Ansteuerung der Niederspannungs-H-Brücke direkt von der MCU

Ich muss einen kleinen (3,6 V, <1 A) Bürstenmotor bidirektional mit einer PIC-MCU antreiben. Mein verfügbarer Platz ist äußerst begrenzt, daher möchte ich sowohl für den Motor als auch für den PIC eine einzige 3,6-V-Stromversorgung und ein Minimum an Treiberschaltungen verwenden.

Ich habe keinen speziellen Motortreiber-IC gefunden, der mit dieser niedrigen Spannung arbeitet, daher scheint eine diskrete H-Brücke die am besten geeignete Antriebsanordnung zu sein. Ich habe die NXP PMV30UN und PMV32UP als geeignete Treiber-MOSFETS (N-Typ und P-Typ) identifiziert (Leitungskarte hier ).

Da sowohl PIC als auch Motor dieselbe Stromversorgung verwenden, ist es möglich, auf die gesamte übliche Treiberschaltung für eine H-Brücke zu verzichten und die Transistoren wie folgt nahezu direkt mit den MCU-Pins zu verbinden? Gibt es irgendwelche Fallstricke dabei, die ich beachten sollte?

Schema

(Das Induktorsymbol ist der Motor und RB0 und RB1 sind die PIC-Pins (CMOS-Ausgänge, die von derselben 3,6-V-Versorgung angesteuert werden)).

Möglicherweise möchten Sie externe Rücklaufdioden an den MOSFETs in Betracht ziehen, um sie vor der Gegen-EMK zu schützen.
@helloworld922 - Der Gedanke hat seine Berechtigung, aber in den meisten Fällen passiert in dieser Anordnung "Schutz". Wenn beispielsweise oben links und unten rechts eingeschaltet sind und dies auf oben rechts und unten links vertauscht wird, tauscht die Motorinduktivität die Polarität und wird mit den neuen Ein-Schaltern verbunden. Wenn Sie beispielsweise von TL-BR zu BL-BR wechseln (der Motor wird jetzt nicht mit Strom versorgt), haben Sie einen geschlossenen Pfad durch Motor-FET1-Masse-FET2-Motor und Sie erhalten einen Motorstoß als regeneratives Bremsen. Die einzige Zeit, in der der Motor "frei" ist, wenn dann, ist während des Umschaltens der Überkreuzung. Reihengegenläufige Zener über den Motor fangen das ein.

Antworten (1)

Es sollte funktionieren, solange Sie die FETs nicht mit einer hohen Frequenz ansteuern möchten (und da es sich um einen Motor handelt, sollten Sie dies auch nicht müssen).

Sie werden ein gewisses "Durchschießen" erhalten, wenn Sie von hoch nach niedrig oder zurück wechseln, wenn sowohl die oberen als auch die unteren FETs zusammen eingeschaltet sind. Dies wird wahrscheinlich akzeptabel sein, solange Ihre Netzteile nicht super leistungsfähig und Ihr Switching super langsam ist.

Sie benötigen wahrscheinlich überhaupt keine Gate-Treiberwiderstände, da Ihr Treiberstrom begrenzt ist und Sie alles tun können, um die Übergangszeiten zu beschleunigen.

PMV30UN Datenblatt
Cin ~= 600 pF

PMV32UP Datenblatt
Cin ~= 1000 pF

P-Kanal hat etwas mehr Gate-Kapazität. Bei beispielsweise 10 ^ -9 pF und 20 mA Gate-Ansteuerung erhalten Sie ~ = 1 V Gate V-Änderung pro 10 ^ -9 / 0,02 = << 1 uS. = Okay.

Da FETs sehr niedrige Vgsth haben, werden beide dazu neigen, als Vin-Durchgang eingeschaltet zu sein. Der Motor wird also nie getrennt. Wenn Sie höhere Vgsth-FETs hätten, so dass bei Vin = 1/2-Versorgung beide ausgeschaltet waren, könnte der Motor induktiv klingeln - daher wären dann in Reihe geschaltete Zener über dem Motor nützlich. Ebenso kann eine kleine Kappe über dem Motor für die Unterdrückung von Kommunikationsrauschen nützlich sein. Klein.

Wahrscheinlich unnötig, aber ein in Sperrrichtung vorgespannter kleiner Schottky an Gates direkt neben FETs hilft bei der Bewältigung des Gate-Klingelns, wenn dies ein Problem darstellt. Du bräuchtest 4 - jeweils einen pro FET angeschlossenen SG.

Um den Motor zu stoppen, entfernen Sie die Stromversorgung, indem Sie beide Eingänge nach oben oder beide nach unten schalten. Dadurch werden sowohl Up-FETs als auch Boty-Down-FETs eingeschaltet, und Sie erhalten ein hartes dynamisches Bremsen. Das ist in Ordnung, solange Sie es erwarten. Sie können dies nicht mit Toren wie gezeigt verhindern. Wenn dies nicht akzeptabel ist, können Sie ein FET-Paar wie gezeigt auf einer Seite und 2 separat auf der anderen Seite (3 Treiberleitungen) ansteuern, sodass Sie einen echten Aus-Zustand haben können. Sie müssen dann auch den reaktiven Tritt des Motors ausschalten, der nach einem Ort sucht, an dem er brüskiert werden kann.

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