Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

PIC, AVR, Arduino, Raspberry Pi, Basic Stamp, PLC mm.
vaxfan
Inlägg: 750
Blev medlem: 6 juli 2011, 23:19:14
Ort: Stugun, Jämtland

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av vaxfan »

Nej, inte nödvändigtvis.
Det är de värden man använt för att kunna ange en On-Delay time.
Med andra värden på Vgs eller Rg kan du få annan On-delay time.

Lite grundläggande om dimensionering och beräkning av switchning av mosfet:
https://www.youtube.com/watch?v=8swJ_Bnsgl4
DanielM
Inlägg: 1361
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av DanielM »

Så det rekommenderas alltså en MOSFET-drivare om man vill få en snygg PWM signal (Output drain) från en N-kanals mosfet?
vaxfan
Inlägg: 750
Blev medlem: 6 juli 2011, 23:19:14
Ort: Stugun, Jämtland

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av vaxfan »

För att vara snäll mot komponenterna, både de drivande och styrda, så vill man gärna ha så branta flanker som möjligt.
Du vill inte gärna att din mosfet är i halvdrivet låge då Rdson i det fallet är högre och effektförlusterna ökar.
Du vill inte heller låta din drivande komponent, oftast en mcu, ha för hårt lastade utgångar.
Det är därför viktigt att dimensionera drivningen av din mosfet på det sätt som är lämpligast för just din konstruktion.

I videon som jag länkar till så tar han upp olika fallgropar vad gäller drivning av en mosfet.
Du kan din konstruktion och din kravspec bäst och genom att veta vilka parametrar som spelar in så väljer du den drivning och de komponentvärden som fungerar bäst i ditt fall och med de komponenter du valt.

Det är lite matte att göra, men den tiden har du igen i det långa loppet.
Kanske blir det till och med så att du upptäcker att du måste ha en annan mosfet eller en annan drivlösning.

Det finns även en del 2 att titta på https://www.youtube.com/watch?v=B7Eqrf2M-Iw&t=0s, som tar upp användande av gate drive transformer.

Som tidigare nämnts, läs dina datablad noggrant och gör de beräkningar som behövs.
DanielM
Inlägg: 1361
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av DanielM »

Nu gjorde han beräkningar igenom att analysera stegsvaren hos MOSFET:en och dela kapacitansen med tiden för att beräkna hur mycket ström den skickar tillbaka när digitala insignalen blir låg.
Jag har inte denna möjlighet att utföra detta.

Det enda jag kan göra är att införskaffa en sådan.
https://www.mouser.se/datasheet/2/916/P ... 599743.pdf
https://www.mouser.se/ProductDetail/Nex ... 0Mdw%3D%3D

Enkel fråga!
Om jag kopplar på signalspänningen 0V/3.3V på pin 1 och 3.3V på pin 6 (Pin 5 NC), pin 4 till MOSFET Gate och pin 3 (Pin 2 NC) till GND. Då kommer jag få snabb styrning på Gate?
Eller måste jag ha pull-down (10k) på pin 1 och 4 för att inte läckspänning från trissorna ska göra så det är alltid hög signal på pin 4?
Janson1
Inlägg: 1013
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av Janson1 »

Tja, i tillverkarens testrigg så har dom valt ett 47 ohms motstånd på dess utgång (gaten) och ett 56 ohms motstånd på ingången. Jag vet inte om dom är nödvändiga eller ej. Hade jag inte läst på nåt i databladet hade jag satt ett motstånd på ett par hundra ohm mellan gate och jord för säkerhets skull.
DanielM
Inlägg: 1361
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av DanielM »

Jag vet varför en mosfetdrivare används och det är för att man ska snabbare kunna bygga upp eller ned spänning till gate på en MOSFET.
Men jag kan inte avgöra om jag ska ha någon pulldown på in och utgången hos en mosfet drivare.

Så här tolkar jag resultatet av en mosfetdrivare.
Vid 3.3v som ingång så kommer PNP trissan att vara avstängd medan NPN trissan kommer vara påslagen. För att ström ska passera kollektor till emitter eller emitter till kollektor, så måste det vara en spänningsskillnad mellan emitter och gate på ca 0.6v.
På grund utav läkströmmen från NPN trissan, så kommer det alltid vara 0.6v på utgången, trots 0.0v vid Gate hos trissorna?
mosfet driver.png
Dock så visar Falstad något helt annolunda.
2021-04-24_13-46.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
DanielM
Inlägg: 1361
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av DanielM »

Vad tror ni om en sådan DAC i verkligheten?
Jag hade först lite problem med den. Men att öka från 10k till 200k ohm resistorer löste verkligen problemet med olinjäriteten grundat på lasten.
https://tinyurl.com/yensggkn

Kretsen har en svarstid på 5 ms. Det är på grund utav 1nF kondensatorerna vid op-amparna. Är det bra?

Är det någon som vill granska mitt projekt? :)
Janson1
Inlägg: 1013
Blev medlem: 1 december 2016, 09:06:02
Ort: Marks Kommun

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av Janson1 »

Ang gate-driver så är du nog nästan tvungen att ha det då processorn bara är på 3,3 volt. Jag kör mina MOS-FET transistorer direkt med Arduino och dess 5 voltsprocessorer och tar ut ca 20-25 Amp men märkte (Ganska dyrköpt) att skall man ta ut högre strömmar så måste man ha en gatedriver av något slag och den skall givetvis gå på i alla fall 10 volt. Den gatedrivern du har länkat till kommer nog inte att funka, men det finns många flera att välja på.
Rick81
Inlägg: 706
Blev medlem: 30 december 2005, 13:07:09

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av Rick81 »

Vad tror ni om en sådan DAC i verkligheten?
Ditt schema visar inte en DAC. Antar du menar 4-20 mA drivsteg. Svårt säga om det funkar eller inte, men ser simuleringen bra ut är det väl dags testa med riktiga komponenter.
Jag vet varför en mosfetdrivare används och det är för att man ska snabbare kunna bygga upp eller ned spänning till gate på en MOSFET.
Men jag kan inte avgöra om jag ska ha någon pulldown på in och utgången hos en mosfet drivare.
Pulldown är bara om du vill ha ett grundläge tex innan processorn är intierad.

Kör du N-MOSFET kan du koppla gate via motstånd direkt på processorn. För ett mekaniskt systen ser jag ingen anledning varför detta inte skulle vara snabbt nog.
Kretsen har en svarstid på 5 ms. Det är på grund utav 1nF kondensatorerna vid op-amparna. Är det bra?
Kan bara du svara på , men på långsamma mekaniska system bör det funka
DanielM
Inlägg: 1361
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av DanielM »

Janson1 skrev:
25 april 2021, 07:33:49
Ang gate-driver så är du nog nästan tvungen att ha det då processorn bara är på 3,3 volt. Jag kör mina MOS-FET transistorer direkt med Arduino och dess 5 voltsprocessorer och tar ut ca 20-25 Amp men märkte (Ganska dyrköpt) att skall man ta ut högre strömmar så måste man ha en gatedriver av något slag och den skall givetvis gå på i alla fall 10 volt. Den gatedrivern du har länkat till kommer nog inte att funka, men det finns många flera att välja på.
Vadå? Behöver man även högre spänning på Gate om man ska skicka igenom mera ström igenom kollektor till emitter?
Jag trodde att gate-driver är till för att man vill få fina CMOS fyrkantsvåger på Gate, då processorn klarar inte att göra det (kopplat direkt från GPIO till Gate) om det går för snabbt.

Men jag tror jag bygger ett annat kort som utför detta. Jag funderar på att bygga ett till kort som skickar ut ström 0-3A, istället för att använda PWM. :)
Rick81 skrev:
25 april 2021, 10:37:13
Ditt schema visar inte en DAC. Antar du menar 4-20 mA drivsteg. Svårt säga om det funkar eller inte, men ser simuleringen bra ut är det väl dags testa med riktiga komponenter.
Det ska jag göra. Visst kan jag använda godtyckliga komponenter? Jag menar, en op-amp är ju en op-amp. Jag vet att dom har olika egenskaper. Men viktigaste för mig är att kolla om det fungerar med 0-20mA på ett ungefär.
Pulldown är bara om du vill ha ett grundläge tex innan processorn är intierad.
Kör du N-MOSFET kan du koppla gate via motstånd direkt på processorn. För ett mekaniskt systen ser jag ingen anledning varför detta inte skulle vara snabbt nog.
Jag kör N-MOSFET och dessa ska endast vara till för att styra solonider ON eller OFF. Inget PWM. Just nu har jag 10kOhm på Gate och ingen pulldown.
Kan bara du svara på , men på långsamma mekaniska system bör det funka
Tackar! Då ska jag utföra en fysisk simulering på DAC-kretsen innan jag skickar iväg korktet på produktion.

En fråga till!
Jag funderar att bygga en strömkälla, typ en DAC. Fast istället för 0-20mA, så blir det 0-3A.
Kan jag använda liknande teknik som jag använder nu, men skillnaden är att jag använder 1 Ohms motstånd, istället för 160 ohm, och att jag använder en annan PNP transistor som har högre förstärkning hFE?
Typ så här: https://tinyurl.com/yg6zkr4h

Men att hitta en transistor som har 3000 hFE är svårt och säkert dyrt och kanske helt omöjligt.

Edit:
Nu funderar jag på detta. Detta har bara 1 op-amp, alltså ingen kaskadkopplad op-amp:ar, vilket kan ge svägningar om man har otur.
Det som händer här är att NPN-trissan "dumpar" spänningsnivån hos PNP-transistorerna. De två PNP transistorerna bildar en spegel.
Om lasten på 210 ohm ökar till t.ex. 1 kOhm så kommer strömmen att vilja gå mer från emitter till gate hos den högre PNP transistorn.
Då kommer op-ampen att dra ned på sin utgång så att NPN-transistorn "stryper" strömmen för den vänstra PNP transistorn och då kommer mer ström att åka över till den högra PNP transistorn och vidare mot lasten.

Med denna så kan man bara använda 1 Ohms motstånd istället för 160 Ohm motstånd. Sedan använder man t.ex. 1 ohms last, om man vill köra en spole eller liknande, vilket jag tänker göra. Då kan man skicka igenom 3A vid 3.0V på op-ampen :)

https://tinyurl.com/yea2omqa
2021-04-23_17-06.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Rick81
Inlägg: 706
Blev medlem: 30 december 2005, 13:07:09

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av Rick81 »

Jag funderar att bygga en strömkälla, typ en DAC. Fast istället för 0-20mA, så blir det 0-3A.
Kan jag använda liknande teknik som jag använder nu, men skillnaden är att jag använder 1 Ohms motstånd, istället för 160 ohm, och att jag använder en annan PNP transistor som har högre förstärkning hFE?
Typ så här: https://tinyurl.com/yg6zkr4h
Enligt din simulering så bränner du av 10 W i ditt 1 Ohms motstånd...förutom att det kommer brinna upp på nolltid kommer du få extremt dåligt effektivitet....

PWM har fördelen att man inte slösar bort effekt.
Användarvisningsbild
Micke_s
EF Sponsor
Inlägg: 6609
Blev medlem: 15 december 2005, 21:31:34
Ort: Malmö

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av Micke_s »

Jag har använt isolerande gate drivare från silicon labs. Får man isolation också. Ingen risk att jordsignalerna genar genom processorn jordplan t.ex.

Typ dessa
https://www.silabs.com/isolation/isolat ... 23h1ab-is1
Användarvisningsbild
mankan
EF Sponsor
Inlägg: 728
Blev medlem: 18 juli 2015, 11:23:22
Ort: Linköping

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av mankan »

Den här konstruktionen utgick jag ifrån för att strömstyra YIG-filter: https://circuitdigest.com/electronic-ci ... ing-op-amp. Variabla inspänningen styrs via en I2C-DAC och en spänningsdelare. Det blev även en 10nF-konding mellan opampens utgång och minus-ingång.
current_source.png
Man får justera R9/R10 och R8 efter vilken spänning man har över lasten och DAC:en och hur Q2 beter sig. Man vill ha så låg lastspänning som möjligt slippa värma R8.
Jag har +DAC = 3V, R9 = 10k, R10 =2k R8 = 0,75. Lastspänning 2,5-3V, då kan jag få en ström 0 - 0,8A, kanske mindre men jag behöver inte mer heller.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
DanielM
Inlägg: 1361
Blev medlem: 5 september 2019, 14:19:58

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av DanielM »

Rick81 skrev:
25 april 2021, 13:34:25
Enligt din simulering så bränner du av 10 W i ditt 1 Ohms motstånd...förutom att det kommer brinna upp på nolltid kommer du få extremt dåligt effektivitet....

PWM har fördelen att man inte slösar bort effekt.
Jag vet. Det var bara en test.
Men simuleringen som jag använder, kommer jag använda till 0-20mA. Den är enkel, och innehåller bara en op-amp. Man lägger på en last 1-1k ohm på DAC1 och strömmen förändrar sig inget. Här har jag INTE lagt till någon diod om man skulle koppla in 24V direkt på utgången (DAC1). Detta har med att elektroniken som jag använder tål upp till 50V.
2021-04-25_16-00.png
Micke_s skrev:
25 april 2021, 13:58:50
Jag har använt isolerande gate drivare från silicon labs. Får man isolation också. Ingen risk att jordsignalerna genar genom processorn jordplan t.ex.

Typ dessa
https://www.silabs.com/isolation/isolat ... 23h1ab-is1
I detta fall så har jag tänkt (för nuvarande kort) att bara köra ON/OFF på mina N-mosfet:ar. Mycket har med att det får inte plats något mera på mitt 100x100 kort. Men jag ska definitivt tänka på detta när jag ska köra PWM (annat kort). Notera att jag har GND utgång dirket vid ingångarna R0, R1, R2,...,R8.
2021-04-25_16-02.png
mankan skrev:
25 april 2021, 15:02:05
Den här konstruktionen utgick jag ifrån för att strömstyra YIG-filter: https://circuitdigest.com/electronic-ci ... ing-op-amp. Variabla inspänningen styrs via en I2C-DAC och en spänningsdelare. Det blev även en 10nF-konding mellan opampens utgång och minus-ingång.

Man får justera R9/R10 och R8 efter vilken spänning man har över lasten och DAC:en och hur Q2 beter sig. Man vill ha så låg lastspänning som möjligt slippa värma R8.
Jag har +DAC = 3V, R9 = 10k, R10 =2k R8 = 0,75. Lastspänning 2,5-3V, då kan jag få en ström 0 - 0,8A, kanske mindre men jag behöver inte mer heller.
Tror du man kan få ca 3.3A? :)
Vad gör den nedre op-ampen?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av DanielM 25 april 2021, 16:26:16, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
mankan
EF Sponsor
Inlägg: 728
Blev medlem: 18 juli 2015, 11:23:22
Ort: Linköping

Re: Förslag på PWM, ADC, I/O och DAC IC kretsar med SPI?

Inlägg av mankan »

Ja, du kan få 3,2A. Det handlar väl om att välja komponenter för det?

Nedre opamp: Samma som övre. Schemat är ritat för 2 olika op-ampar U5 och U8 ,med olika footprints, endast en ska monteras. Se (NP) = not populate på den ena.
Skriv svar