Yüksek Güçlü Selenoid Sürmek

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
Forumda parça parça olan mesajlarımdan tahmin etmişsinizdir H Köprüsü yaptım ve gayet başarısız oldum. :D

Hayvani bir selenoidim var. 24V ve 15A akım çekiyor. Endüstriyel bir pompa 10Hz ile 60Hz arasında değişken hızlarda pompayı yazılım kontrollü çalıştırmak istiyorum.

İlk Denemede, Şöyle bir yapı kullandım.

1607621064940.png


Sistem güzel çalıştı ancak mosfet ve diyot çok ısındı. Bu başarısızlıktan Rds-on direncinin ve lineer bölgede geçen zamanın önemini öğrendim. Bunun üzerine rds direnci düşük ttl n ch bir mosfeti daha hızlı sürerek daha güçlü bir diyot kullandım.

Şöyle bir yapı oldu;

1607621437795.png


Sistem yine güzel çalıştı ısınma sorunu ortadan kalktı. Kesintisiz çalıştırma testlerinde sıcaklık 60-70° ye ulaştı ve sabit kaldı. Bu sıcaklığı kabul edilir buldum. Ancak mcu kitlenme sorunu başladı. Mcu nun dibindeki 100nf kondansatörleden birini 1uf olarak değiştirerek bu sorunuda çözdüm. Devre bu hali ile sorunsuz çalışıyor. 5-6 saat sonunda bobinin sarılı olduğu plastik karkas eridi. Isıya dayanıklı bir malzeme ile karkas yaparak bobini tekrar sardım. 1 hafta kesintisiz çalıştı. bobin 100° ye ulaşıyor ve o seviyelerde sabit kalıyor. Sonra başka bir sorun çıktı. Selenoid çalışmayı kesti. Sorunu incelediğimde mekanik tortu pislik nedeni ile sistemin sıkıştığını fark ettim. Selenoidin demir çekirdeği artık manyetizma (histeresiz) nedeni ile mıknatısa dönüşmüş ve ortdamdaki manyetik tortu ve tozu çekmeye başlamış. Tozu toprağı temizleyince tekrar çalıştı. Ancak daha kısa sürede tekrar mekanizma sıkıştı. Bu noktadan sonra çekirdeğin mıknatısa dönüşmemesi için bobini h köprü ile sürmem gerektiğine karar verdim. iki adet IR2110 ile bir h köprü düzenledim. Boşta ve omik yük ile sorunsuz çalıştı devre. Acak bobini bağlayınca belirsiz aralıklar ile mcu reset atmaya başladı. Çok test edemedim ama 5-10dakikalık denemelerde ısınma sanki yok gibi bir durum oldu. Kondansatör ekle çıkar derken reset sorununu çözemedim. 7805 yerine switch mode denedim aynı, 5Voltu dışardan verdim aynı reset sorunu devam etti. Bu sorunun pcb tasarımından kaynaklandığını düşünüyorum. Zaten pcb de başka bir hata daha yapmışım kablo atmak zorunda kaldım. Her şekilde yeniden yapmam gerekiyordu. Benim gözümde pişmiş bitmiş projeydi şimdi devreyi tekrar düzenleyip tekrar deneyeceğim. Mıknatıslanma sorunu yüzünden ne işlere bulaştık yaw o_O

Japonlar 10 defa düşünür 1 defa yaparmış. Ben 10 defa yapıp 10 defa düşünüyorum :) Neyse böyle böyle öğreniyoruz...

Şimdi ir2110 boostrap lı sürücü. Bu sayede boostrap ın ne olduğunuda öğrendik. Ben bu sürücüyü kullanmayayım diyorum. Kendim iki transistör, kondansatör, diyot ile kurarım sanırım bu yapıyı. Deneyeceğim. Olmaz ise ir 2110 kullanmaya devam.

Daha önce şöle birşey çizmiştim. Ben bunu charge pump olarak biliyorum. Bu şimdi boostrap mı, charge pump mu. Yoksa ikisi aynı şeymi?

Falstad : Link



Diğer bir konu ise hiç bilmediğim Snubber konusu. Şu anki tasarımda Gnd loop olaylarına çok özen göstermemiştim. Şimdi daha iyi bir tasarım yapmaya çalışacağım. Ama korkum herşeye rağmen yine reset yermiyim acaba. Mosfet lere snubber devresi eklemek gerekecekmi öngöremyorum. En azında mosfetlere alttaki gibi bir RC devresi eklemeyebilmek için uygun padleri bırakıyım duruma göre takar sökerim diye düşünüyorum. Bu konudada önerilere açığım...

1607625650468.png

Referans : Link
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Katılım
24 Şubat 2018
Mesajlar
14,372
H köprüsü ile MCU'nun beslemesi mümkün mertebe ayrı olması lazım. Mesela trafoda iki sekonder olacak birisi köprüyü besleyecek diğeri dijital devreyi. Köprüde akımlar çok yüksek, sabit potansiyelde kalan bir GND elde etmek çok zor.
 

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
Ayrı besleme şansım yok. Zoru başarmam lazım. Giriş noktasından itibaren beslemeyi Agnd,Dgnd olarak böleceğim. Öyle Besleme üzerinde başka mcu larda var onlara birşey olmuyor. Akım çektiğim an 24V biraz çöküyor. Sistemin diğer bölümleri (benim tasarımım dışında aynı kaynaktan beslenen) bu durumu sorun etmiyor.
 

ismaily

Aktif Üye
Katılım
9 Ocak 2020
Mesajlar
126
15A az bir akım değil.
Snubber gerekecektir.

Falstad linkinde ki gibi Pull-up direnç ile sürücü yapmak yerine totem-pole bir sürücü öneririm.

Voltaj 20 Voltu geçtiği için bootstrap sürücü gerekecek.
Üst mosları süren kapasitörleri sarj edebilmek için PWM uygulamak zorunda olacaksın. Ve duty IR21xx serisinde %90-95 i geçmemeli.
Alternatif olarak biraz daha pahalı HIP4080 serisi var. 80V'a kadar. Full bridge. 4080 de duty biraz daha yüksek olabiliyor.

MCU resetlenme konusu için 10uF,100nF paralel kullanabilirsin. Bu durumlarda var olan SMD cap. ın üstüne kat çıkıyorum genellikle.
Ayrıca MCU' nun Brown-out vs. özellikleri de açıksa kapatılabilir. MCU olarak ne kullanıyorsun?
Eğer MCU'nun birden fazla VCC pini varsa hepsini beslemek ve by-pass cap. gerekir.

Şaseleri ayırmayı zaten yapacakmışsın.

Çekirdeğin manyetize olmasını engellemek için bir diğer alternatif de eğer mümkünse AC-24V u triyak ile kontrol etmek.
Zero-cross bir MOC3xxx ile H köprü, mos sürücü vs ye gerek kalmadan izole bir şekilde bobin sürülür. Sanırım daha sağlıklı ve ucuz bir çözüm olur.
 

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
MCU atmega328p. Arduino ide ile kodluyorum.

Sistemde AC kullanma şansım yok. Öyle olsa süper olurdu. Sürücü işine bakıcam... Feyz aldığım bir sistem var elimde orda hip4080 + Numarasın hatırlamadığım bir akım kontrol entegresi kullanılmış güzel bir entegre ama pahalı biraz. Bu nedenle kullanmak istemiyorum. Referans aldığım devrede snubber yok sadece boboin uclarından gnd ye birer kondansatör var.

Snubber konusunda pratik tecrüben varmı? Aşağıdaki yapılardan hangisini tercih ederdin. Pratik olarak söyleyebileceğin 22nF,10R gibi değerler varmı? Ben b seçeneğini (RC) gözüme kestirdim. :D

1607666363123.png
 

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
High-Side Sürücü

1607678214224.png


Falstad : link

Şimdi benim anlamadığım kondansatör off durumunda iken gnd üzerinden şarj oluyor. Tamam burası güzelde H köprü haline getirdiğim zaman Gnd bağlantısı kesilecek. En azından ilk start anında kondasatör boş olacak. Bu ilk birkaç pulse i kaçırmak oluyorsa kötü...

Düşündüğüm gibi ilk durumda kondansatör boş ve ilk darbeyi kaçırıyor.

Link
 
Son düzenleme:

ismaily

Aktif Üye
Katılım
9 Ocak 2020
Mesajlar
126
Şimdi benim anlamadığım kondansatör off durumunda iken gnd üzerinden şarj oluyor. Tamam burası güzelde H köprü haline getirdiğim zaman Gnd bağlantısı kesilecek. En azından ilk start anında kondasatör boş olacak. Bu ilk birkaç pulse i kaçırmak oluyorsa kötü...

Düşündüğüm gibi ilk durumda kondansatör boş ve ilk darbeyi kaçırıyor.

Booststrap sürücülerle çalışırken bazı kurallar var.
Bootstrap kapasitörün şarj olması adına alt mos ON tutulurken üst mos PWM ile sürülür.
Üst mos kesime gittiğinde yükde enerjisini boşalttığında (ki burada da fast/slow decay gibi durumlar var.) üst mosun source bacağı yük üzerinden şase potansiyeline iner. Ki buda kapasitörün sarj olmasını sağlar. O yüzden booststrap sürücülerde max duty'nin sınırı var.

İlk çalışma anında da önce alt mos on yapılıp boost. cap'ın şarj olmasına izin verilirse alıntıladığım yer sorun oluşturmaz.

10-60 Hz düşük bir frekans. Ben olsam 10 Hz'i daha yüksek bir frekans ile modüle eder, PWM ile sürerdim. Ama boost.cap'ın değerini yeterince büyük tutup sürmek de olası.

Bir diğer konu da selenoid, motor gibi mekanik araçlarda, mekanik hareketin başlayabilmesi için daha yüksek akım gerektiği. Yani selenoid yerine varınca PWM duty'sini kısarak hem enerji tasarrufu sağlanır hemde asıl önemlisi selenoid'in daha az ısınması sağlanabilir.

Snubber konusunda çok bilgili değilim. Ya bilen birilerinden destek alıyorum. Yada zaten hesaplanmış, tasarlanmış kartın kodunu yazıyorum sadece.
Biliyorsundur zaten, nette hesaplayıcılar var. Hiç yoktan iyidir.
 

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
.

Bir diğer konu da selenoid, motor gibi mekanik araçlarda, mekanik hareketin başlayabilmesi için daha yüksek akım gerektiği. Yani selenoid yerine varınca PWM duty'sini kısarak hem enerji tasarrufu sağlanır hemde asıl önemlisi selenoid'in daha az ısınması sağlanabilir.

Snubber konusunda çok bilgili değilim. Ya bilen birilerinden destek alıyorum. Yada zaten hesaplanmış, tasarlanmış kartın kodunu yazıyorum sadece.
Biliyorsundur zaten, nette hesaplayıcılar var. Hiç yoktan iyidir.

Boostrap kullanmaktan vazgeçtim. P kanal kullanacağım. Yeterince iyi bir mos buldum. Rds 0.015 çok ısınmayacaktır. Pwm daha önce denedim. Selnoidin hareketini yavaşlatıyor. Bu istenmeyen bir durum. Ama donanım olarak yinede pwm pinlerini kullanacağım. Belki yazılımda tekrar denemeler yaparım.

Selenoid yerine varınca görev döngüsü tamamlanıyor ve akımı kesiyorum. Zaten kesmez isem akım alıp başını gidiyor. Moslar yanıyor.

Snunber konusunda biraz deneme yanılma olacak artık. Referans aldığım devrede bobin uclarından gnd ye birer smd 805 kondansör atılmış sadece. Bende mi öyle yapsam yoksa moslara paralel rc mi yapsam kararsızım.
 

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
Bu sefer projeyi tamamen kicad ile hazırladım. Açıkçası ilk başta biraz uyuz gelmişti bu kicad bana ama kullandıkça sevmeye başladım. Şiddetle tavsiye olunur.

1608143136933.png






1608143462732.png


Bu sefer sorun çıkmaz inşallah. Yarın birgün basarım pcb yi...
 
Son düzenleme:

Gokrtl

Gökhan Kartal
Staff member
Katılım
27 Şubat 2019
Mesajlar
8,086

Gokrtl

Gökhan Kartal
Staff member
Katılım
27 Şubat 2019
Mesajlar
8,086
Delik içi kaplamanın kolay olacağını bilsem prototip kart işine girmeyi düşünürdüm...


6622 eklentisine bak
Delik içi kaplamak çok kolay yav. Perçim tabancasının kalem boyutunda olanı var. Ona görede perçim uçları var. Deliğe geçirip "çıt" ettirdin mi tamamdır. Ciddiyim . Geçen bir videoda gördüm. :D
 

Endorfin35+

Kayıtsız Üye
Staff member
Katılım
1 Mayıs 2020
Mesajlar
2,943
Rivet deniyor onlara. Dez avantajları;

1. Çok küçük vialar için uygun değil. en küçükleri 0,7mm sanırım.
2. Delik içi kaplama da bir işlem ile bütün delikler kaplanıyor. rivet ile bir işlem bir delik.
3. Yüzeyde çıkıntılık yapıyor. Entegre altı geçişler için uygun değil.
4. İleride temazsızlık sorunu yaşamamak için hepsini sıkıştırmaya rağmen lehimlemek gerekiyor.

Velhasıl çok işe yaramaz...
 
Top