H-Köprü P-Kanal Mosfetleri Şemadaki Gibi Sürsem Sorun Çıkarmı?

[HAKKITANIR]

çok eskiden bu konu tartışılmıştı. orada sayın z nin ve diğer arkadaşların yazdıklarından anladığım kadarıyla yanlış değilsem aşağıdaki şemanın çalışabileceği gibi bir sonucuna ulaşılmıştı. bu şemayı bu zamana kadar ihtiyacım olmadığından dolayı hiç uygulamadım. ama çalışır gibime geliyor.
yinede bir danışayım istedim. önümde çok ucuza mal etmem gereken bir çalışma var. ucuz olunca döndüm bu şemaya. hem ucuz hemde pic ile H-köprü arası optik yalıtımlı olsun istiyorum. IR21XX serisini bu projede kullanmak istemiyorum. H-köprü ile fırçalı sabit mıknatıslı DC24V. 6A. motor sürülmesi gerekli. Sadece hız kontrol ve yön değişimi yapılacak, frenleme özelliği olmayacak.
Bu amaçla H köprünün altdaki mosfetlerini yani 0V. barasına bağlı olanları, IRF540 N-kanal ile kurup, tek bir L78L15 regülesi ile n-kanal mosfetleri süreceğim. +15V. ile mosfetleri iletime geçirip, ortak source bacaklarındaki H-Köprünün 0V. si ilede n-kanalları kesime götüreceğim. bu mosfetlerde TLP250 ile tetiklenecek. Burada sıkıntı yok.

Sorum :
H-Köprü deki P-Kanal Mosfetleri şemadaki gibi sürsem olur mu? Sorun Çıkar mı?

Burada +9V. gerilimi de L78L09 ile elde edeceğim. ve H-köprü DC+ bara gerilimi 21 ile 27V. arasında oynayabildiğinden, p-kanal mosların minimum 12 V. maksimumda 18 V. ile iletime gideceği bir gerçek. Buda limitlerde olacağından sorun olmaz herhalde. Bu gerilimi DC + baradaki gerilime göre +15V. referansında sabitleyemeyi ucuza beceremedim çünkü. bu yüzden +9V. regüleyi koyup geçeceğiz. üstdeki p kanal mosfetler sabit 15V. ile değilde,  12 V. ve 18 V. arası potansiyelli (bunlarda dahil) gerilimlerle sürülmüş olacak sadece.

NOT:
+15 ve +9V. sabit gerilimleri, isimlerini verdiğim lineer regülatorlerle, H-Köprünün +V. barasından aldığım gerilimi tek bir diod üzerinden geçirdikten sonra, ayrı ayrı regülelere girip  elde edeceğim. bu regulatorlarin (L78L09 ve L78L15 leri kastediyorum) 0V. si ise, H-köprünün 0V. barası ile ortak olmuş olacak. akım ölçme direnci olmayacak.

resim karışmasın diye, h-köprüdeki yalnızca üstdeki p-kanal mosfetin birisini çizdim gerisini yazarak anlattım.



Düzeltme:
şemada TLP250 nin 5 ve 8 nolu pinleri arasına takılı olan kapasitörleri göstermeyi unutmuşum. bu pinlerde kutuplu ve + kutbu 8 nolu pine bağlı 1uF. birde kutupsuz seramik 100nF. bağlı olacak. ekstra zener diod ve snubberler H-köprüde olmayacak. TLP250 şemadaki bu bağlantı ve pic den ters led kontrolüyle p kanalları tek dirençle sürer diye p-kanalların source-geyt arası kesime götürme direncide takılmayacak.

[sezgin05]

Hocam alttaki 9 voltu anlamadım. Ayrıca TLP250 girişinde sinyal yokken çıkışını GND ye çekeceğinden P kanal mosfet iletimde kalır. Sinyal geldiğinde yalıtıma geçer.

[HAKKITANIR]

Hocam, bu şemada TLP250 girişinde sinyal yokken, yani pwm pini 0V. ye çekiliyken diyelim. TLP250 iletimde olup, içindeki üst transistörünü açıp, 8 nolu pinindeki p-kanal mosun source ucunu geytine verip p-kanalı kapalı tutar diye düşünülmüş. optonun girişi ters sürülüyor.
+9V. yerine 0V verilse sorun olup mos yanıyor. maksimum 18-20V. olayı iletim kesim potansiyelinden dolayı oraya +9V. verildi. bu halde p-kanal iletime geçirilirken 12-18V. arası potansiyel geyt ile source arasına uygulanıyor. bu arada şematik benim değil. ama güzel ve ucuz bir yöntem olarak görüyorum. sağlıklı sorunsuz çalışacaksa uygulama yapmak istiyorum. bunu anlamak için konuyu açtım.

[sezgin05]

Hocam verdiğim linkte TLP250 için ISIS kütüphanesi ve örnek bir uygulama var. İncelediğinizde girişte sinyal yokken TLP içerisindeki alt transistör devrede olduğunu görürsünüz. Alt transistör devrede iken sizin P kanal MOSFET iletimde olur.
https://drive.google.com/open?id=1GHaw5VZnI7gmpte8ZlqlNun5zgbYaGtv

[sezgin05]

Sizin şemadaki led sürümü Katottan yapılmış ayrıntıyı yeni gördüm. Bu defada güvenli olmaz ilk enerji geldiğinde MOS iletime geçer.

[sezgin05]

Ekonomik olması açısından bir röle bir Mosfet ile resimdeki devreyi düşünebilirisiniz. Röle kontaklarını PWM sıfır  iken değiştirirseniz ark  sorunu da yaşamazsınız. Bu şekilde yıllarca çalışan fotoselli kapı devreleri var. Q1 in Mosfet olmasına gerek yok.

[HAKKITANIR]

ilk enerji geldiğinde p-kanal mosun iletime geçme kısmı, mosfetden dolayı değilde, TLP250 den dolayı olur diyorsanız;
ilk enerji geldiğinde TLP250 nin 2 nolu pini sabit +5V., 3 nolu pini ise pwm kapalı otomatikmen 0V. ye çekili, TLP250 ledi aktif çıkışı 8 nolu pine çekilir ve mosfet yalıtımdadır. bu durumda sorun olmasa gerek. ne olabilir ki? mosfetin yapısından kaynaklı bir sorun mu görüyorsunuz. aslında ilave bir direnci p-kanalın source bacağından yani + baradan tlp250 nin 6-7 nolu pinlerine atılabilir ama gerek yok bu dirence gördüğüm kadarıyla.

düzenleme:
şema göndermişsiniz. röle kullanmamız bu projede istenmiyor yasak. o yüzden mosfetlerle işi bitirmemiz gerekiyor.

[sezgin05]

TLP250 büyük ihtimal işlemciden önce davranıp çıkışı GND ye çekecektir. Bence pek güvenli olmayacaktır. Ayrıca P kanal Mosfet yapıları gereği N kanal Mosfete göre daha verimsizdir. Bu yüzden pek tercih edilmezler hatta piyasada az bulunurlar. P Kanal tercih konusu yine başka bir başlıkta uzunca tartışılmıştı. Sumo robotlardan dolayı DC motor sürücülerle çok uğraştım hocam. Denemediğim yöntem kalmadı. HIP4081A de karar kıldım en son. 6 Amper 27 volt pek de az bir güç değil.

[HAKKITANIR]

Hocam,  testlere girecek sistem. devre ile H-köprü arası tam optik yalıtımlı olmak durumunda. ve ucuz olması açısından h-köprünün üstlerini p-kanal ile kurma arayışına yöneldim. başka türlü sağlıklı ve ucuz  bir devre olamıyor malesef. yöntem çok ama bu kriterler doğrultusunda böyle bir devre oluşuyor. p moslar hala bulunabiliyor fiyatlarıda aynı katagorideki n kanallarala aynı gördüğüm kadarıyla. her yerde bulunamıyor olabilir belki ama bizde toptan almayı düşünüyoruz. üst moslarda gördüğünüz sıkıntıyı anladım. biraz önce anlattığım direnç bu sorunu çözmez. TLP erken davranır diyorsunuz. bu durumda bir direncide optonun pic pwm sinyalinin geldiği hat ile işlemcinin beslendiği 0V. arasına koysak sorun çözülür galiba. ama bu dirençlerin her ikiside 390R olursa pic bacağı 17 mA. yüklenmiş olur 25 mA. kadar sorun olmadığından bu sefer sorunu çözmüş olduk galiba. bir daha düşündüm de üsteki p-kanal mosfetlerin her ikiside iletimde olsa ne olur altdakiler kapalı nasıl olsa motor uçlarının her ikisinede +V. gider motor zarar görmez,  yanılmıyorsam motor sadece fren yapar. frenin bize ilk çalışma anında zararıda olmaz aslında, fren yapsada olur yapmasada olur. normal çalışmada biz sürerken motorun fren yapmaması gerekiyor.

[sezgin05]

Devreniz aşağıdaki gibi birşey olacak sanırım. Denemek lazım. Son olarak TLP250 de deadtime yok. Eğer hızlı tepkiler alacaksanız buda sorun çıkarabilir.

[HAKKITANIR]

tam olarak böyle değil.
h köprü ve motor bağlantısı aynen çizdiğiniz gibi,
şematiğinizdeki geyt source dirençleri hiç takılmayacak.
her bir mosfete ayrı bir TLP250 kullanılacak. toplamda 4 TLP250 takılıyor bizimkisinde.
dirençler optonun Vout 6-7 nolu bacaklarından kendi mosfetlerin geytine takılacak.
pic tarafı 2 pwm kanalıylada çözülebiliyor ama invert çipi araya giriyor bizde boşta normal pinler var. biz picden 4 ayrı sinyalle ikisi pwm bunların sürmeyi planlıyoruz.
aslında siz 2 opto koyarak farklı bir bakış açısı gösterdiniz bunu bir çizip düşüneyim ben belki olabilir şimdiden acele edip birşey söylemeyeyim. ama yüksek ihtimal olmaz diye bir şey çıkar galiba ortaya.


ilave:
şimdi gördüm üst mosfetler yanar bu şekilde sürülünce diyebilirim. tabi unutulan TLP250 nin Vout çıkış direncini taktığınızı bile düşünsek. üst moslar en az 21V. ile sürülmüş oluyor bu şekilde üst sınır 20 V. bozulur diyebilirim. hızlıca baktım 2 adet TLP250 ile bizim devre mümkün görünmüyor. ben şematiğini kuramadım kafamda olmaz bence. 2 TLP ile.

dead time yeni gördüm. dead time süresini bizde pic belirliyor ve uyguluyor olacak.

[sezgin05]

TLP250 orijinalini 5 TL den düşük bulamazsınız. Böylece devreniz pek de ekonomik durmuyor. Yukarıda verdiğim röleli devre bence en ekonomik olanı. Bu devredeki Mosfete bir adet TLP250 koyarsanız hem çok ekonomik hemde sadece işlemciden 2 adet pin kullanarak sorunu çözersiniz.

[sezgin05]

Bozulmaz hocam.
https://forums.parallax.com/discussion/134410/cant-get-p-channel-mosfet-to-turn-off

[HAKKITANIR]

tespitleriniz doğru o şekilde uyguladığım çözümlerim de oldu. ama bu çalışmamızda mümkün değil. 4 yarı iletken anahtarlı ve optik yalıtımlı olmak zorunda bizim uygulama çözümümüz.
2 optolu olsa sorun olmaz daha iyi olur ama 2 opto ile anlatmaya çalıştığım h köprü sürelmez sanıyorum. devreyi pcb ye geçirmeden önce genel görüşleri almak istiyorum. sağ olun, bizde sorun olabilir dediğiniz yerleri görmüş oluyor ve değerlendiriyoruz.

[HAKKITANIR]

hocam linki yarın incelerim.
şöyle açıklamaya çalışayım. bozulur dediğim devrede, TLP 250 lerin 5 nolu -V bacakları direkt h-köprünün toprağına bağlı TLP nin giriş tarafındaki ledi sönükken yani TLP off konumundayken, bu 5 nolu -V bacağındaki dc bara 0V. si direkt üst p kanal mosfetlerin geytine veriliyor. H-köprüdeki Q1(D) geriliminizide en az 21V. olarak düşündük galiba, mosfetin sorurce geyt arasına 20V. dan fazla gerilim uyguladığınızdan dolayı mosfet sıkıntıya girebilir demeye çalıştım. ama Q1 geriliminiz en fazla +20V. ise sorun çıkartmaz. bu durumda geyte sourcesine göre 20V. gidecek. p kanalın geyt source ucuna bağlı direnç belki TLP250 V0 bacağı ile geyt arasına koyacağınız ilave edilecek seri dirençden sonra (bu dirençleri TLP çıkış akımıyla ve devreyle orantılı olarak koymanın zorunlu olduğunu görmüştüm), diğer dirençle gerilim bölücü gibi davranıp mosu yakmayabilir, yada çok düşük p kanal mos açma kapama hızlarında sorun çıkarmayabilir, yinede benim görüşüme göre iyi bir bağlantı uygulaması değil gibime geliyor. belkide uygulayıp görmek gerekir. tabiki burada voltaj potansiyellerini olmasıda gerektiği gibi h-köprü toprağına göre düşünüyoruz.