3-Phasen-Spannungswandler für BLDC-Motor. N Mosfet wird heiß. Warum?

Treiberschaltung

Ich mache einen bldc-Motor und anbei ist meine 3-Phasen-Stromtreiberschaltung. A, B, C stehen für die Phasen des Motors (Y-Wicklung). Die Steckdosen hinter den bjt gehen in den Arduino-Mikrocontroller. Die verwendeten bjts sind NPN 2n3904.

Die oberen Mosfets sind P-Channels (FQP7P06) und die unteren Mosfets sind N-Channels (IRF610PBF) . Meine Zustandsmaschine verwendet derzeit kein PWM (digitalWrite wird verwendet).

F. Meine N-Kanäle sind selbst mit 0,8 Ampere sehr heiß und der Motor funktioniert nicht. Ich habe meine Statemachine- und Circuit-Verbindungen mehrmals überprüft, bin mir aber nicht sicher, was ich falsch mache. Meine Hallsensoren sind 60 Grad voneinander entfernt positioniert. VCC=6-12V je nach Stromaufnahme.

Der folgende Link wurde als Referenz für die Aktivierung der Mosfets verwendet.

Mosfet-Nutzung und p-vs-n-Kanal

Ihre Hilfe wäre sehr willkommen.

Kann viele Gründe haben. Aber ist Ihnen aufgefallen, dass das Gate von N1 mit nichts verbunden ist? Ist die Schaltung so aufgebaut? Mit schwebendem N1? Andernfalls würde ich vermuten, dass die Gates aufgrund des relativ schwachen 10k-Widerstands langsam übergehen. Das NMOS kann schnell ausgeschaltet werden, schaltet sich aber wahrscheinlich langsam ein. Das PMOS kann sich schnell einschalten, schaltet sich aber wahrscheinlich langsam aus. Sie verdienen einige Punkte für das Posten eines Schaltplans mit Referenzbezeichnern und das Bereitstellen eines Links.
Hallo, nein, das war ein Fehler im Schaltplan. Die Schaltung wurde korrekt ausgeführt. Ich habe eine neue Frage. Kannst du es bitte anschauen. electronic.stackexchange.com/questions/224758/…

Antworten (2)

Das Problem

Der Grund, warum die von Ihnen ausgewählten N-Kanal-MOSFETs heiß werden, liegt darin, dass sie einen miserablen Durchlasswiderstand haben:

Bei nur 800 mA leiten die Transistoren etwa 1 W Wärme ab. Die Verlustleistung vervierfacht sich jedes Mal, wenn Sie den Strom verdoppeln (P = I²R).

Ohne Kühlkörper beträgt der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Atmosphäre etwa 62 °C/W, was bedeutet, dass selbst 1 W die Sperrschichttemperatur bei Betrieb bei Raumtemperatur auf 83 °C erhöht, weshalb sie sich heiß anfühlen .

Lösungen

  • Erwerben Sie N-Kanal-MOSFETs, die für diese Aufgabe besser geeignet sind. Sie müssen niedrige Spannungen (<30 V) und hohe Ströme (>5 A) schalten, haben sich aber für einen Hochspannungs-Niedrigstrom-MOSFET entschieden. Einige geeignete MOSFETs als Beispiel: AON7752 , AOD516 , BSC886N03LS G , EKI04047 . Beachten Sie, dass der Rdson (Widerstand im eingeschalteten Zustand) weniger als 10 Milliohm beträgt (sehr geringe Leitungsverluste) und die Schwellenspannung (Vgsth) weniger als 4 V beträgt (wichtig, wenn die Versorgungsspannung in Ihrem Schaltkreis niedrig ist).

  • Holen Sie sich bessere P-Kanal-MOSFETs. Obwohl sie für die Aufgabe nicht so ungeeignet sind wie der IRF610PBF, sind die von Ihnen ausgewählten P-Kanal-MOSFETs immer noch nicht sehr gut für das, wofür Sie sie verwenden möchten. Beispiel: I80P03P4L_07-DS , AOI4185 .

  • Kühlen Sie die Transistoren, wenn noch viel Wärme produziert wird. Beachten Sie, dass die Drains der Transistoren elektrisch mit den Kühllaschen verbunden sind, also müssen Sie sie voneinander isolieren.

  • Wenn die Transistoren bei höheren PWM-Frequenzen viel heißer werden, möchten Sie wahrscheinlich einen geeigneten Push-Pull-Gate-Treiber hinzufügen. Sie können entweder selbst einen aus diskreten Komponenten entwerfen oder einfach einen speziell angefertigten Chip kaufen.

Kaufen Sie nicht nur die von mir aufgelisteten Teile, sondern suchen Sie mit den parametrischen Suchwerkzeugen, die Distributoren wie Digikey, Mouser oder Farnell anbieten, nach geeigneten Komponenten. Es stehen buchstäblich Tausende von MOSFETs zur Auswahl.

"Die Verlustleistung steigt exponentiell mit höherem Strom." Du meinst quadratisch ;)
@marcelm oops, danke, dass du mich korrigiert hast. Jetzt behoben.

Haben Sie die VGS-Spannung überprüft, ob sie ausreichend ist, da im Falle einer Inkonsistenz die Rds eingeschaltet ein Problem verursachen kann. Versuchen Sie auch, vgs mit einem 10k-Widerstand zu verbinden, um sicherzustellen, dass der Übergang des Gates schnell ein- und ausgeschaltet wird.

3-Phasen-Spannungswandler für BLDC-Motor. N Mosfet wird heiß. Warum?
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