dissipatore per circuito con L297 + mosfet

[c1anc10]

Quelli integrati nel transistor servono a cortocircuitare verso massa i picchi negativi, in pratica ad impedire che il mosfet venga polarizzato al contrario tra drain e source. Quelli esterni fanno lo stesso lavoro verso l'alimentazione: servono ad assorbire il transitorio di apertura della bobina, in questo caso del motore passo-passo (una qualsiasi induttanza all'apertura deve scaricare la'energia magnetica accumulata. Per fare questo tende a mantenere costante la tensione che la attraversa. Non potendo evidentemente fluire attraverso un circuito aperto si crea un picco di tensione che raggiunge valori anche molto alti, dipendenti in maggior parte dalla velocità  con cui si apre il circuito, quindi dalla pendenza del fronte di discesa del segnale al gate e dal tempo di svuotamento del transistor).
Il dubbio che mi pongo sempre è se il picco è negativo, essendo fissato l'altro capo della bobina all'alimentazione o positivo, elevando la tensione per opporsi alla variazione di resistenza verso massa. Probabilmente la seconda che ho scritto. Da qui la necessità  di un ulteriore diodo di ricircolo esterno.

[Nokama]

non sono tanto convinto di ciò che hai detto perchè il diodo integrato non è collegato a massa come dici tu ma è collegato dal source al drain, quindi al momento dell'apertura del mosfet si forma una tensione negativa che fa scorrere, grazie a questo diodo, la corrente per scaricare la bobina, salvando il mosfet.

[c1anc10]

Si, è la stessa cosa: è collegato a massa tramite le resistenze da 0,15 ohm, quindi, come appunto hai detto, la sovratensione negativa si scarica attraverso queste resistenze verso massa.
Se però il picco che si genera è positivo, il diodo interno risulta in opposizione, e non c'è più un percorso per permettere alla corrente di scaricarsi; si può creare quindi una tensione sufficientemente alta da superare la VDS max, bruciando di conseguenza il transistor.

[Nokama]

ok ma la sovratesione prodotta dall'induttanza dalla fase è sempre negativa, mai positiva.

[Nokama]

altre idee?

[user77]

i diodi interni non hanno la funzione di ricircolo del picco di corrente della bobina (extra-tensione), ma di protezione il mos dalle tensioni inverse...

Lo schema di sinistra è diverso da quello di destra:

diodo ricircolo.jpg

Di solito con i motori e/o induttanze si usano i diodi di ricircolo (schema a destra)
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Detto questo, mi sembra di capire che le tue porte logiche stiano lavorando male...
Quando il pin control è collegato al positivo come nel tuo caso (inutile la resistenza di pull-up) praticamente INH1 e INH2 sono sempre a 1.


dal datasheet:
Control input that defines action of chopper. When low chopper acts on INH1 and INH2; when high chopper acts on phase lines ABCD.

Che tradotto dice sostanzialmente che "Il pin Controllo definisce dove agisce il chopper. Quando il pin control è basso il chopper lavora su INH1 e INH2, mentre se alto lavora sulle linee ABCD.

Inoltre il datasheet dice anche:
dal datashhet:
Also used by chopper to regulate load current if CONTROL input is low.

Relativamente a pin INH1 e INH2: è anche usato per regolare il carico di corrente se il pin CONTROL è basso.

Nel descrizione del funzionamento il datasheet dice anche:
dal datashhet:
When the L297 is used to drive a unipolar motor the chopper acts on these lines.

Quando l'L297 è usato per pilotare motori unipolari, il chopper deve agire su queste due linee (INH1 e INH2)

Per il funzionamento in HALF STEP, FULL STEP NORMALE E FULL STEP WAVE, ti consiglio di visionare attentamente il datasheet specie per le modalità  FULL STEP in quanto cambia il funzionamento di INH1 e INH2...


Ciao Massimo

[Nokama]

Grazie per la risposta, mi hai convinto. Pensavo che quei diodi integrati svolgesserò la funzione di ricircolo, ma mi sbagliavo.
Quindi che diodo mi consigli di aquistare per il mio caso? A casa ho soltanto i diodi ultra fast BYV28, ma essi possono reggere al massimo correnti di 3,5A e non sono adatti al mio motore che è da 4A.

Già  che ci sono ti faccio un altro paio di domande:
quale è la formula per calcolare la Vref sapendo la corrente che deve circolare nel motore?
il motore quando è fermo emette un fischio (dovuto al chopping), come mai? Il sistema di oscillazione sul L297 è composto da un condesatore da 3,3nF e una resistenza da 22kOhm (tutti è due i valori verificati) e quindi non dovrei sentire niente.

[user77]

Qui entriamo nella pura progettazione:

Il principio è che il sistema "spenga" il motore quando Vsense > di Vref

Allora supponiamo che alimenti il circuito a 12V, hai un motore da 3A quindi una resistenza di fase da 4Ω volendo far passare tutti i 3A avresti su la tua Rsense 0,45V cioè 0,15Ω * 3A quindi la tua Vref deve essere = a 0,45V

Pertanto la tua Vref è uguale alla tua corrente di fase moltiplicato la tua Rsense:

Vref = If * Rsense

Nel tuo caso specifico 4A*0,15Ω=0,6V

!!! Attenzione ricordati che le tue Rsense devono poter dissipare ben 2,4W quindi montane da almeno 5W (ceramiche vanno benissimo) se non da 10W che male non fa

Questo comunque se tu volessi spingere al massimo i motori...

Volendo essere precisi sarebbe da calcolare il contributo (negativo) di R7 e R8... nel datasheet non vengono menzionate...

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per i diodi vanno benissimo dei BYW29E-200 da 8A anche se volendo in teoria essendo il circuito chopperato andrebbe considerato il fattore di forma e alla fine magari anche quelli da 3,5 potrebbero bastare.... comunque se li monti da 8A non sbagli... e se vuoi alza pure un pò la tensione magari dei MUR860 da 8A 600V.....

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il fischio è tutto un dire, primo il tuo circuito lavora a 20Khz quindi ancora nell'udibile, poi dovresti considerare risonanze, spike e tutta una serie di altri fattori....

Incomincia montando i diodi, poi vedi che effetto fa....




Ciao Max

[c1anc10]

Per quanto riguarda i diodi BYV28 dovrebbero bastare, perché non devi considerare la corrente RMS che può sostenere il diodo, ma quella di picco ripetitivo (nel caso del BYV28 32 A), molto più alta. Per fare un'esame più approfondito bisognerebbe valutare l'effettiva ampiezza (sia in tempo che in corrente) del picco generato, ma stabilirlo analiticamente è abbastanza complesso (oserei dire quasi impossibile), sarebbe molto più semplice con un oscilloscopio: ad esempio dipende molto dalla velocità  di switch del mosfet: più lo switch è lento più il picco sarà  ridotto, ma aumenterà  la dissipazione dello stesso sul mosfet, viceversa più è veloce meno dissiperà  il transistor, ma aumenterà  la sovratensione e relativa corrente, che verrà  assorbita dal diodo. Se consideri che il tempo di switch del mosfet dipende anche dalla lunghezza delle piste che vanno al gate ... ti lascio immaginare ...

[user77]

domandina.... ma hai usato un 7408 al posto del 7409??

l 7409 è open collector quindi è giusto che ci siano le resistenze di pull up.
Ma sei hai montato un 7408,togli le resistenze, primo perché non essendo un open collector, stresseresti l'uscita quando va ha zero con il rischio di sfondarla, con il rischio di far fuori il mos se non i motori, secondo, con le resistenze quando va a zero l'uscita potresti avere un valore non prossimo allo zero, quindi potresti essere nella regione lineare del mos, questo rimmarrebbe leggermente in conduzione e ti potrebbe provocare un eccessivo riscaldamento del motore, perdita di coppia, stress inutile per l'alimentatore, riscaldamento dei mos, potrebbe anche essere il motivo del fischio del motore....

[Franco99]

LINK

Saluti,

Franco

[user77]

@franco:
infatti penso che abbiamo messo un 7409 perchè usando le r di pullup puoi aumentare la corrente a livello decente ovvio non è il miglior modo per pilotare il mos però funziona discretamente...

[Nokama]

per il fischio: non credo che sia quello la causa perchè lo stesso effetto me lo faceva anche con la coppia L297-L298.
Per il discorso del 74xx: avete ragione, mi sono dimenticato di aggiornare lo schema, ho sostituito il 7409 con un 7408 (togliendo quindi anche le resistenze di pull up) per ridurre le dimensioni e la complessità  del circuito. Siccome dite che non è un modo ottimale per comandare gli IRLZ44, che sistema mi consigliate di usare al posto dei 7408? (Escludo a priori il discorso di rimettere il 7409 per i motivi che vi ho appena detto)
Vi ringrazio per la vostre risposte gia date e per quello che mi darete.

[user77]

io procederei per passi... primo mettendo i diodi... con la coppia l297 l298 usavi gli stessi motori? avevi montato i diodi?

per la corrente di gate potresti limitarla con delle r da 100ohm, ma al momento monterei i diodi e vedrei i risultati...

ciao massimo

[c1anc10]

Se come dici hai problemi di ingombro, credo che sia inutile consigliarti un buffer a transistor, che sarebbe il modo più efficace per ottenere più corrente di pilotaggio. La soluzione immediata altrimenti è quella di sostituire il tuo integrato con uno di una famiglia con maggior corrente di source: se ad esempio stai usando un HC o un LS (casi più probabili) potresti provare con un S o un F, integrati notoriamente più "potenti" anche se ormai sono difficili da trovare. In ogni caso un vero TTL è sicuramente più indicato di un CMOS.