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主轴电机调速线路的研究与测试 (雕刻机开源项目中,目前讨论得最精彩的帖子)

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发表于 2009-9-13 21:12:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
根据我刚才测量出的数据,正式确定使用NE555产生的15K可调PWM线路,对我们的雕刻机主轴电机进行调速:


(原文件名:RPM-DC.PNG)

先上传我手焊的测试电路。使用Agilent E3644A 供电,减小因电源可能引起的干扰问题。


(原文件名:01.jpg)


(原文件名:01 电机与调整电路,留意电机主轴旁边的顶柱可以加装测试负载弹片.jpg)


以下为我测试与设计的最新版本线路。当然,离不开各位网友的帮助与意见,在此表示感谢。


(原文件名:SNAG-0030.jpg)


Frequency = 1.44 / (W1 * C4)
发表于 2009-9-13 21:18:15 | 显示全部楼层
这个电路PWM占空比10-90%,方波边沿两边有尖脉冲过冲
发表于 2009-9-13 21:18:32 | 显示全部楼层
555的电源干扰要处理的好,不然杂波很多这个。方波输出端考虑用电容耦合进去吗,耦合的波形还是可以的比没有耦合的,一般用1UF的此片可以搞掂。
 楼主| 发表于 2009-9-13 22:41:02 | 显示全部楼层
电路焊好了。用示波器测试了一下,结论是:

1. 可以达到99%的占空比。
2. 可以用电阻控制到最低占空比是10%,即电位器在最小值时仍能让电机慢慢转动,以免产生误会。
3. 波形有尖脉冲过冲,需要在IRFZ48N的栅级前加入一只15V的稳压管,保护G极电压不超过15V。
发表于 2009-9-13 22:52:33 | 显示全部楼层
滤波电容C3太小,起码加大10倍。
考虑加上刹车锁定功能
发表于 2009-9-13 22:53:18 | 显示全部楼层
555表现非常好,这颗IC的寿命如此之长自然有它的优势
发表于 2009-9-13 23:18:04 | 显示全部楼层
相比与用单片机进行pwm控制,这个电路有什么优势呢?
 楼主| 发表于 2009-9-13 23:27:38 | 显示全部楼层

P1  改成10K
C1  改成两只3.3nF并联
两个1N4148 改成 1N4819

用示TEK 示波器实测得到15.9KHZ的 PWM 信号。

最小占空比是:10%
最大占空比是:99%左右。

看来满足了我预期的要求。

明天早上接上IRFZ48N及电机,进行整体测试 ...
发表于 2009-9-13 23:34:08 | 显示全部楼层
这种功能用单片机可以说一点优势也没有。
发表于 2009-9-14 00:11:50 | 显示全部楼层
如果不加隔离或者其他处理.带载后G极方波会变得很差.
发表于 2009-9-14 00:23:06 | 显示全部楼层
再加点柴。
英文版
中文版

利用555定时器实现宽范围脉宽调制器(PWM)

脉宽调制器(PWM)常常用在开关电源(稳压)中,要使开关电源稳压范围宽(即输入电压范围大),可利用555定时器构成宽范围PWM。
仅需把一个二极管和电位计添加到异步模式运转的555定时器上,就产生了一个带有可调效率系数为1%到99%的脉宽调制器(图1)。它的应用包括高功率开关驱动的电动机速度控制。


(原文件名:555_Figure_01.gif)
图1:在555定时器电路中增加一个二极管和电位计可构成一个宽范围PWM

这个电路的输出可以驱动MOSFET去控制通过电动机的电流,达到平滑控制电动机速度90%左右。这也应用于灯光的控制,灯光的强度可得以有效控制。

另一个应用是在开关式电源。PWM调整允许一个可变的输出电压。可通过555定时器(5个引脚)VC终端的反馈来调节电压。一个超过调节阈值限制的输出电压将提前结束基于周期循环的PWM信号,以维持输出电压的稳定。微处理器可以通过数字电位计直接调节PWM去控制电动机速度、灯光强度或者电源输出电压。对于周期因子(DF):

(原文件名:555_Figure_03.gif)

其中,

(原文件名:555_Figure_04.gif)

而α是终端2和终端1之间电阻与终端3和终端1之间电阻的比值。选R3=R1,R2=100×R1,这时DF为1%至99%。如上所述,数字电位计可以代替R2。通过的电流有限是在该应用中使用数字电位计的主要约束。对于一个100kΩ的数字电位计,R1和R3可以达到1kΩ,则峰值电流为5mA。

标准二极管可在递减线性下当作D来使用。对于理想的二极管,k=0.693,则有:

(原文件名:555_Figure_05.gif)

DF和α之间为线性关系。图2显示了当α变化时VOUT的波形。

(原文件名:555_Figure_02.gif)
图2:这三个波形显示了VOUT如何随α变化而变化。

作者:Henry Santana,Kavlico Corp
=============
呵呵,原来在这里8楼就有详细的解释

<br>
<br>&#160;(原文件名:图2.gif)&#160;
=============
老外的图,是不是比3.2.3a少接一个VD2?
阿莫的楼主位公式是不是应该改成3.2.3b那样?
发表于 2009-9-14 00:36:03 | 显示全部楼层
注意散热
发表于 2009-9-14 00:53:22 | 显示全部楼层
发表于 2009-9-14 01:40:45 | 显示全部楼层
12V-24V电机调速控制器ourdev_480729.mht(文件大小:454K) (原文件名:12V-24V电机调速控制器.mht)
发表于 2009-9-14 03:12:22 | 显示全部楼层
为什么不IRF3205呢.......
发表于 2009-9-14 05:15:16 | 显示全部楼层
建议电位器用……这种多圈电位器:

 楼主| 发表于 2009-9-14 08:00:31 | 显示全部楼层
【11楼】 kinghai
注意散热
-----------------------
整个测试中,包括IRFZ48N 都是冰冷的。



【15楼】 Stitch
建议电位器用……这种多圈电位器:
------------------------
否决。只使用一圈就拧到头的电位器。这样我就能将它分成十等分。

你建议的这种多圈电位器,没有可操作性。


【9楼】 guo132
如果不加隔离或者其他处理.带载后G极方波会变得很差.
-----------------------
放心,到时会测试波形。
发表于 2009-9-14 11:11:26 | 显示全部楼层
电位器是否可以考虑2个方面的问题
1 用带开关电位器,关闭档设置为用PC端程序直接控制。旋转过开关后,成为调速。
2 电位器的稳定性很重要,在电机转动过程中,调整电位器的话,如果有电位器飞跳什么的,会导致电机速度瞬间变化。没有测试过,不知道会有多大的程度。
 楼主| 发表于 2009-9-14 11:37:24 | 显示全部楼层
【17楼】 dhyana
1 用带开关电位器,关闭档设置为用PC端程序直接控制。旋转过开关后,成为调速。
2 电位器的稳定性很重要,在电机转动过程中,调整电位器的话,如果有电位器飞跳什么的,会导致电机速度瞬间变化。没有测试过,不知道会有多大的程度。
--------------------------------------
1. 这个建议不好。DIY作品可以,如果作为正式产品不太规范。
   PC直接控制电机速度时,应该有很明显的开关位置告诉操作者。

2. 这个有点杞人忧天 :)
发表于 2009-9-14 11:49:43 | 显示全部楼层
哈哈,开始我就建议用NE555产生PWM.根据我开发过的几款调速器,15K是比较合理的.还有上图的R2应选10欧左右.47就点大了.
发表于 2009-9-14 11:52:51 | 显示全部楼层
还有C3的电源退藕电容能选1000UF以上是最好,建议4700UF.这样可以充分发挥电机的动态性能.
 楼主| 发表于 2009-9-14 11:59:28 | 显示全部楼层
【19楼】 QJD_LZF
哈哈,开始我就建议用NE555产生PWM.根据我开发过的几款调速器,15K是比较合理的.还有上图的R2应选10欧左右.47就点大了.
 
  
【20楼】 QJD_LZF
还有C3的电源退藕电容能选1000UF以上是最好,建议4700UF.这样可以充分发挥电机的动态性能.
-------------------------------
1. R2后面,G极前,会加入一只15V的稳压管。到时会详细测试一下波形的畸变及稳压管的过流能力决定电阻多大。初步算一下,10欧应该也没有问题。

2. 我们的24V主轴电机电源,已经有了4700uF 50V 的电容。 所以,这个电路只需要0.1uF 的电容已经够了。
发表于 2009-9-14 12:03:17 | 显示全部楼层
整个测试中,包括IRFZ48N 都是冰冷的。
    这上图表可以看得出电机空载时电流比较小的,这么小的电流都发热的话,那才是问题了.这个得益于电机的选型比较好吧.
不过从专业角度讲,过载测试是不可少的.也就是电机堵转舜间是否会烧驱动管.要是负载测试时温度不超50度.我觉得都比较满意.
发表于 2009-9-14 12:06:17 | 显示全部楼层
我们的24V主轴电机电源,已经有了4700uF 50V 的电容。 所以,这个电路只需要0.1uF 的电容已经够了。
    问题是你的电源板到这个驱动器板可能线太长了啊,至少得加1000UF的电容吧.距离很近的话那就不用说啦.
发表于 2009-9-14 12:38:44 | 显示全部楼层
555电源是否加个二极管呢,C3放在555电源
发表于 2009-9-14 12:58:37 | 显示全部楼层
最好闭环。
 楼主| 发表于 2009-9-14 13:20:04 | 显示全部楼层
【25楼】 lhlmm
最好闭环。
------------------
我们迟些会有像北京精雕54万元的机器那样的,希望到时能满足你的要求。


【23楼】 QJD_LZF 。
    问题是你的电源板到这个驱动器板可能线太长了啊,至少得加1000UF的电容吧.距离很近的话那就不用说啦.
------------------
呵呵,你总喜欢想当然。等我们公布图片后,你就会知道,这块调速板就是安装在电源板正上方的。
发表于 2009-9-14 14:25:43 | 显示全部楼层
【25楼】 lhlmm  
最好闭环。
------------------
我们迟些会有像北京精雕54万元的机器那样的,希望到时能满足你的要求。


???
只是发表自己的看法,不是要求,也不需要你来满足,况且我也不需要雕刻机。太敏感了,路过……哈哈
 楼主| 发表于 2009-9-14 14:30:41 | 显示全部楼层
【27楼】 lhlmm

只是发表自己的看法,不是要求,也不需要你来满足,况且我也不需要雕刻机。太敏感了,路过……哈哈
-----------------------
呵呵,敏感的是你。

我主持这个项目的一个最重要的职责,是将一些不着边际的意见否决 :)
发表于 2009-9-14 15:46:10 | 显示全部楼层
大家动手去做吧,有些东西只有你做了才知道是好的还是坏的,这个电路只是一个驱动60W小电机低压电路,说白了是个很简单的电路,那些用在高压高功率场合的措施是没必要计较的.

我正在着手设计一个基于555的,不同的是加上防过载防短路功能,只要测试通过,就没有什么可以批评拍砖的.
发表于 2009-9-14 15:56:25 | 显示全部楼层
问点题外的,这电路用什么工具画的,这么漂亮!谢谢!
发表于 2009-9-14 16:07:01 | 显示全部楼层
问下:mach本来的pwm主轴调速和这个后加的有啥区别?
发表于 2009-9-14 17:44:42 | 显示全部楼层
mark
发表于 2009-9-14 17:47:07 | 显示全部楼层
顺便问一下,如果现在只买龙门架的话,是不是可以快点交货的?我想偿试把阿莫的机子改用我的伺服直流驱动器玩玩.
 楼主| 发表于 2009-9-15 16:55:09 | 显示全部楼层
【33楼】 QJD_LZF
顺便问一下,如果现在只买龙门架的话,是不是可以快点交货的?我想偿试把阿莫的机子改用我的伺服直流驱动器玩玩.
-----------------------
抱歉我们已经向所有下了订单并且付了全款的网友承诺:严格按照订单顺序发货。虽然我们不公布排名,但收到货的网友可以私下校对,是否早下订单的早收到。如果发现不是,可以严肃的向我们投诉。这涉及诚信问题。

你是想将步进改成伺服,或只是主轴?
 楼主| 发表于 2009-9-15 16:58:15 | 显示全部楼层
今天下午我接上了IRFZ48N,进行了详细的测试,并且用TEK 示波器观察各点的波形。

测试我相信已经通过了。但有一些有趣的小细节,我将线路图画好并且更新后,再详细讨论。
发表于 2009-9-15 17:22:16 | 显示全部楼层
支持35楼 ,继续顶!
 楼主| 发表于 2009-9-15 23:22:08 | 显示全部楼层
刚才将我的试验结果更新在电路图上:

实测输出14.9K的PWM信号。


(原文件名:SNAG-0005.jpg)






有一个小细节,有人能解释吗?

IRFZ48N 的GS我加入了1K的电阻,是作为GS快速释放电荷使用的。将它换成10K 或100K ,用示波器看G极的极形,会在上升沿有一个1.4V左右的小尖峰。

将R3电阻焊走,这个小尖峰就会消失,G极上便能测得比较完美的脉冲波。
发表于 2009-9-15 23:44:12 | 显示全部楼层
抱歉我们已经向所有下了订单并且付了全款的网友承诺:严格按照订单顺序发货。虽然我们不公布排名,但收到货的网友可以私下校对,是否早下订单的早收到。如果发现不是,可以严肃的向我们投诉。这涉及诚信问题。

你是想将步进改成伺服,或只是主轴?

  我要改的话,X,Y.Z三轴都改成伺服的.
 楼主| 发表于 2009-9-15 23:47:15 | 显示全部楼层
【38楼】 QJD_LZF
  我要改的话,X,Y.Z三轴都改成伺服的.
---------------------------------------
这台机不值得作这么大的改动。

建议你留意我们迟些的球墨铸铁机型。
发表于 2009-9-15 23:55:57 | 显示全部楼层
7脚漏画了……
 楼主| 发表于 2009-9-16 00:02:14 | 显示全部楼层
呵,补上了。

知道为何GS加入1K,10K或100K的电阻,会有一个尖脉冲?
发表于 2009-9-16 00:33:53 | 显示全部楼层
尖向上的还是向下的?
按datasheet 555的3脚有50mA的拉低电流,1K电阻其实帮助不是太大,不要也没什么影响。要效果好的话就得图腾柱了。
 楼主| 发表于 2009-9-16 00:51:57 | 显示全部楼层
向上。

明天我将波形上传上来吧。


刚将完整的电路画完。 这个电路设有一个开关,决定主轴电机是否手工调速或是PC软件PWM调速。 为了方便操作,也另设一控制主轴电机是否关闭的开关。

光藕直接连接MOS管的波形是否符合要求,明天我会搭实物测试。如果波形失真较大,中间会再加一级8050.


(原文件名:SNAG-0006.jpg)
发表于 2009-9-16 07:20:16 | 显示全部楼层
这个电路有些地方要改进一下,呵呵


我个人觉得,有了光偶就可以省掉74HC14.有了HC14就可以省去光偶.
74HC14换成CD40106如何?这样就不用额外的5V电源了.
C2容量较大,是否在7812上并联反向二极管较为保险.
印象中的555第3脚,好象拉电流能力强,输出电流好象很弱


哈,不多说了,明天有空,我也去搭一个,测试测试看
发表于 2009-9-16 08:09:26 | 显示全部楼层
有一个小细节,有人能解释吗?

IRFZ48N 的GS我加入了1K的电阻,是作为GS快速释放电荷使用的。将它换成10K 或100K ,用示波器看G极的极形,会在上升沿有一个1.4V左右的小尖峰。

将R3电阻焊走,这个小尖峰就会消失,G极上便能测得比较完美的脉冲波。
*********************************************************************************

加了这个电阻,关断比较快,自然有过冲了.所以有些时候速度过快也不是件好事
发表于 2009-9-16 08:20:51 | 显示全部楼层
关注
 楼主| 发表于 2009-9-16 08:23:28 | 显示全部楼层
【44楼】 jj3055
我个人觉得,有了光偶就可以省掉74HC14.有了HC14就可以省去光偶.
74HC14换成CD40106如何?这样就不用额外的5V电源了.
C2容量较大,是否在7812上并联反向二极管较为保险.
印象中的555第3脚,好象拉电流能力强,输出电流好象很弱
----------------------------------------
1. HC14不能省。来自PC并口,或运动控制卡的信号会有差异。HC14将这类信号全部转成标准的TTL电平。
   有了标准的TTL电平,才能更可靠与没有意外的控制光偶。

2. 5V供电是来自接口板。配合光偶,才能产生地线隔离效果。也就是说,这5V电压,是完全与12V隔离的。
   12V是来自主轴电机的降压。
   我们的雕刻机,隔离设计很严谨的,保证了我们的电路的稳定性与可靠性。

   详情请参考:开源雕刻机的供电方案与光电隔离方案讨论

3. 7812加入反向二极管的作用,仅仅是在关机的时候,能快还将C2的电荷放掉。还有其它用途吗?
   如果没有,其实不加也完全没有问题。
   当然,加入感觉严格一点。

4. IRF的驱动电流不用大。最重要的波形好。我一会展示的波形图片,你就会发现,波形是很好的 :)
   驱动电流我觉得不要太大,否则有过冲时,15V的稳压管反而可能承受不了。







【45楼】 jj3055
加了这个电阻,关断比较快,自然有过冲了.所以有些时候速度过快也不是件好事
-------------------------------------------------------------------------
你可能理解错了。我说是G极上的波形,不是说D极上的波形 :)
发表于 2009-9-16 08:59:40 | 显示全部楼层

(原文件名:ourdev_481325.jpg)
 楼主| 发表于 2009-9-16 09:04:36 | 显示全部楼层
【48楼】 makesoft
-----------------------
请给出详细的线路,并且标注零件的型号。谢谢。

方向性的建议对我们没有帮助。因为每一个建议,我均会测试后才能确定。
 楼主| 发表于 2009-9-16 10:25:12 | 显示全部楼层
将焊的板上的L7812CV换成78L12,按上面jj3055的建议在78L12加入一只放电二极管1N4148, 电路图更新为:


(原文件名:SNAG-0012.jpg)


78L12 的管脚为:


(原文件名:SNAG-0013.jpg)
 楼主| 发表于 2009-9-16 10:45:50 | 显示全部楼层
再修改一下:

1. PC PWM 信号加一个上拉高电平电阻。没有信号输入时,保持高电平(与PC机的状态一致)。

2. 将光偶的输出端的电阻与输出位置调整一下。 让PC没有PWM信号时,电机不会转动。


(原文件名:SNAG-0014.jpg)
发表于 2009-9-16 10:53:49 | 显示全部楼层
【37楼】 armok 阿莫
有一个小细节,有人能解释吗?

IRFZ48N 的GS我加入了1K的电阻,是作为GS快速释放电荷使用的。将它换成10K 或100K ,用示波器看G极的极形,会在上升沿有一个1.4V左右的小尖峰。

将R3电阻焊走,这个小尖峰就会消失,G极上便能测得比较完美的脉冲波。


这个是由于MOSFET的米勒电容引起的,米勒电容就是CGD。这个尖峰在这个电路上是可以不需要理会的。GS上还是并入一个10K的电阻为好。
 楼主| 发表于 2009-9-16 11:11:16 | 显示全部楼层
【52楼】 zhangna_901887
这个是由于MOSFET的米勒电容引起的,米勒电容就是CGD。这个尖峰在这个电路上是可以不需要理会的。GS上还是并入一个10K的电阻为好。
-----------------------------
如果这个米勒电容有影响,应该是上降沿会减慢一点不会那么陡,但不应该会有一个尖峰的吧。

波形图已经更新到55与56楼。 从波形图上,我觉得不应并上这个10K的电阻啊。
 楼主| 发表于 2009-9-16 11:21:04 | 显示全部楼层
先上传我手焊的测试电路。使用Agilent E3644A 供电,减小因电源可能引起的干扰问题。


(原文件名:01.jpg)


(原文件名:01.jpg)

注意1N5819与电位器的方向。下图的方面,才能保证电位器顺时针拧动时,电机的转速增加。


(原文件名:02.jpg)
 楼主| 发表于 2009-9-16 11:32:54 | 显示全部楼层
IRFZ48N 的G,S间没有并任何电阻时的波形图:

注意最后一张,已经达到几乎99.5%的点空比。在极限情况下,从16.8K的频率变成了23K。 这种情况在实际使用中仍可接受。

在占空比10%到90%时,频率还是相当稳定的,测量的结果是16.8K左右。


(此电路的最低占空比。我要控制住不能过低,最低的占空比应该能让电机转动。)


(原文件名:SNAG-0017.jpg)


(此电路的最高占空比,接近99.5%。)
 楼主| 发表于 2009-9-16 11:39:50 | 显示全部楼层
IRFZ48N 的GS并上10K电阻的波形图:

尖峰的幅度约1.4V左右。


(RFZ48N 的GS并上10K电阻的波形图。此电路的最低占空比。我要控制住不能过低,最低的占空比应该能让电机转动)


(RFZ48N 的GS并上10K电阻的波形图。原文件名:SNAG-0001.jpg)


(RFZ48N 的GS并上10K电阻的波形图。此电路的最高占空比,接近99.5%)
发表于 2009-9-16 12:27:44 | 显示全部楼层
关于那个C2电容的容量似乎对于78L12来说有些大,在通电的瞬间会产生一个比较大的充电电流,78L12的极限输出电流似乎是100mA。
对于那个MOS管的驱动方式似乎得满足饱和导通时 20>VGS>0的条件否则可能会发热。
发表于 2009-9-16 12:29:19 | 显示全部楼层
学习了
 楼主| 发表于 2009-9-16 12:34:27 | 显示全部楼层
470uF的电容是希望能为NE555提供充足的瞬时电力供应,改善波形的输出效果。

至于通电的一瞬间从7812冲电,这个不用太担心,7812本身有保护机制,并且时间极短,不会对它的寿命造成损害。

IRFZ48N典型输出特性, 可以看出,10V已经OK,不需要20V。


(典型输出特性)

STATIC CHARACTERISTICS 静态特性: (25度条件下)
-----------------------------------------------------------------
Drain-source breakdown voltage 漏源击穿电压         : 55V (-55度时为50V)
Gate threshold voltage 栅极阈值电压                 :最小2V,典型3V,最大4V
Zero gate voltage drain current 零栅极电压时的漏电流: 典型0.05uA, 最大10uA(175度时500uA)
Gate source leakage current 栅源漏电流              : 典型0.02uA, 最大1uA(175度时20uA)
Gate-source breakdown voltage 栅源击穿电压          : 最小值16V
Drain-source on-state resistance 导通电阻           :典型12mΩ,最大16mΩ(175度时30mΩ).


可以看到,16V以上就可能产生击穿,损坏MOS管。所以,我在GS上并了一只15V的稳压管。

我编写过IRFZ48N的详细技术资料,请参考: http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3578176&bbs_page_no=1&bbs_id=1027
发表于 2009-9-16 12:48:22 | 显示全部楼层
O了,对这个MOS不太了解,我常用5NF75这个管子。不知道这样效果怎么样没有进行仿真,如果有兴趣你可以试下

(原文件名:辅助下拉驱动.jpg)
发表于 2009-9-16 13:01:22 | 显示全部楼层
【56楼】 armok 阿莫  

IRFZ48N 的GS并上10K电阻的波形图:

尖峰的幅度约1.4V左右。
------

改变栅极驱动电阻Rg,可以改善,GS电阻应该并;最好加一级推挽驱动
 楼主| 发表于 2009-9-16 13:05:24 | 显示全部楼层
【61楼】 renren1231
改变栅极驱动电阻Rg,可以改善,GS电阻应该并;最好加一级推挽驱动
----------------------------
NE555 的驱动能力够强的。

如果并入GS电阻,再加一级推挽驱动(图腾柱),我感觉对波形应该没有什么改善。
发表于 2009-9-16 13:29:08 | 显示全部楼层

(原文件名:未命名002.jpg)
改变栅极电阻应该可以改善的,如果对波形的上升下降要求严格可以用上面电路
推挽驱动只是提供更强的推动能力
Cx为管子的寄生电容,它和栅极电阻对管子的驱动波形影响很大,还有PWM的频率
 楼主| 发表于 2009-9-16 13:39:26 | 显示全部楼层
【63楼】 renren1231
------------------------
请注明电阻值等参数,我直接可以做实验。

注: 三极管就使用 8050,8550, 或 3904,3906 吧。我手上有 :)
发表于 2009-9-16 13:51:15 | 显示全部楼层
具体参说恐怕你要试验对比一下再确定
三极管就使用 8050,8550足够了,D1,D2用IN4148,
根据Cx,选R1(决定上升沿波形),R2(决定下降沿波形),Rg要比R1,R2都大
 楼主| 发表于 2009-9-16 14:00:12 | 显示全部楼层
你就建议一个大概的数值吧。。谢谢。否则很难做实验。就算做出来,也可能与你的设想相差较远。
发表于 2009-9-16 14:13:24 | 显示全部楼层
莫哥,这个是MOS的米勒缘故造成的,米勒电容在MOSFET内部的等效是CGD,不是CGS。
发表于 2009-9-16 14:19:19 | 显示全部楼层
R1,10-12R,R1,8.2或15R,Rg,20R,Rgs 5.6k

大概的数值,还要实验调整;
 楼主| 发表于 2009-9-16 14:27:33 | 显示全部楼层
【67楼】 zhangna_901887
莫哥,这个是MOS的米勒缘故造成的,米勒电容在MOSFET内部的等效是CGD,不是CGS。
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你这样一说,我就明白了。

这样看来,加入一个图腾柱试试。



【68楼】 renren1231
R1,10-12R,R1,8.2或15R,Rg,20R,Rgs 5.6k
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谢谢。是8050与8550吧。
发表于 2009-9-16 16:28:35 | 显示全部楼层
其实并不是加上电阻后过冲了,而是加上电阻后把过冲放掉了。

我把两个波形叠加在一起,你就可以看出来了:


(原文件名:5.jpg)
 楼主| 发表于 2009-9-16 16:33:22 | 显示全部楼层
【70楼】 xmysz
其实并不是加上电阻后过冲了,而是加上电阻后把过冲放掉了。
我把两个波形叠加在一起,你就可以看出来了:
-------------------------------------
厉害!
这个新理论更有说服力啊。
发表于 2009-9-16 16:36:04 | 显示全部楼层
既然10V的Vds可以,把稳压管还成10V吧。
 楼主| 发表于 2009-9-16 16:40:42 | 显示全部楼层
【72楼】 kalo
既然10V的Vds可以,把稳压管还成10V吧。
-------------------------
稳压管的速度能达到吗? 看起来应该是可以的。看起来是一个可行的方案。

我手上有5.1V的,两支串起来试试 :)
发表于 2009-9-16 18:09:29 | 显示全部楼层
【70楼】 xmysz 看的仔细
从70楼图片看,,是并的电阻把输入电容(即寄生电容)Cgs消耗掉了,并不是米勒电容的影响
这样看【68楼】的参数不能解决问题,【63楼】 的电路适合大输入电容的管子,这里不需要这么复杂,把D1,R1,D2,R2去掉,
增大Rgs值,用100k试试,见过别人用1M的,当时还琢磨是不是太大了,
————————-
【73楼】 armok 阿莫
【72楼】 kalo  
既然10V的Vds可以,把稳压管还成10V吧。
-------------------------
稳压管的速度能达到吗? 看起来应该是可以的。看起来是一个可行的方案。

我手上有5.1V的,两支串起来试试 :)
————————————
速度完全够用,我试过35K的,一点不影响,只是12电源,用10v,会增加点功耗(如果驱动更大功率的管子稳压管会发烫),
用10v稳压管估计Rg要稍微小点
发表于 2009-9-16 20:16:16 | 显示全部楼层
【47楼】 armok 阿莫
3. 7812加入反向二极管的作用,仅仅是在关机的时候,能快还将C2的电荷放掉。还有其它用途吗?
   如果没有,其实不加也完全没有问题。
   当然,加入感觉严格一点
++++++++++++++++++++++++++++++++++++
加入反向二极管是为了防止C2反向放电损坏7812.一般情况下7812的输入端节的电容容量,要远远大于输出端接的电容。所以在关机时不存在C2向7812反向放电得问题。但是在输入端意外短路时,则会出现C2向7812放电的问题。所以最好还是加上反向二极管
 楼主| 发表于 2009-9-17 11:05:22 | 显示全部楼层
为了更清楚的验证【70楼】 xmysz “其实并不是加上电阻后过冲了,而是加上电阻后把过冲放掉了。 我把两个波形叠加在一起,你就可以看出来了”

我重新做了一次测试。这一次电位器没有动,甚至是在通电的时候断开与接上10K的GS电阻的:


GS没有接电阻 (原文件名:SNAG-0034.jpg)


GS接了10K的电阻 (原文件名:SNAG-0035.jpg)
 楼主| 发表于 2009-9-17 11:12:18 | 显示全部楼层
顺便做一个 R2 电阻的测试。GS没有接电阻。


从图中看出,电阻越小,高电平下降到低电平时的向下尖峰就越大。

10欧左右看来是比较适合。



(R2=0欧)




(R2=5欧)



(R2=10欧)



(R2=20欧)




(R2=39欧)



(R2=50欧)



(R2=80欧)




(R2=100欧)



(R2=1K)
 楼主| 发表于 2009-9-17 11:35:40 | 显示全部楼层
最后补一张 R2=0欧,RGS=10K的波形:


(原文件名:SNAG-0045.jpg)
 楼主| 发表于 2009-9-17 12:06:39 | 显示全部楼层
再来测试,将GS上的15V稳压管,换成10V的效果。 由于我手上只有5V1的,两只串起来,应该是10.2V。

效果十分令人振奋,问题解决了!


R2=10欧, Rgs=10K , 没有稳压管时的波形:



(原文件名:SNAG-0047.jpg)


R2=10欧, Rgs=10K , 接上10.2V稳压管:


(原文件名:SNAG-0046.jpg)
发表于 2009-9-17 12:10:15 | 显示全部楼层
阿莫的测试很详细了,可以看出,R2=10,GS不接电阻的波形已经很好了,可以实用了。

但作为技术探讨,为什么会出现加不加电阻波形差别这么大的情况,我简单仿真了一下,没试出来,请高手解答吧
 楼主| 发表于 2009-9-17 12:20:22 | 显示全部楼层
【80楼】 xmysz
阿莫的测试很详细了,可以看出,R2=10,GS不接电阻的波形已经很好了,可以实用了。
--------------------------------
我认为应该接GS=10K的。原因是: 我们前面有一个开关切换两个电路(PC或手工控制), 在意外情况下,希望G极的情况电平是稳定的。

加入了10V稳压管,解决了这个问题。


作为技术探讨,我认为就算加入图腾柱,也不能有效的解决这个波形问题。没想到简单的稳压管解决了。



另: 有人能知道,如何更完美的将下面箭头的反向尖峰消除?


(原文件名:SNAG-0046.jpg)
发表于 2009-9-17 12:43:26 | 显示全部楼层
加入10V稳压管并不合适,要加12V以上的,否则555输出已经到12V了,通常还会有些误差,稳压管会走比较大的电流。

向下的尖峰似乎没有办法减掉。
发表于 2009-9-17 12:52:21 | 显示全部楼层
mark!
 楼主| 发表于 2009-9-17 12:55:22 | 显示全部楼层
【82楼】 xmysz
加入10V稳压管并不合适,要加12V以上的,否则555输出已经到12V了,通常还会有些误差,稳压管会走比较大的电流。
---------------------
请看79楼的图。

我用TEK示波器上的光标功能,测量出的数值为:

R2=10欧, Rgs=10K , 没有稳压管时, 实测得最大尖峰幅度是12.3 V,其它平坦部分幅度是:10.9V

R2=10欧, Rgs=10K , 接上10.2V稳压管, 实测得幅度是10.4V


考虑零件的差异性,及排除一些风险因素,10V的稳压管应该是最适合的。
发表于 2009-9-17 12:59:38 | 显示全部楼层
可以这样测试一下,把555的电源抬高零点几伏,这样做是为了把误差考虑进去,然后用示波器两根表笔分别测量R2的前后端,看下压降是多少,然后算一下电流,这样就可以知道流经稳压管的电流了,如果不大,那倒是可以。
 楼主| 发表于 2009-9-17 13:03:21 | 显示全部楼层
【85楼】 xmysz
可以这样测试一下,把555的电源抬高零点几伏,这样做是为了把误差考虑进去,然后用示波器两根表笔分别测量R2的前后端,看下压降是多少,然后算一下电流,这样就可以知道流经稳压管的电流了,如果不大,那倒是可以。
------------------------------
现在给稳压管切掉的,只有0.5V。

整齐切掉的效果是最好的。仅仅切掉尖峰,并且不伤及平坦部分,在实际生产上是没有什么价值的。
发表于 2009-9-17 13:04:23 | 显示全部楼层

(原文件名:01.jpg)
?

关断造成的

可以用驱动栅极的电阻开通和关断不同阻,值如【63楼】电路
或者下面代替你电路图中R2

(原文件名:02.jpg)

(原文件名:003.jpg)

用10V稳压管增加功耗,这里没问题,若果大功率管子,比如200A模块就肯定不行了
 楼主| 发表于 2009-9-17 13:12:54 | 显示全部楼层
【87楼】 renren1231  
或者下面代替你电路图中R2
--------------------------
R2电阻只有10欧。

你上面推荐的阻值是多少? 二极管用1N5819?  我可测试一下。
 楼主| 发表于 2009-9-17 13:22:51 | 显示全部楼层
【87楼】 renren1231

果然厉害!

(用1N5819 并联 100欧的多圈精密电位器)串联原来的10欧R2,  调试100欧的多圈电位器到22欧左右,负尖峰也消除了。而且正向波形没有任何改变!



((用1N5819 并联 100欧的多圈精密电位器)串联原来的10欧R2,  调试100欧的多圈电位器到22欧左右)

将波形放大:


(原文件名:SNAG-0050.jpg)







(仅是10欧R2的波形)
发表于 2009-9-17 13:36:05 | 显示全部楼层
请教renren1231,下冲尖峰是怎么产生的呢?
发表于 2009-9-17 13:45:57 | 显示全部楼层
输入电容,也就是管子寄生电容Cgs
 楼主| 发表于 2009-9-17 13:46:21 | 显示全部楼层
renren1231 看来是超级高手。

非常感谢。你在那个城市的? 在广东的话我们有机会聚一下。
 楼主| 发表于 2009-9-17 14:05:19 | 显示全部楼层
更新一下最新电路图,保存胜利果实。


(原文件名:SNAG-0052.jpg)


下一步就调试光偶部分。即PC PWM 软件控制主轴的速度。
发表于 2009-9-17 14:52:51 | 显示全部楼层
论坛牛人辈出啊
 楼主| 发表于 2009-9-17 15:39:56 | 显示全部楼层
一个新问题: 加入了10V稳压管后,NE555的功耗大增。 78L12 工作起来有点发热。

重新换回L7812CV。 体积大很多,测试后散热能满足严格要求。(用手摸基本没有热的感觉)。
发表于 2009-9-17 16:12:37 | 显示全部楼层
消除正向尖峰,只需在NE555输出引脚3脚到电源8脚之间接一个2K左右的上拉电阻即可,并不需要10.2V稳压管,78L12也不热。
为消除反向尖峰而加入的R3、D3,是牺牲下降沿的速度,增加了管子的关断损耗,也就是管子发热多一点点。
 楼主| 发表于 2009-9-17 16:29:25 | 显示全部楼层
【96楼】 cowboy
消除正向尖峰,只需在NE555输出引脚3脚到电源8脚之间接一个2K左右的上拉电阻即可,并不需要10.2V稳压管,78L12也不热。
为消除反向尖峰而加入的R3、D3,是牺牲下降沿的速度,增加了管子的关断损耗,也就是管子发热多一点点。
------------------------------
1. NE555输出引脚3脚到电源8脚之间接一个2K左右的上拉电阻,我一会测试。

2. 无论是否接R3,D3, IRFZ48N均是冰冷的。
发表于 2009-9-17 16:42:57 | 显示全部楼层
mark 一下 多谢
 楼主| 发表于 2009-9-17 17:03:05 | 显示全部楼层
NE555输出引脚3脚到电源8脚之间接一个2K2的上拉电阻,测试结果来了,完全没有效果


(原文件名:SNAG-0000.jpg)


拆走刚才的2K2电阻,重新接上10V稳压管,波形图:

(原文件名:SNAG-0003.jpg)
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