Progetto elettroutensile a batteria

[davidde]

Ciao,

il rapporto di trasformazione è di uno a due. Il primario è composto da 4+4 spire mentre il secondario da 8+8 spire.

Ieri sera ho lavorato a lungo sul circuito facendo varie prove ma non sono riuscito a migliorare la commutazione dei transistor piloti. Questa sera costruisco il nuovo circuito, per il momento ometterei la parte che velocizza l' interdizione del mosfet per semplificare il più possibile lo stampato, da quello che ho visto è possibile rendere molto più elevato il trasferimento di potenza primario-secondario e di conseguenza dovrebbe essere possibile ridurre ulteriormente la resistenza tra gate e source......

Grazie!

David

[BrunoValente]

...Quindi,in teoria, con quel rapporto, se i piloti chiudessero bene e se si togliesse la resistenza da 12 ohm, dovremmo trovare un segnale di 12V sul gate, o meglio, tenendo conto delle cadute sui diodi e sui transistor, mi aspetterei una decina di volt, giusto?

[BrunoValente]

Io farei così David:

Pilotaggio mosfet.jpg (8.09 KiB) Osservato 2669 volte

Grazie al transistor PNP, non avresti più bisogno della resistenza di basso valore in parallelo al gate che ora sei obbligato a mettere per ridurre il tempo di apertura e che però, purtroppo, succhia la maggior parte della potenza che eroga il trasformatore: infatti questo circuito con il transistor PNP e lo zener non solo ti aumenterà molto la velocità di apertura, che non fa male, ma soprattutto ti consentirà di pilotare bene il mosfet prelevando dal trasformatore una potenza molto più bassa rispetto ad ora. Proprio questo dovrebbe consentirti di aumentare di molto il rapporto di trasformazione senza stressare il trasformatore e senza aumentare la corrente dei piloti. La presenza dello zener da 10V ti assicurerà, indipendentemente da quanto verrà aumentato il rapporto di trasformazione, di non eccedere mai nel pilotaggio e comunque, nonostante la sua presenza, la corrente nei piloti non potrà mai superare in ogni condizione il valore imposto dalla resistenza sugli emettitori.
In definitiva, scegliendo il giusto rapporto di trasformazione (ad esempio 1/4 o anche più), questo circuito dovrebbe consentire un pilotaggio costante su un discreto campo di variazione della tensione di alimentazione unito a bassi tempi di commutazione del mosfet e bassa corrente nei piloti.
Senza l’aggiunta del transistor PNP si è costretti a lasciare la resistenza di basso valore tra gate e source per assicurare la necessaria rapidità di apertura e credo sia un limite che non consentirà di aumentare molto il rapporto di trasformazione ed inoltre, per garantire un pilotaggio corretto anche con una bassa tensione di alimentazione si dovrà provvedere comunque ad una qualche forma di stabilizzazione che invece così è assicurata dallo zener e dal pilotaggio a corrente controllata dei piloti.
Cosa ne pensi David?

[davidde]

Si Bruno, anch' io mi aspettavo quel risultato ma l' oscilloscopio non mi vuole dare ragione...... se sei interessato agli oscillogrammi non hai che da chiedere!

Ho fatto tante prove, variato il valore delle resistenze di polarizzazione, ridotto per gradi (fino a zero) il valore della resistenza in serie al primario, ho anche variato il rapporto spire del trasformatore ma la Vgs non si muove dai 5-6 volt.
Comincio a pensare che la colpa sia del condensatore in parallelo alla resistenza di base che non fa lavorare correttamente i pin d' uscita del microcontrollore, è facile che il suo valore sia troppo alto e comprometta l' switch dei transistor, d' altra parte se lo elimino o riduco il suo valore la forma d' onda (sulle basi) diviene praticamente sinusoidale ed il trasformatore non lavora per niente.....

Ciao

David

P.S.

Ho visto ora il tuo ultimo post..... seguirò alla lettera lo schema.... grazie mille !!!

[BrunoValente]

Evidentemente i transistor non saturano bene. Hai provato a vedere cosa c'è sul loro collettore?
Oppure il trasformatore va in crisi per aver abbassato troppo la resistenza tra gate e source rispetto al vecchio valore: mi pare di ricordare che con il vecchio circuito a ponte quel valore era più alto e infatti i tempi di apertura dei mosfet erano anche loro più alti.

[davidde]

Bruno, io non ci avevo pensato ma quasi certamente hai ragione, la colpa non è dei transistor ma è della resistenza che carica troppo i secondari. Nel modello precedente era a 4,7Kohm mentre ora è ad 1Kohm.
Ieri durante le prove ho controllato i segnali sui transistor ed effettivamente non erano male sia a livello di fronti di commutazione che a livello di tensione commutata infatti non mi riuscivo a capacitare del perché la tensione in uscita non raddoppiasse. Ora provo ad aumentare la resistenza tra gate e source poi ti faccio sapere....

Grazie !

David

[BrunoValente]

Se questa è la spiegazione allora vuol dire che sei al limite con il trasformatore e allora hai tre strade:
1) ti accontenti di un tempo di apertura maggiore dell'attuale
2) Cambi nucleo ai trasformatori
3) provi se funziona il mio circuito con il PNP

[davidde]

Bruno, ho appena fatto la prova.
Ho aumentato la resistenza portandola da 1K a 4,7K ed indovina un po.... avevi ragione!
La tensione sul gate è arrivata a 9V e la Rds sat si è spostata dai 10mohm precedenti a 6mohm, la temperatura del mosfet è notevolmente migliorata ma non è ancora "guarita" del tutto.
Ridisegno il pilotaggio completo come dal tuo ultimo post e vediamo come funziona, sono convinto che ci siano ancora ampi margini di miglioramento !

Bruno Valente scrive:
Grazie al transistor PNP, non avresti più bisogno della resistenza di basso valore in parallelo al gate .......................................
Cosa ne pensi David?

Io direi che è l' ideale, lo zener di protezione è veramente un' ottima idea. Credo che per il momento imposterò il rapporto di trasformazione 1+1=4+4 in questo modo dovremmo stare al sicuro; nel microcontrollore infatti è già integrata la parte di programma che si occupa di verificare la carica della batteria, al momento interviene a 5,6 - 5,7 V interrompendo il funzionamento dell' elettroutensile. Inoltre la mancanza della resistenza tra gate e source mi consente di scendere con il numero di spire al primario........ vorrei provare con due più due poi al massimo aumenterò.
Una sola domanda, gli zener di protezione sui transistor posso eliminarli ? Io credo di si, l'induttanza non dovrebbe accumulare una quantità di energia "pericolosa" .

Grazie mille!

David

P.S.
Per trovare il nucleo di quei trasformatori sono diventato matto, a parità di dimensioni non credo di poter trovare di meglio e grazie al tuo circuito non ne ho nemmeno bisogno.

[BrunoValente]

David,
Indipendentemente dall'energia accumulata nel primario il rischio di picchi di tensione alta sui collettori in corrispondenza dei fronti rimane, penso quindi non convenga rinunciare ai diodi.
Io farei le prove inserendo "le novità" un po' alla volta: comincerei con il transistor PNP e lo zener senza modificare il rapporto di trasformazione e il circuito di pilotaggio. Dopo aver verificato il funzionamento e aver accertato i benefici passerei a modificare il rapporto di trasformazione e per ultimo il circuito di pilotaggio.
Il circuito è semplice e non è necessario realizzare il circuito stampato, va bene anche una prova volante o su basetta mille fori, così se devi fare piccoli cambiamenti, aggiungere o togliere qualche componente fai subito. Io uso in questi casi una basetta mille fori ma non faccio passare i terminali nei fori, saldo i componenti dal lato rame della basetta e solo gli zoccoli degli integrati dall'altro lato. Nel tuo caso quest'ultima complicazione non c'è.
Ti ho invitato a fare le cose per gradi perché non sono sicuro che quelle soluzioni non presentino qualche anomalia di funzionamento e quindi è sempre meglio introdurre il minor numero di difetti per volta, così è più facile individuarli e trovare il rimedio.
Ti fidi troppo delle cose che ti dico e fai male: quelle soluzioni le ho pensate per il tuo circuito e non le ho mai sperimentate prima...quindi, fossi in te, ci andrei con i piedi di piombo e rimanderei la costruzione dello stampato ad una fase successiva.

[Anonymous]

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