Ponte H con IRF540 problemi di temperatura e coppia

Salve a tutti,
sono nuovo nel forum e questo è il mio primo post (escludendo la presentazione) :astonished:

Dunque, ho realizzato un ponte ad H utilizzando 4 IRF540 in modo da riuscire a comandare il senso di marcia e la velocità di un motore DC.
Non ho potuto utilizzare un integrato al posto dei mosfet a causa delle correnti in gioco... nel carico circolano 4 A circa.
I problemi che ho riscontrato, sono due:

il primo è dovuto alla temperatura, ovvero comandando il mosfet in pwm con bassi valori di duty cycle, questo si arroventa! portandolo invece ad un valore del 100% di duty cycle, non da alcun problema. Sinceramente non riesco a capire il perchè.

Il secondo invece è legato alla coppia del motore, ovvero alimentando il motore in pwm , riscontro un elevato calo di coppia, specie nello spunto, ho cercato dei grafici che riportassero la coppia in funzione del duty cycle, ma purtroppo non sono riuscito a trovare molto.

Potreste darmi una mano o comunque uno spunto per capire il perchè di questi problemi e come riuscire a risolverli?
Grazie a tutti

saluti
Lorenzo

Potreste darmi una mano

certamente...
pero' servono piu' informazioni
schema
frequenza PWM
Dati del motore
Tensioni di alimentazione
etc etc

Un ponte ad H si fa con due N-mos e due P-mos, hai usato quattro N-mos? ti complichi la vita così..
http://www.armory.com/~rstevew/Public/Motors/H-Bridges/Blanchard/nch-brdg.htm
Usa logic level mos per semplificare

Ciao

flz47655:
Un ponte ad H si fa con due N-mos e due P-mos, hai usato quattro N-mos? ti complichi la vita così..
The Using MOSFETS Website: H-bridge using N channel FETs
Usa logic level mos per semplificare

Ciao

No, si possono fare ponti H anche con transistori o MOSFET uguali. Il funzionamento dipende dal pilotaggio.
Ciao Uwe

come gia detto dal buon brunello ci vule lo schema elettrico reale (= quello che tu hai fatto con nomi e valori dei componeti) e se possibile anche una bella foto chiara del circuito realizzato. (niente link a destra o a sinistra...te lo si dice per esperienza)

Scusate, riporto immediatamente i valori!

il motore, è un DC da 120W, alimentato a 24V

questo è lo schema del ponte:

è formato da 4 p-mos con il pilotaggio "incrociato".
Sul Gate di ogni Mosfet arrivano i 5V dell'arduino, provenienti dalle porte in PWM, la frequenza del pwm è quella di default delle porte 10 e 11 di Arduino UNO.

Il valore del pwm da inviare, è impostato in base alla lettura di un potenziometro.
Le masse dell'arduino e dell'alimentatore sono messe in comune

Grazie, ciao
Lorenzo

p.s. avreste un software da consigliarmi per poter disegnare i vari schemi? modificare le immagini con paint, non mi sembra la soluzione migliore :roll_eyes:

h.PNG

tanto per iniziare gli IRF non vanno bene.. a 5V di gate non aprono per bene il canale, quindi rischi che scaldino e problemi a gestire la corrente (aumenta la resistenza del canale, con tutti i relativi problemi annessi).

quindi per prima cosa userei MOSFET a livello logico come gli IRL530 (norate la L e non al F)

Ti consiglio di usare un Ponte H comerciale. Pololu High-Power Motor Driver 18v15

Il Tuo circuito non funziona perché piloti i MOSFET superiori con 5V riferiti a massa. I MOSFET non reggono piú di 20 V trag Gate e Source.
Per far funzionare il circuito Ti serve una seconda almentazione con la massa collegata al source (motore)
Se usi un N-MOSFET e un P_MOSFET il P non lo riesci a potrarlo in ininterdizione perché 5V o 0V sono sempre un potenziale negativo rispetto il source e portano a conduzione il MOSFET.

Ciao Uwe

uwefed:
Ti consiglio di usare un Ponte H comerciale. Pololu High-Power Motor Driver 18v15

Ti ringrazio Uwe, se non dovessi riuscire a venirne fuori, lo utilizzerò sicuramente!

Martinix:
a 5V di gate non aprono per bene il canale, quindi rischi che scaldino e problemi a gestire la corrente (aumenta la resistenza del canale, con tutti i relativi problemi annessi).

quindi per prima cosa userei MOSFET a livello logico come gli IRL530 (norate la L e non al F)

Errore mio! :smiley:
Leggendo il grafico dell' IRF 540 credevo che 5V bastassero per la conduzione, ma non sapevo che la resistenza variasse con la tensione del Gate.
L' IRL350 mi sembra un'ottima soluzione, cercherò di procurarmeli al più presto!

Per quanto riguarda la diminuzione di coppia, credete sia sempre dovuto al problema della non completa conduzione del MOSFET?

grazie a tutti!

Ciao

shivers_109:
L' IRL350 mi sembra un'ottima soluzione, cercherò di procurarmeli al più presto!

Questo circuito NON FUNZIONA con nessun tipo di MOSFET o transistore se li piloti direttamente da Arduino. Questo perché metti 2 transistori in serie e il carico in mezzo.

Ciao Uwe

Come ti e' gia' stato detto, quel circuito non puo' funzionare e non puoi avere 24V ai capi del motore.
Non puoi pilotare i Mosfet superiori con i 5V di arduino

Buonasera a tutti,

perdonate la mia insistenza, ma non riesco a capire dove sbaglio..

Il funzionamento del circuito, secondo le mie aspetattive dovrebbe essere questo:

Utilizzando 4 MOSFET N, (supponiamo gli IRL530 che entrano in conduzione con i 5V)
collegati come nello schema precedente,
applicando 5V sul terminale A, e mantenendo a 0V il terminale B, entrano in conduzione T1 e T4, mentre T2 e T3, rimangono chiusi.
La corrente, seguirà quindi il percorso 24V-> T1 -> motore -> T4 -> GND.

Applicando invece i 5V sul terminale B, e 0V sul terminale A, entrano in conduzione T3 e T2, mentre T1 e T4 restano in interdizione.
La corrente, seguirà quindi il percorso 24V-> T2 -> motore -> T3 -> GND.

Dove è l'errore? perchè i MOSFET non dovrebbero entrare in conduzione?

Scusatemi, ma non riesco a capirlo..
grazie a tutti!

Ciao

applicando 5V sul terminale A, e mantenendo a 0V il terminale B, entrano in conduzione T1 e T4, mentre T2 e T3, rimangono chiusi.
La corrente, seguirà quindi il percorso 24V-> T1 -> motore -> T4 -> GND.

Si, questo puo' valere se tu usassi la stessa tensione
Pero' i Mosfet T1 e T2 sono in configurazione a drain comune ( common drain ) , perche' appunto entri dal Drain e esci dal Source..
Questa configurazione e' chiamata anche come "inseguitore di source" o "source follower", e da' appunto un guadagno in tensione <1. Quindi sul source ti ritrovi la tensione che applichi al gate, anzi, qualcosa di meno.

Scusate se rispondo solo ora, sono stato fuori qualche giorno.

Finalmente sono riuscito a capire dove sbaglio! grazie a tutti! :slight_smile:

Per riuscire ad ovviare al problema quindi, potrei alimentare i Mosfet con dei normali transistor NPN?
Creo un'alimentazione a 10V e metto il transistor con l'emettitore a massa, collego il collettore al 10v e mando il PWM di arduino in base (con una resistenza da 1k). Infine il segnale dell'emettitore, lo mando sul gate del Mosfet.

Può funzionare?

Ciao

shivers_109:
Scusate se rispondo solo ora, sono stato fuori qualche giorno.

Finalmente sono riuscito a capire dove sbaglio! grazie a tutti! :slight_smile:

Per riuscire ad ovviare al problema quindi, potrei alimentare i Mosfet con dei normali transistor NPN?
Creo un'alimentazione a 10V e metto il transistor con l'emettitore a massa, collego il collettore al 10v e mando il PWM di arduino in base (con una resistenza da 1k). Infine il segnale dell'emettitore, lo mando sul gate del Mosfet.

Può funzionare?

Ciao

No. metti in corto i 10V con il transistor.
Ciao Uwe

potresti pensare di usare 2 mosfet (4) complementari :wink: a drain comune! (IRL ovviamente)