mạch ở bo mạch thử thì dạng sóng ra rất đúng. Nhưng khi mình cho chạy trong mạch in thì lại ra khác như thế. Mình đang nghĩ có thể do nhiễu ở đâu đó những vẫn chưa tìm ra.

Bạn bỏ trống những MOSFET nào? Với kỹ thuật bootstrap mà bạn bỏ trống MOSFET phía thấp thì mạch kích phía cao sẽ không làm việc đúng.

Bạn nên đưa toàn bộ sơ đồ của mạch động lực, gồm MOSFET và mạch kích. Cho biết hiện tại bạn đang dùng những linh kiện nào, bỏ trống những linh kiện nào, và dạng sóng bạn đo được (nếu có) là giữa những điểm nào.

Bạn cũng nên để ý đến ý kiến của bạn BinhAnh, bạn dùng MOSFET loại nào và tính toán giá trị của tụ bootstrap ra sao?

Thân,

[anhtuanvu]

Bạn bỏ trống những MOSFET nào? Với kỹ thuật bootstrap mà bạn bỏ trống MOSFET phía thấp thì mạch kích phía cao sẽ không làm việc đúng.

Bạn nên đưa toàn bộ sơ đồ của mạch động lực, gồm MOSFET và mạch kích. Cho biết hiện tại bạn đang dùng những linh kiện nào, bỏ trống những linh kiện nào, và dạng sóng bạn đo được (nếu có) là giữa những điểm nào.

Bạn cũng nên để ý đến ý kiến của bạn BinhAnh, bạn dùng MOSFET loại nào và tính toán giá trị của tụ bootstrap ra sao?

Thân,

Mình chỉ chạy mạch với HIP thôi. Phần đầu ra ALO,BLO,AHO,ALO mình để trống toàn bộ. Các chỉ số linh kiện trên mạch in như hình ở dưới. Sorry vì mình không post lên toàn sơ đồ mà phải cắt ra vì khi đưa toàn sơ đồ lên thì bị báo lỗi về kích thước file.

[namqn]

Mình chỉ chạy mạch với HIP thôi. Phần đầu ra mình để trống toàn bộ.

Tôi đề nghị bạn đọc lại datasheet của HIP4081 và tìm hiểu thêm về kỹ thuật bootstrap, trước khi bạn đặt thêm câu hỏi.

Thân,

[BinhAnh]

Bạn lưu ý mấy điểm này:
1-Bạn mắc 4 con Mosfet kênh N thì mới có dạng xung như trên được. Vì chân chung giữa 2 con kênh N nó kéo cho tụ bootstrap, nếu không mắc Mosfet thì chỉ các chân ALo/BLo đúng giản đồ xung thôi, còn chân H sẽ không đúng.
2-Tụ lọc nguồn 12V tốt nhất nên chọn tụ tatalium >=4.7uF.
3-Tần số bạn dùng bao nhiều?Tụ bootstrap như nói ở trên thì ít ai để thấp như bạn, thường cỡ 0.1uF ceramic
4-Diot bootstrap nên chọn diot fast recovery.

[thaithutrang]

Tụ tatal này kiếm đâu được anh BA nhỉ?
Hình như HN không có chỗ bán. Nghe nói dùng nó các mạch có biến động tần số cao và trung giảm đi hẳn.

[BinhAnh]

Tụ trị số khoảng >=4.7uF anh thường phải mua ở digikey khá đắt cỡ 1 usd/con. Ở chợ Trời thì ra chỗ hàng cũ may ra có.
Tụ bé hơn thì bà Loan chợ Trời có bán, khoảng 500/con.

[phamthaihoa]

Cho em hỏi cái !

Trong kĩ thuật bootstrap nó chỉ nói chọn tụ bootstrap rất lớn so với điện dung kí sinh cực G của MOSFET. Giả sử điện dung kí sinh cỡ 1300pF thì chọn tụ bootstrap như thế nào ?

Còn một điểm nữa cái tụ bootstrap đó nên chọn loại low ESR/ESL hỗ trợ high peak current, nó là loại nào nhỉ ?

Tiện hỏi luôn, ở VN có mua được con LM5101 không nhỉ ?

Thank !

[BinhAnh]

Để lúc nào rỗi anh tìm lại tài liệu đã, nhưng:
Nó tỷ lệ nghịch với tần số PWM.
Nghĩa là tần số càng cao thì Cbs càng giảm.
Tỷ lệ thuận với dòng Bootstrap diode reverse leakage, với dòng Bootstrap diode reverse leakage...
Công thức cụ thể thì các chuyên gia điều khiển động cơ nắm rất rõ.
Đại ca namqn cũng vậy.
Các đại ca nào thuộc khẩu quyết về vấn đề này nhỉ?

[namqn]

Tôi trích công thức tính giá trị tối thiểu cho tụ bootstrap, trong tài liệu slup169 của TI (Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng mạch kích MOSFET tốc độ cao), công thức này kiểm tra trường hợp nặng tải:

Cbst_min = (Qg+Qrr+Ibst*ton_max)/(Vbst - Vuvlo)

Qg - điện tích tổng của gate, xem datasheet của linh kiện
Qrr - điện tích phục hồi ngược của diode (bootstrap)
Ibst - dòng xả của tụ bootstrap = Ilk_d + Iq_ls + Iq_drv + Igs
(dòng rò của diode + dòng tĩnh của bộ dịch mức + dòng kích + dòng rò giữa gate và source)
ton_max - thời gian đóng cực đại của khóa (van)
Vbst - điện áp ban đầu của tụ bootstrap (sau khi nó đã được nạp đầy trong giai đoạn khóa phía thấp đóng)
Vuvlo - điện áp ngưỡng thấp áp (dưới áp) của mạch kích

Một công thức tương tự cho trường hợp đảo chiều (và bỏ xung) cũng được nêu ra trong tài liệu đó (trang 2-26).

To chú phamthaihoa:

Nếu khóa của chú đóng ngắt theo kiểu hard-switching thì không chỉ có cái tụ Cgs là cần nạp điện tích đâu, cái tụ Cgd (tụ Miller) cũng cần được nạp điện tích, và giá trị quy đổi của nó về mạch kích lại phụ thuộc vào điện áp giữa hai cực d và s của MOSFET. Trong kỹ thuật, vài trăm lần có thể coi là rất lớn rồi đấy. Nghĩa là chú có thể dùng tụ 220 nF cho cái tụ Cgs = 1300 pF.

Tụ ceramic hay tantalum có ESR nhỏ rồi đấy, còn muốn ESL cũng nhỏ nữa thì dùng loại dán bề mặt thay vì dùng loại có chân dài.

Câu hỏi mua hàng ở VN của chú thì anh bó tay,

Thân,

[thaithutrang]

Gửi anh namqn:
Vậy tụ bootstrap càng lớn càng tốt hả anh? tất nhiên không được quá lớn vì:
-Dòng nạp quá lớn sẽ hỏng diot bootstrap.
-Thời gian ban đầu khi bật nguồn sẽ phải chờ lâu.
Em nói mò thế có sai ko nhỉ?
Tính năng "high peak current" thì tụ nào có được các anh nhỉ?