هذا التصميم معدل للتعامل مع الميكرو كونتروللر فيأخذ 5 فولت
لكن لا اجد جدوى من الدايودات 1N4007 المستخدمة
لو لتسريع الغلق فالرقم غير صحيح لأن هذا الدايود ليس سريعا وهو أيضا مستخدم فى Bootstrap على عكس التصميم الأول يستخدم دايودات سريعة القطع
أيضا المقاومات 1 ك المتصلة بدخول المتكاملة لم يأتى ذكرها فى أى داتا شيت

دائرة مثبت خافض للجهد BUCK CONVERTER :
هذه الدائرة ذات استخدامات عديدة و سبق الحديث عنها تفصيلا فى سلسلة وحدات التغذية و هنا نقدم تطبيقا لهذه الدائرة لخرج يزيد عن 300 فولت و تيارات عالية و تصلح أيضا للتحكم فى سرعة موتورات التيار المستمر دون تغيير الإتجاه.
الدائرة مشروحة بالمتكاملة IR2117 إلا أنه يمكن استخدام IR2125 لأطرافها الأخرى السابق ذكرها.

الدائرة بسيطة و كالسابق شرحها فقط أضفنا هنا الملف و المكثف كمرشح للخرج و الدايود السريع و هذا الثلاثى هو المميز لدائرة التخفيض هذه المسماه BUCK
نلاحظ هنا أن عند بدء التشغيل يكون مكثف التهيئه Bootstrap برمز C فارغ و خاصة عندما لا يكون هناك حمل و سيشحن عبر الدايودD1 و الملف ثم مكثف الفلتر بالخرج، لذا يفضل أن لا يقل مكثف الخرج عن 10 أمثال مكثف التهيئة C ..
هذه دائرة شحن بطارية من مصدر عالى باستخدام ذات الدائرة

هنا وأيضا فى الدائرة السابقة يجب أن نحتاط لكون المكثفين مع الملف يشكلوا دائرة رنين قد تسبب ارتفاع الفولت على مكثف التهيئة عن 20 فولت المسموحة لبوابة الموسفيت، لذا يجب أن يكون معامل الجودة Q للدائرة منخفضا (و يمكن ذلك بإضافة مقاومة صغيرة إن لزم الأمر) أو يجب وضع زينر مناسب على التوازى مع C . وهذا أيضا هام عندما تستخدم الدائرة لتغذية موتور مستمر لتغيير سرعته حيث تغيير السرعة يسبب تغيير تردد الضوضاء الناتجة من موزع الموتور و عند سرعة ما سيحقق الرنين و تسبب هذا تلف الموسفيت و يجب إضافة الزينر للحماية.
عند فصل الحمل فجأة قد يرتفع الجهد على مكثف الخرج لحظيا نتيجة للطاقة المخزونة فى الملف L1 مع محدودية سرعة إستجابة دائرة التحكم.

و نلاحظ هنا أننا أضفنا المقاومة R1 وهى تساهم فى شحن مكثف التهيئة CB لأن دوما جهد الدخل أعلى من الخرج .
لضمان استمرارية الشحن يجب أن يكون التيار المار فى R1 أعلى من أعلى تيار تسريب فى المكونات (المتكاملة + المكثف CB + الزينر D3) لذا فالمقترح للزينر هو الأرقام lN4107 لجهد 12 فولت و lN4110 لجهد 15 فولت .
المرة القادمة إن شاء الله دائرة قنطرة كاملة

قنطرة كاملة باستخدام المتكاملة:

هذه دائرة قنطرة كاملة مع استشعار للتيار و التحكم على أساس نبضة بنبضة و استشعار التيار على الجانب السفلى (الجهد المنخفض) مع طرف الغلق للمتكاملة IR2110 .

اختيار مكونات استشعار التيار تعتمد على عدة عوامل منها تعديل عرض النبضة PWM المستخدم لتوفير الخرج المرغوب ، الدقة المطلوبة ، توافر جهد تغذية سالب من عدمه، النطاق الترددى (أو سمِّه سرعة الإستجابة) الخ
كما سبق الشرح فى تركيب المتكاملة، فأمر الغلق يحتفظ به أو يخزن داخليا Latched فى مذبذب متعدد من النوع RS multi-vibrator و ذلك حتى يستمر موسفيت القدرة فى تفريغ تيار الحمل (الحثى) فى الثنائى الداخلى له و هذا الحافظ Latch يلغى أو يعود لأصله RESET عند أول النبضة التالية لفتح الموسفيت.
كما سبق الشرح فمكثفات فك الترابط أو الترشيح Decoupling Filters على خط التغذية تقلل من أثر الملفات L1,L2 (باللون الأصفر) وهى ناجمة عن كابلات التوصيل الخ من عناصر التوصيل و المولدة للحث و التى يجب تقليصها للحد الأدنى بالتوصيلات القصيرة و المستقيمة بقدر الإمكان.

زمن تأخير أمر الفتح و الغلق Propagation Delay متطابقان لحد كبير فى كلا الجانبين و الحد الأقصى للتفاوت هو 10 نانوثانية بين الجانب العلوى و السفلى، إلا أن تأخير زمن الفتح لكلاهما يزيد 25 نانوثانية عن زمن الغلق و هذا بحد ذاته كافى لتجنب الفتح الآنى (المتزامن) لكلا الترانزيستورين حتى لو تزامنت نبضات الفتح و الغلق للجانبين العلوى و السفلى.
كمزيد من الحيطة، يمكنك وضع مقاومة و دايود فى دائرة بوابة كل موسفيت كما بالرسم

وهذا لزيادة زمن تأخير الفتح مضيفا مزيد من الزمن الميت Dead Time حيث كلاهما مغلق.

الرسم التالى

يبين شكل الموجات و الزمن الميت بين الترانزيستورين.

التشغيل على تردد 500 ك هرتز مع موسفيت IRF830 HEXFET لم يبدى أى مشاكل ولا ارتفاع ملحوظ فى حرارة المتكاملة.


المرة القادمة إن شاء الله BRUSHLESS AND INDUCTION MOTOR DRIVES موتورات التأثير و المستمر بدون فرش

السلام عليكم اولا
ثانيا اود ان ابدي اعجابي بهذه السلسة القيمة
ثالثا سؤالي كيف في الرسمة جعلت 4 موسفتات N-ch مع ان من المتعارف علية جعل اثنين P-CH و الاثنين الاخرين N-CH
رابعا هل فهمي صحيح انك وصلت طرف 2و11و13 ووصلتهم بGND
خامسا قيمة المكثف 2.2u لو زادات ماذا سيترتب علي ذلك و هل الجهد علي طرفي المكثف هو 5فولت ام اكثر
وشكرا

شكرا جزيلا أخى الكريم

ثالثا سؤالي كيف في الرسمة جعلت 4 موسفتات N-ch مع ان من المتعارف علية جعل اثنين P-CH و الاثنين الاخرين N-CH

لو كما فى المتعارف عليه إذن ما الحاجة للمتكاملات؟ و رغم ذلك سأرفع طريقة تشغيل الموسفيتات P-CH بهذه المتكاملة
لكن رجاء مراجعة السلسلة ففيها شرح للقنطرة كما وصفتها و مشاكل استخدام P-CH و لماذا يفضل استخدام N-ch
أحد هذه المشاكل أن N-ch يتحمل حتى 1000 فولت بينما الآخر لا يصل لهذا الحد فضلا عن ارتفاع مقاومته الداخلية عن نظيره N-ch

رابعا هل فهمي صحيح انك وصلت طرف 2و11و13 ووصلتهم بGND

أجل هى أطراف Shut Down وهى فى وضع التشغيل لكن يمكنك استخدامهما كما تشاء للحماية أو التحكم

خامسا قيمة المكثف 2.2u لو زادات ماذا سيترتب علي ذلك و هل الجهد علي طرفي المكثف هو 5فولت ام اكثر وشكرا

عادة يحسب المكثف على الحد الأدنى لذا لا أظن أن هناك مشكلة من زيادته بعد وقت الفتح أو التشغيل
هذا مكثف Bootstrap أو التهيئة وهو يمد دوائر فتح البوابة بالتغذية و يشحن عند بدء التشغيل أى لحظة فتح الكهرباء لذا المشكلة فقط لو أنك تفتح التيار للدارة و الحمل معا لن يكون قد شحن بعد
أما لو تفتح التيار للدائرة ثم الحمل ستأخذ المكثفات وقتها للشحن
موجود الأزمنة فى معادلة حساب قيمة هذا المكثف
المكثف عليه قيمة VCC وهى التى ستستخدمها لفتح بوابة الموسفيت

هل هذا التصميم سئ ام ماذا

كلا التصميم جيد
بالتوفيق إن شاء الله

موتورات التأثير و المستمر بدون فرش BRUSHLESS AND INDUCTION MOTOR DRIVES

كلا النوعين يعمل بنظام 3 فاز فيما عدا اختلاف فى مصدر التيار، فالأول عادة يغذى من مصدر متردد و قدراته من حصان واحد إلى ما شاء الله ، لذا عادة ما تحتاج لإنفيرتر لتغيير السرعة مع التحكم فى العزم مثل الماكينات.
أما الثانى عادة من مصدر مستمر و تتولى دوائر إلكترونية توفير هذا الجهد – عادة نبضى - من مصدر مستمر لتغذية الموتورات المتصلة بدوائر إلكترونية حساسة و لذلك تفضل هذه النوعية لتجنب شوشرة فرش تغذية الموتور و تأثيرها فى وحدات التغذية لباقى الإلكترونيات مثل وحدة التغذية فى الحاسب و مروحة البروسيسور و موتورات تشغيل أجهزة التسجيل الصوتى و المرئى و عديد من التطبيقات المشابهة، وقد تحتاج قدرات عالية أيضا.
الدائرة التالية لتطبيق على 3 فاز



وهنا يجب الحيطة و الحذر فى رسم البوردة و المسارات لوجود قدر أكبر من النبضات و تقطيع التيار ، فعادة طاقم ترانزيستورات القدرة الأبعد من مصدر الأرضى العام سيتعرض ويسبب أعلى تراوح فى فرق الجهد من الباقيين نظرا لطول الوصلة أو مسار التيار.
فى مثل هذه الحالة سيكون استخدام عائلة IR213x المهيئة لتطبيقات 3 فاز (وهى مماثلة للسابقات إلا انها توفر العتاد لثلاث وحدات قدرة أى سته ترانزيستورات) ستكون الإحتياطات السابقة و المذكورة فى قسم " احتياطات واجب أن نراعيها فى عائلة المتكاملات 211X” واجبة و معززة مع إضافة التالى:
ثلاث وصلات مستقلة و منفصلة يجب أن تذهب من الأرضى العام (السالب العام) لكل طاقم لطرف الجهد المنخفض.
أيضا لا حل مطلق ولكن يجب دوما مراعاة و مراقبة بعناية الظروف التى تطرأ بحسب الحالة.
أحد هذه المشكلات قد تنجم عند تشغيل موتور بدون فرش فى وضع "العضو الدوار متزامن" (أو مثبت أو متشابك) و أحد الأفرع مغلق لفترة غير محددة ( مثلا: السرعة بطيئة جدا ولكنه غير متوقف )، هذا قد ينجم عنه تفريغ مكثف التهيئة ومن ثم الترانزيستور العلوى لن يفتح عند أمره بذلك، هذا عادة لن يسبب عطلا فالترانزيستور السفلى عادة ما سيؤمر بالفتح تاليا مما يعطى الفرصة للمكثف بالشحن و يصبح جاهزا للدورة التالية.
لو التصميم لا يسمح بهذا الأداء، فيمكن عادة تجنبه بأحد الطرق الأربع التالية:
1- استخدام ما تعرف بمضخة الشحنات Charge Pump كما شرح فى قسم توفير التحكم المستمر.
2- يمكن تنسيق التحكم ليعطى نبضات قصيرة بذات الدوام بعرض نبضة بضع ميكرو ثانية
3- يمكن تكبير سعة مكثف التهيئه ليوفر المدة الكافية
4- إضافة وحدة تغذية معزولة لإمداد الجانب العلوى بالطاقة.
لو أن هذه القنطرة جزء من دائرة تعديل عرض النبضة PWM لموتور حثى أو غيره بهدف تشكيل موجة جيبية، فإن النبضات سيتغير عرضها من حد أدنى قرب الصفر لحد أقصى قرب 100% بتردد بطئ . هنا يجب أن يستخدم مكثف كبير كافى لتوفير هذه الطاقة هذه الفترات دون تجديد لشحنته .
فى مثل هذه الدوائر كما فى الدائرة القادمة مثل شكل 31 القادم (فى نظام الدفع و الجذب فى المرة القادمة إن شاء الله)، يجب أن نكرر هنا التحذير من توفير العزل الجلفانى (ما يسبب غيابه الصعق عند اللمس من اشخاص على أرض غير معزولة كهربيا) خاصة عند تلف الإنفيرتر.
لتوفير هذا العزل يمكن استخدام محول نبضى Pulse transformer أو أبتوكبلر Opto coupler للوحدات حتى 5 ك وات و المثال المشروح فى الوثيقة AN-985 لذات الشركة توفر مثالا بسيطا و اقتصاديا لهذا التطبيق
و لعموم الإفادة تم نقل دائرة من تلك الوثيقة لتشغيل محرك 3 فاز

وهنا نسق إضافة عزل بالأوبتو

المرة القادمة إن شاء الله نتحدث عن الدفع و الجذب.