Info su pilotaggio PWM di un carico induttivo

[Markozy]

Salve a tutti,
ho un dubbio che mi coglie riguardo al circuito che segue.

Si tratta di uno schema per il pilotaggio di un carico induttivo (in pratica
un'elettroiniettore) con controllo di corrente in PWM.

:La mia domanda è: che differenza c'è tra usare lo schema sotto riportato e
il classico schema in cui è presente solo il diodo di ricircolo considerando
che, viste le forme d'onda applicate, il percorso verso il terminale
positivo è sempre presente quando l'NMOS sta pilotando il carico?

Grazie a chi mi dipanerà il dubbio.

Marco

[FIDOCAD ]
MC 177 143 0 0 410
MC 192 128 3 0 200
MC 212 118 3 0 130
MC 192 158 0 0 040
LI 192 128 192 133
LI 192 133 212 133
LI 212 133 212 118
LI 212 108 212 83
LI 212 83 192 83
LI 192 83 192 88
LI 192 153 192 158
MC 162 143 0 0 080
LI 177 143 172 143
MC 192 78 3 0 010
LI 192 78 192 83
MC 175 111 0 0 080
LI 168 111 175 111
LI 185 111 192 111
MC 177 97 2 1 310
LI 192 106 192 113
LI 177 97 168 97
LI 168 97 168 111
TY 159 146 5 3 0 0 0 * 10ohm
TY 170 113 5 3 0 0 0 * 10Kohm
MC 134 107 0 0 300
LI 77 107 82 107
LI 82 107 82 90
LI 82 90 104 90
LI 104 90 104 107
LI 104 107 112 107
MC 149 117 0 0 040
MC 120 107 0 0 080
MC 154 97 0 0 080
LI 154 97 149 97
LI 168 97 164 97
LI 130 107 134 107
LI 162 143 157 143
LI 157 143 121 143
LI 121 143 120 143
LI 74 143 82 143
LI 82 143 82 127
LI 82 127 87 127
LI 87 127 90 127
LI 90 127 90 143
LI 90 143 91 143
LI 91 143 91 127
LI 91 127 92 127
LI 92 127 92 143
LI 92 143 93 143
LI 93 143 93 127
LI 93 127 94 127
LI 94 127 94 143
LI 95 142 95 127
LI 95 127 96 127
LI 96 127 96 143
LI 96 143 97 143
LI 97 143 97 127
LI 97 127 98 127
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LI 98 143 99 143
LI 99 143 99 127
LI 99 127 100 127
LI 100 127 100 143
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LI 101 143 101 127
LI 101 127 102 127
LI 102 127 102 143
LI 102 143 103 143
LI 103 143 103 127
LI 103 127 104 127
LI 104 127 104 143
LI 94 143 95 143
LI 104 143 111 143
TY 148 89 5 3 0 0 0 * 4.7Kohm
TY 117 110 5 3 0 0 0 * 10Kohm
TY 117 94 5 3 0 0 0 * Signal NPN
TY 164 83 5 3 0 0 0 * Power PNP
TY 196 140 5 3 0 0 0 * Power NMOS

[Englishman]

Post by Markozy
che differenza c'è tra usare lo schema sotto riportato e
il classico schema in cui è presente solo il diodo di ricircolo

Che nello schema riportato, durante il tempo in cui il segnale di
consenso e' basso, l' elettroiniettore e' bloccato?

[alfio]

Post by Englishman

che differenza c'č tra usare lo schema sotto riportato e
il classico schema in cui č presente solo il diodo di ricircolo

Che nello schema riportato, durante il tempo in cui il segnale di
consenso e' basso, l' elettroiniettore e' bloccato?

sicuro ?
secondo me portare a 0 il "consenso" serve per avere uno spegnimento
piu' rapido dell'elettroiniettore.
anche nei rele' se si usa il diodo di ricircolo il tempo di spegnimento
aumenta perche' circola ancora corrente dopo l'apertura del mosfet,
mentre se il diodo non c'e' si avra' una bella extratensione inversa ma
anche lo spegnimento immediato del solenoide.

secondo me il circuito pilota in pwm l'elettroiniettore per ottimizzare
i consumi, e il diodo serve per mantenerlo pilotato anche a mosfet
aperto durante tutto il tempo di consenso, poi finiti gli impulsi, viene
contemporaneamente tolto il diodo per spegnere immediatamente
l'elettroiniettore.

[Giorgio]

Post by alfio

Post by Englishman

che differenza c'č tra usare lo schema sotto riportato e
il classico schema in cui č presente solo il diodo di ricircolo

Che nello schema riportato, durante il tempo in cui il segnale di
consenso e' basso, l' elettroiniettore e' bloccato?

sicuro ?
secondo me portare a 0 il "consenso" serve per avere uno spegnimento
piu' rapido dell'elettroiniettore.

Si infatti se a 0 la corrente puo' circolare nel diodo, senno' no, giorgio

[alfio]

Post by Giorgio
Si infatti se a 0 la corrente puo' circolare nel diodo, senno' no, giorgio

e' esattamente il contrario :-)

[Markozy]

Post by Markozy
che differenza c'è tra usare lo schema sotto riportato e
il classico schema in cui è presente solo il diodo di ricircolo

Che nello schema riportato, durante il tempo in cui il segnale di consenso
e' basso, l' elettroiniettore e' bloccato?

In che senso "bloccato"? L'iniettore viene sempre e comunque attivato dal
segnale presente sul MOS.

Quello che potrebbe venire a mancare secondo me è il percorso di ricircolo
verso l'alimentazione attraverso il diodo quando il PNP non è in conduzione,
quasi a voler realizzare un decay lento o veloce della magnetizzazione del
nucleo della bobina a seconda della necessità.

Quello che non capisco è: visto che il PNP, in questo caso particolare, è
sempre in coduzione durante il periodo di pilotaggio
dell'elettroiniettore... a che serve la sua presenza?

Buona Domenica

Marco

[alfio]

Quello che non capisco č: visto che il PNP, in questo caso particolare, č
sempre in coduzione durante il periodo di pilotaggio
dell'elettroiniettore... a che serve la sua presenza?

aggiungo una considerazione alla mia risposta precedente:
quando si usano rele' di grosse dimensioni, si inserisce una resistenza
di limitazione della corrente della bobina, ossia per attirare la parte
mobile quando il rele' passa da riposo ad eccitato serve un campo
magnetico maggiore, e quindi una corrente maggiore, di quella che serve
per mantere chiuso il rele'.
se il grafico degli impulsi che hai disegnato e' reale, credo sia
applicato lo stesso principio, ossia l'elettroiniettore viene prima
pilotato con la massima corrente per il tempo necessario alla sua
apertura, poi in pwm viene ridotta la corrente per mantenerlo aperto (ed
il diodo e' inserito per sfruttare anche la corrente di ricicolo) e poi
per spegnerlo rapidamente viene tolto anche il diodo.

[Englishman]

Post by Markozy
In che senso "bloccato"? L'iniettore viene sempre e comunque attivato dal
segnale presente sul MOS.

Non se lo "strobe" il consenso e' basso.

"Bloccato", nel senso che l' attuatore dell' elettroiniettore non puo'
muoversi, a causa del CC provocato dal PNP.

[Fabio_78]

Post by Markozy
:La mia domanda è: che differenza c'è tra usare lo schema sotto riportato e
il classico schema in cui è presente solo il diodo di ricircolo considerando
che, viste le forme d'onda applicate, il percorso verso il terminale
positivo è sempre presente quando l'NMOS sta pilotando il carico?

Da come ho capito ha ragione alfio:
il PNP e' saturato quando il segnale di consenso e'
alto, mentre e' aperto quando il segnale di consenso
e' basso. Serve a far circolare la corrente nell'attuatore durante il
periodo
di apertura come se fosse presente solo un normale diodo di ricircolo,
mentre quando il segnale di consenso si azzera,
de-energizza rapidamente la bobina per chiudere rapidamente
l'attuatore.
Forse pero' l'extratensione della bobina non e' limitata,
io avrei inserito un meccanismo di sicurezza come uno zener
o una resistenza per limitare comunque il picco.

Ciao!
Fabio.

[Markozy]

Grazie a tutti.

Da misure fatte, effettivamente si ha che lasciando sempre attivo il PNP la
chiusura dell'elettroiniettore è più lenta.

Eliminare il percorso di ricircolo mandando in interdizione il PNP alla
fine del pilotaggio dell'iniettore consente di chiuderlo più rapidamente, ed
essendo anche 100uS rilevanti per l'applicazione tutto torna.

Marco

[Fabio_78]

fine del pilotaggio dell'iniettore consente di chiuderlo pi rapidamente, ed
essendo anche 100uS rilevanti per l'applicazione tutto torna.
Marco

Ciao, uno schema alternativo potrebbe essere il seguente,
che ha tre pregi:
- extratensione sotto controllo pari a -Valim
- tempi (elettrici) di apertura e chiusura simili tra loro.
- recupero dell'energia immagazzinata nella bobina
In funzione del tempo di attuazione e delle potenze in gioco
potrebbe essere necessario l'uso di mosfet driver.

[FIDOCAD]
MC 70 50 0 0 130
MC 65 40 3 0 200
MC 85 75 3 0 200
MC 100 35 2 0 420
MC 50 65 0 0 410
LI 152 72 157 72 0
LI 157 72 157 55 0
LI 157 55 179 55 0
LI 179 55 179 72 0
LI 179 72 187 72 0
LI 152 72 157 72 0
LI 157 72 157 55 0
LI 157 55 179 55 0
LI 179 55 179 72 0
LI 179 72 187 72 0
LI 4 73 12 73 0
LI 12 73 12 57 0
LI 12 57 17 57 0
LI 17 57 20 57 0
LI 20 57 20 73 0
LI 20 73 21 73 0
LI 21 73 21 57 0
LI 21 57 22 57 0
LI 22 57 22 73 0
LI 22 73 23 73 0
LI 23 73 23 57 0
LI 23 57 24 57 0
LI 24 57 24 73 0
LI 25 72 25 57 0
LI 25 57 26 57 0
LI 26 57 26 73 0
LI 26 73 27 73 0
LI 27 73 27 57 0
LI 27 57 28 57 0
LI 28 57 28 73 0
LI 28 73 29 73 0
LI 29 73 29 57 0
LI 29 57 30 57 0
LI 30 57 30 73 0
LI 30 73 31 73 0
LI 31 73 31 57 0
LI 31 57 32 57 0
LI 32 57 32 73 0
LI 32 73 33 73 0
LI 33 73 33 57 0
LI 33 57 34 57 0
LI 34 57 34 73 0
LI 24 73 25 73 0
LI 34 73 41 73 0
MC 120 65 0 1 410
MC 105 20 0 0 115
LI 105 30 105 55 0
LI 105 55 105 55 0
LI 100 35 105 35 0
LI 105 20 65 20 0
LI 65 20 65 25 0
LI 85 25 85 20 0
LI 70 50 65 50 0
LI 65 50 65 40 0
LI 65 50 65 55 0
LI 80 50 85 50 0
LI 85 50 85 45 0
LI 85 50 85 60 0
LI 65 75 105 75 0
SA 65 50 0
SA 85 50 0
SA 85 75 0
SA 105 35 0
SA 85 20 0
MC 95 15 0 0 010
LI 85 85 85 75 0
LI 85 75 85 75 0
LI 95 15 85 15 0
LI 85 15 85 20 0
MC 85 85 0 0 040
TY 110 30 4 3 0 0 0 * Pmos di potenza
TY 15 50 4 3 0 0 0 * Nmos di potenza
TY 115 60 4 3 0 0 0 * Pmos piccolo
TY 85 5 4 3 0 0 0 * Valim

P.S. per Giorgio:
tieni conto che all'apertura del Nmos la corrente nel
primo schema "entra" correttamente dall'emettitore
del transistor, e la tensione all'emettitore
e' maggiore anche della tensione di alimentazione.
Nel tuo schema la corrente entra nel collettore,
non mi sembra corretto.

Ciao!

[Giorgio]

Il BJT PNP forse aveva collettore ed emittore scambiati, lo schema credo
sia come riporto sotto.
Si deduce che col segnale di controllo alto il PNP va' in saturazione
permettendo il ricircolo al diodo . In caso contrario cio non avviene.
Ma vien da chiedersi che scopo ha interdirlo a PWM assente?


[FIDOCAD]
MC 177 143 0 0 410
MC 192 128 3 0 200
MC 212 118 3 0 130
MC 192 158 0 0 040
LI 192 128 192 133
LI 192 133 212 133
LI 212 133 212 118
LI 212 108 212 83
LI 212 83 192 83
LI 192 83 192 88
LI 192 153 192 158
MC 162 143 0 0 080
LI 177 143 172 143
MC 192 78 3 0 010
LI 192 78 192 83
MC 175 111 0 0 080
LI 168 111 175 111
LI 185 111 192 111
LI 192 106 192 113
LI 177 97 168 97
LI 168 97 168 111
TY 159 146 5 3 0 0 0 * 10ohm
TY 170 113 5 3 0 0 0 * 10Kohm
MC 134 107 0 0 300
LI 77 107 82 107
LI 82 107 82 90
LI 82 90 104 90
LI 104 90 104 107
LI 104 107 112 107
MC 149 117 0 0 040
MC 120 107 0 0 080
MC 154 97 0 0 080
LI 154 97 149 97
LI 168 97 164 97
LI 130 107 134 107
LI 162 143 157 143
LI 157 143 121 143
LI 121 143 120 143
LI 74 143 82 143
LI 82 143 82 127
LI 82 127 87 127
LI 87 127 90 127
LI 90 127 90 143
LI 90 143 91 143
LI 91 143 91 127
LI 91 127 92 127
LI 92 127 92 143
LI 92 143 93 143
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LI 93 127 94 127
LI 94 127 94 143
LI 95 142 95 127
LI 95 127 96 127
LI 96 127 96 143
LI 96 143 97 143
LI 97 143 97 127
LI 97 127 98 127
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LI 98 143 99 143
LI 99 143 99 127
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LI 102 127 102 143
LI 102 143 103 143
LI 103 143 103 127
LI 103 127 104 127
LI 104 127 104 143
LI 94 143 95 143
LI 104 143 111 143
TY 148 89 5 3 0 0 0 * 4.7Kohm
TY 117 110 5 3 0 0 0 * 10Kohm
TY 117 94 5 3 0 0 0 * Signal NPN
TY 164 83 5 3 0 0 0 * Power PNP
TY 196 140 5 3 0 0 0 * Power NMOS
MC 177 98 0 0 310

[Markozy]

Post by Giorgio
Il BJT PNP forse aveva collettore ed emittore scambiati, lo schema credo
sia come riporto sotto.
Si deduce che col segnale di controllo alto il PNP va' in saturazione
permettendo il ricircolo al diodo . In caso contrario cio non avviene.
Ma vien da chiedersi che scopo ha interdirlo a PWM assente?
[FIDOCAD]
MC 177 143 0 0 410
MC 192 128 3 0 200
MC 212 118 3 0 130
MC 192 158 0 0 040
LI 192 128 192 133
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LI 212 133 212 118
LI 212 108 212 83
LI 212 83 192 83
LI 192 83 192 88
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MC 162 143 0 0 080
LI 177 143 172 143
MC 192 78 3 0 010
LI 192 78 192 83
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LI 168 111 175 111
LI 185 111 192 111
LI 192 106 192 113
LI 177 97 168 97
LI 168 97 168 111
TY 159 146 5 3 0 0 0 * 10ohm
TY 170 113 5 3 0 0 0 * 10Kohm
MC 134 107 0 0 300
LI 77 107 82 107
LI 82 107 82 90
LI 82 90 104 90
LI 104 90 104 107
LI 104 107 112 107
MC 149 117 0 0 040
MC 120 107 0 0 080
MC 154 97 0 0 080
LI 154 97 149 97
LI 168 97 164 97
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LI 162 143 157 143
LI 157 143 121 143
LI 121 143 120 143
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LI 82 127 87 127
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LI 101 127 102 127
LI 102 127 102 143
LI 102 143 103 143
LI 103 143 103 127
LI 103 127 104 127
LI 104 127 104 143
LI 94 143 95 143
LI 104 143 111 143
TY 148 89 5 3 0 0 0 * 4.7Kohm
TY 117 110 5 3 0 0 0 * 10Kohm
TY 117 94 5 3 0 0 0 * Signal NPN
TY 164 83 5 3 0 0 0 * Power PNP
TY 196 140 5 3 0 0 0 * Power NMOS
MC 177 98 0 0 310

In questo schema il PNP è rovesciato in quanto deve avere l'emettitore
collegato al diodo. Credo che il PNP venga lasciato in interdizione solo per
"comodità" poichè una volta che il segnale di controllo passa allo stato
basso non ha senso riportarlo alto finchè non arriverà il successivo ciclo
di lavoro per l'NMOS (speedup + controllo corrente PWM).

Inoltre credo che essendo il segnale di controllo del NMOS variabile in
frequenza (da 1KHz a 20KHz a seconda dell'applicazione, per evitare disturbi
in altri punti del sistema) e con duty cycle ridotto (20% - 30%) venga
mantenuto attivo il PNP durante il pilotaggio per evitare accidentali
chiusure dell'elettroiniettore, sfruttando il ritardo introdotto dal
ricircolo.

Marco

[Giorgio]

Post by Markozy

Post by Giorgio
Il BJT PNP forse aveva collettore ed emittore scambiati, lo schema credo
sia come riporto sotto.
Si deduce che col segnale di controllo alto il PNP va' in saturazione
permettendo il ricircolo al diodo . In caso contrario cio non avviene.
Ma vien da chiedersi che scopo ha interdirlo a PWM assente?
[FIDOCAD]
MC 177 143 0 0 410
MC 192 128 3 0 200
MC 212 118 3 0 130
MC 192 158 0 0 040
LI 192 128 192 133
LI 192 133 212 133
LI 212 133 212 118
LI 212 108 212 83
LI 212 83 192 83
LI 192 83 192 88
LI 192 153 192 158
MC 162 143 0 0 080
LI 177 143 172 143
MC 192 78 3 0 010
LI 192 78 192 83
MC 175 111 0 0 080
LI 168 111 175 111
LI 185 111 192 111
LI 192 106 192 113
LI 177 97 168 97
LI 168 97 168 111
TY 159 146 5 3 0 0 0 * 10ohm
TY 170 113 5 3 0 0 0 * 10Kohm
MC 134 107 0 0 300
LI 77 107 82 107
LI 82 107 82 90
LI 82 90 104 90
LI 104 90 104 107
LI 104 107 112 107
MC 149 117 0 0 040
MC 120 107 0 0 080
MC 154 97 0 0 080
LI 154 97 149 97
LI 168 97 164 97
LI 130 107 134 107
LI 162 143 157 143
LI 157 143 121 143
LI 121 143 120 143
LI 74 143 82 143
LI 82 143 82 127
LI 82 127 87 127
LI 87 127 90 127
LI 90 127 90 143
LI 90 143 91 143
LI 91 143 91 127
LI 91 127 92 127
LI 92 127 92 143
LI 92 143 93 143
LI 93 143 93 127
LI 93 127 94 127
LI 94 127 94 143
LI 95 142 95 127
LI 95 127 96 127
LI 96 127 96 143
LI 96 143 97 143
LI 97 143 97 127
LI 97 127 98 127
LI 98 127 98 143
LI 98 143 99 143
LI 99 143 99 127
LI 99 127 100 127
LI 100 127 100 143
LI 100 143 101 143
LI 101 143 101 127
LI 101 127 102 127
LI 102 127 102 143
LI 102 143 103 143
LI 103 143 103 127
LI 103 127 104 127
LI 104 127 104 143
LI 94 143 95 143
LI 104 143 111 143
TY 148 89 5 3 0 0 0 * 4.7Kohm
TY 117 110 5 3 0 0 0 * 10Kohm
TY 117 94 5 3 0 0 0 * Signal NPN
TY 164 83 5 3 0 0 0 * Power PNP
TY 196 140 5 3 0 0 0 * Power NMOS
MC 177 98 0 0 310

In questo schema il PNP è rovesciato in quanto deve avere l'emettitore
collegato al diodo.

Si hai ragione in quanto con la corrente di ricircolo il + deve arrivare
all'emittore.

Post by Markozy
Credo che il PNP venga lasciato in interdizione solo per
"comodità" poichè una volta che il segnale di controllo passa allo stato
basso non ha senso riportarlo alto finchè non arriverà il successivo ciclo
di lavoro per l'NMOS (speedup + controllo corrente PWM).
Inoltre credo che essendo il segnale di controllo del NMOS variabile in
frequenza (da 1KHz a 20KHz a seconda dell'applicazione, per evitare disturbi
in altri punti del sistema) e con duty cycle ridotto (20% - 30%) venga
mantenuto attivo il PNP durante il pilotaggio per evitare accidentali
chiusure dell'elettroiniettore, sfruttando il ritardo introdotto dal
ricircolo.

Certo pero' nel caso ci sia un'apertura del mosfet fuori del periodo di
controllo si ha una stecca di tensione,
evidentemente cio non deve mail accadere.

Ciao Giorgio

Post by Markozy
Marco