金色大元宝 发表于 2024-5-6 10:40:52

直流电机偶尔烧NMOS,该怎么加保护或限制?

NMOS驱动直流减速电机,小电机。停止的时候需要PMOS刹车。

目前用MCU_IO控制,在使用的过程中偶尔会烧NMOS,最初的IRFR024概率大一些,现在用了BTS3104,自带保护,概率小很多,但偶尔还是会有。

想把电路再升级优化下,哪些保护或限制措施合适?还有,这里的NMOS大概会是过流还是过压损坏?

使用条件,32V电源,直流电机空载电流100mA,带载其实也差不多。100mA出头一点。直流电机阻值在15欧上下。

刚刚测试了下,带载启动电流一般大于300mA即可。

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因为启动没有限流,这个损坏会是过流引起的吗?

如果加保护,我自己设想的是

1。电机电流限制在500mA,在电机上串一个5W 50R的电阻,或者两个5W 100R的电阻。

2、MCU_IO控制改成PWM控制,也是将电机电流控制在500mA左右,或者将启动电流进行限制。



z123 发表于 2024-5-6 10:46:14

上图腾柱驱动吧

lb0857 发表于 2024-5-6 10:46:21

按照常规处理看看有没有效果:   
MCU_IO控制改成PWM控制adc过流采集在PWM输出us级别之后马上被触发;发现过流立即进行保护处理

金色大元宝 发表于 2024-5-6 10:50:16

本帖最后由 金色大元宝 于 2024-5-6 12:35 编辑

lb0857 发表于 2024-5-6 10:46
按照常规处理看看有没有效果:   
MCU_IO控制改成PWM控制adc过流采集在PWM输出us级别之后马上被触发;发现 ...
(引用自3楼)

改成PWM控制,NMOS GATE需要接个图腾柱,但是ADC接口没有了,电流经LM393比较后保护不知道来不来得及。

XIE2099 发表于 2024-5-6 12:38:07

BTS3104,内阻比较大, 应该是程序逻辑问题,导致上下管同时导通,重新处理一下刹车时间或者逻辑顺序

angler12 发表于 2024-5-6 12:50:23

你这R29阻值也太大了吧,换成100欧姆试试

金色大元宝 发表于 2024-5-6 12:56:55

XIE2099 发表于 2024-5-6 12:38
BTS3104,内阻比较大, 应该是程序逻辑问题,导致上下管同时导通,重新处理一下刹车时间或者逻辑顺序 ...
(引用自5楼)

中间间隔了20uS


//开启
MOTOR_PMOS_OFF();//先关闭PMOS刹车
bsp_DelayUS(20);
MOTOR_NMOS_ON();   //再开启NMOS

============================

//关闭
MOTOR_NMOS_OFF();        //先关闭NMOS
bsp_DelayUS(20);
MOTOR_PMOS_ON();        //再开启PMOS刹车

金色大元宝 发表于 2024-5-6 13:00:25

本帖最后由 金色大元宝 于 2024-5-6 13:02 编辑

angler12 发表于 2024-5-6 12:50
你这R29阻值也太大了吧,换成100欧姆试试
(引用自6楼)

是的,这里有点问题,R29实际是5.1欧。不过现在看了下,这里R29和D4可以取消,放在这里没啥用了。

如果改成PWM,再加上图腾柱,GATE电阻也是5.1R。

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:39:23

本帖最后由 kebaojun305 于 2024-5-6 13:43 编辑

直流有刷电机?先考虑过压烧   MOS 对电压很敏感电机上有没有并压敏电容       用IRF640试试

金色大元宝 发表于 2024-5-6 13:43:39

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:39
直流有刷电机?先考虑过压烧   MOS 对电压很敏感
(引用自9楼)

我现在也不确定是过流还是过压,电源是32V,刹车的时候,电压会升高?

还用过一阵IRFR1645,150V,33A的管子,偶尔也是有烧。

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:45:42

本帖最后由 kebaojun305 于 2024-5-6 13:48 编辑

金色大元宝 发表于 2024-5-6 13:43
我现在也不确定是过流还是过压,电源是32V,刹车的时候,电压会升高?

还用过一阵IRFR1645,150V,33A的 ...
(引用自10楼)

正负电压都的注意   MOS上可以用示波器 抓下电压波形   增加过压 保护提高管子耐压   我用的 基本都是过压损坏的。MOS 对电压太敏感了没有   三极管 耐操

金色大元宝 发表于 2024-5-6 13:48:07

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:39
直流有刷电机?先考虑过压烧   MOS 对电压很敏感电机上有没有并压敏电容       用IRF640试试 ...
(引用自9楼)

没有并压敏电阻,

昨晚还搜到了野火直流电机的原理图



这两个二极管钳压,相比压敏电阻,哪个效果更好?

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:49:52

本帖最后由 kebaojun305 于 2024-5-6 13:52 编辑

金色大元宝 发表于 2024-5-6 13:48
没有并压敏电阻,

昨晚还搜到了野火直流电机的原理图
(引用自12楼)

你刹车切换的时候    电机 很可能有一个感应电压产生。你这个负载电流 我直接用三极管不用MOS

金色大元宝 发表于 2024-5-6 13:57:56

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:49
你刹车切换的时候    电机 很可能有一个感应电压产生。你这个负载电流 我直接用三极管不用MOS ...
(引用自13楼)

好的好。非常感谢。

很少用三极管,TO 252封装的三极管有推荐的吗?

还有,如果并压敏电阻,是并在这两处吗?

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:59:39

常见的 TIP14x 系列    应该还有其他系列

金色大元宝 发表于 2024-5-6 14:10:13

kebaojun305 发表于 2024-5-6 13:59
常见的 TIP14x 系列    应该还有其他系列
(引用自15楼)

达林顿管也是对吧?我还一直在搜三极管。

kebaojun305 发表于 2024-5-6 14:13:13

本帖最后由 kebaojun305 于 2024-5-6 14:24 编辑

金色大元宝 发表于 2024-5-6 14:10
达林顿管也是对吧?我还一直在搜三极管。
(引用自16楼)

一时半会 我想不起来啥三极管了      还有常见的功放对管去那个商城上搜搜 一堆   100V 3A的 一堆

你这个应用三极管 达林顿 都没啥问题

金色大元宝 发表于 2024-5-6 14:24:57

kebaojun305 发表于 2024-5-6 14:13
一时半会 我想不起来啥三极管了      还有常见的功放对管去那个商城上搜搜 一堆   100V 3A的 一堆 ...
(引用自17楼)

好的好的。谢谢。那还需要给电机串电阻限启动电流吗? 如果不改成PWM的话

对了,刚刚想起来,基本上所有的NMOS损坏,都是短路。

是不是有过流引起断路,过压造成短路这一说?

如果确定是过压,那不串电阻也没关系。

同样是耐压100V的三极管和MOS管,三极管的耐操性更好?过压方面?

kebaojun305 发表于 2024-5-6 14:31:18

本帖最后由 kebaojun305 于 2024-5-6 14:32 编辑

金色大元宝 发表于 2024-5-6 14:24
好的好的。谢谢。那还需要给电机串电阻限启动电流吗? 如果不改成PWM的话

对了,刚刚想起来,基本上所有 ...
(引用自18楼)

让我选 同样的情况下 肯定选 三极管    MOS对电压太敏感 稍微个超压毛刺 就可能烧掉。 三极管对比MOS 肯定耐操多了   就是驱动电流要大   压降要大

XIE2099 发表于 2024-5-6 14:35:46

你要去测量Mos在工作的时候,延时时间是否够,用示波器去测量一下就可以判断是否在还没有完全关闭NMos的时候已经开启PMOS导致的

金色大元宝 发表于 2024-5-6 15:41:07

XIE2099 发表于 2024-5-6 14:35
你要去测量Mos在工作的时候,延时时间是否够,用示波器去测量一下就可以判断是否在还没有完全关闭NMos的时 ...
(引用自20楼)

好的,到时候示波器再测一下。真不行适当加大间隔时间。

金色大元宝 发表于 2024-5-6 15:43:19

kebaojun305 发表于 2024-5-6 14:31
让我选 同样的情况下 肯定选 三极管    MOS对电压太敏感 稍微个超压毛刺 就可能烧掉。 三极管对比MOS 肯 ...
(引用自19楼)

三极管确实用的少,一般10mA-20mA驱动电流够进入饱和区了吧?

对了。压敏电阻只需要加在电机两端吗?我上面图片画的压敏电阻有错误吗?

codefish 发表于 2024-5-6 15:49:58

本帖最后由 codefish 于 2024-5-6 15:53 编辑

金色大元宝 发表于 2024-5-6 15:43
三极管确实用的少,一般10mA-20mA驱动电流够进入饱和区了吧?

对了。压敏电阻只需要加在电机两端吗?我 ...
(引用自22楼)

我认为直流有刷电机两端焊接电容(0.1uf-0.47uf)也有用,可以使用插件瓷片电容或独石电容。
另外,根据我最近几个月一个案例,在24V电源对地增加一个TVS管(耐压36V), 也有用。

kebaojun305 发表于 2024-5-6 15:50:39

金色大元宝 发表于 2024-5-6 15:43
三极管确实用的少,一般10mA-20mA驱动电流够进入饱和区了吧?

对了。压敏电阻只需要加在电机两端吗?我 ...
(引用自22楼)

看负载电流的    你查查 Hfe(直流增益)的参数    你说10~20ma小功率管子 可能行。

金色大元宝 发表于 2024-5-6 16:25:58

codefish 发表于 2024-5-6 15:49
我认为直流有刷电机两端焊接电容(0.1uf-0.47uf)也有用,可以使用插件瓷片电容或独石电容。
另外,根据 ...
(引用自23楼)

谢谢,也尝试一下,多管齐下。

电源对地加TVS,好像源极漏极加稳压二极管也可以。


rifjft 发表于 2024-5-6 17:38:47

带载测试时,NMOS是否有明显发热?
应该上个PCB图,看看实际布线。你这个是单向驱动的。NMOS那里,对地加个40V的单向TVS管 估计会有效果。对应14楼的图{:lol:}
另外,393只是限制电流用,前面不用加运放,直接用393就行。设置好参数就行。反正有现成的板,测试就能确认

rifjft 发表于 2024-5-6 17:42:34

电流在1.5A以内,简单的考虑用TB67H451 这类H桥芯片,只要驱动效果能满足,还省事了

neqee 发表于 2024-5-6 23:39:40

本帖最后由 neqee 于 2024-5-7 00:11 编辑

某种特定情况下流经q1的电流达到几安,过流电路检测到过流或手动频繁去开关q1,由于电路响应不够快导致q1可能会承载几十伏*几安功率,q1承载功率太大瞬间被击穿。
也就是开关q1在没有侧底关死或侧底打开的限流区时可能会出现这种情况。

金色大元宝 发表于 2024-5-10 16:21:48

本帖最后由 金色大元宝 于 2024-5-10 16:25 编辑

今天拿到示波器和MJD122还有稳压二极管,在老板子上更替测试了下。

是不是还是过流引起?测了反向电动势,没发现明显毛刺。

3104MOS管的开启和关闭时间太长,PMOS刹车开启和NMOS只间隔了20us,引起直通。但是直通的话,也有刹车电阻,会直接引起NMOS管损坏吗?

测试的板子一致,都是G极电压12V,限流电阻1K,不过MJD122测试的时候。BE加了个15V的稳压二极管,CE加了个47V的稳压二极管。




这两张是3104的开启和关闭时间,超过了20us。




这两张是MJD122的开启和关闭时间。小了非常多。

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对了,还测了VGS的波形,直接用开关电源,感觉有50HZ的干扰串进来,用了直流稳压电源,测到的信号就干净了。这是正常的吗?

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