Driver Half-bridge para MOSFET na prática | Montagem com IR2108
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- เผยแพร่เมื่อ 10 ก.ย. 2024
- Neste vídeo eu mostro o funcionamento prático de um Gate driver Half-bridge para MOSFET e discuto como fazer a montagem deste tipo de circuito, principalmente em relação à associação do Gate Driver Half-bridge com o braço de transistores. O circuito de exemplo é baseado no IR2108 que é um Gate Driver Half-bridge Bootstrap com duas entradas, interlock interno e deadtime intríseco de 500 ns.
Veja também a aula sobre tipos de Gate driver: • Tipos de Gate Drivers ...
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O Professor Thiago de Oliveira é prof. Adjunto do Departamento de Engenharia Eletrônica da UFMG, uma das melhores instituições de ensino e pesquisa em Engenharia Elétrica do país e membro gestor do Grupo de Eletrônica de Potência da UFMG, um grupo de pesquisa dedicado à pesquisa e desenvolvimento de conversores estáticos. Com mais de 12 anos de experiência em ensino de eletrônica, o professor Thiago trás uma visão didática dos conceitos de eletrônica, de modo a passar o conteúdo necessário, sem contar a história pela metade, mas de forma descomplicada.
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Maravilhosa explicação professor, obrigado 🙏
Cara vc é Mestre show de bola
muito boa explicaçao obrigado
Excelente vídeo!!! Parabéns e obrigado!!
Olá Prof. boa aula
Excelente explicação! Show!
Muito interessante!
Pela posição deste capacitor errôneamente chamado de desacoplamento, quando eu fiz curso têcnico, a muito tempo atrás era chamado de capacitor de filtro, no meu tempo de colégio, capacitor de desacoplamento é aquele que desacopla uma etapa de outra como por exemplo, transmitir um sinal de um ponto a outro removendo a parte DC ou mudando o nível DC.
Amigo, o nome é capacitor de desacoplamento mesmo, é o termo usado em toda literatura técnica de eletrônica de potência. O termo vem do conceito de desacoplamento de ruído da linha de alimentação e no Brasil (e só aqui vi esse uso) também é usado para capacitores de bloqueio cc, apesar que o termo mais comum pra esse capacitor é DC blocking capacitor (capacitor de bloqueio), ou capacitor de acoplamento (coupling capacitor).
O termo capacitor de filtro não significa nada na verdade, só faz sentido usar esse termo onde o capacitor faz função de filtro, que não é nem o caso do capacitor de desacoplamento, nem do capacitor de bloqueio, nem do capacitor de bypass (apesar desses dois últimos darem uma resposta em frequência passa altas a amplificadores). Um filtro LC, LCL, LLC tem capacitores de filtro, eles podem estar na saída de circuitos, ou até na alimentação, mas formam algum tipo de filtro.
Aqui tem uma explicação sobre esse assunto: www.arrow.com/en/research-and-events/articles/why-decoupling-capacitors-matter
Muito bom o vídeo. Mestre, um esclarecimento. Como boa prática é importante usar então capacitores de desacoplamento entre os braços dos transistores
Mestre, esqueci de perguntar como se calcula o capacitor de Bootstrap e especificar o diodo
Oi Luiz, o capacitor de desacoplamento tem que ser colocado entre o +Vcc e o GND de cada braço de transistor, para criar um loop com menor impedância para a corrente chaveada do circuito.
@@luizfernandoreisbandeira476 o diodo deve ser rápido e suportar a tensão VCC da alimentação do estágio de potência, a corrente dele não é tão relevante, pois a energia armazenada no capacitor de bootstrap é relativamente baixa. Já o capacitor deve ser calculado pra fornecer a a corrente de alimentação do circuito de comando do transistor de high side e a carga do gate. Normalmente a gente acaba usando uns 10uF, mas o cálculo é esse aí. Vale a pena calcular quando vamos acionar transistores com alta carga de gate, ou muitos mosfets em paralelo
VALEU !!!
Hi a quick question why the output is equal to half of the input
Hi, this particular circuit was designed as a part of a voltage equalizer for a string of organic photovoltaic panel, which had a total open-circuit voltage of 17V and 32 cells, so for each cell the average voltage is only about 0.5V. The DC link that supplies the Half-bridge encompasses 8 cells, therefore its around 3V to 4V.
The driving circuit, on another hand, uses a 5V voltage and processes it to achieve a 12V/15V dc supply for the gate driver. Hence, the driving command has a higher voltage than the half-bridge circuit
Fala Professor, muito bem explicado o vídeo!
Só uma dúvida, um valor de gate de 22R não pode queimar o gate driver por permitir uma passagem de corrente acima do permitido pelo datasheet?
Fala Pedro, os Gate drivers normalmente aguentam até 2A de corrente de pico, como eu alimentei o meu com 13V daria para usar até menos resistência
Excelente explicação. Uma dúvida construir os próprios circuitos de Gate Driver não vale a pena? Você faz orientação de alunos de mestrado para área de eletrônica de potencia na UFMG ? Obrigado
Oi Gustavo, é possível construir os seus próprios gate drivers sim, mas na minha visão não vale muito a pena, pois os CIs te oferecem uma série de funções e proteções que seriam muito difíceis de serem implementadas em circuitos discretos, como Undervoltage Lockout, proteção de desaturação, entre outros. E sim, eu faço parte do Grupo de Eletrônica de Potência (gep.eng.ufmg.br) e atuo na pós-graduação, orientando mestrandos e doutorandos em Eletrônica de Potência.
Em algumas half bridge noto um diodo fast em paralelo como resistor do gate driver. Qual a função desse diodo?
@@TonyStark-bk3ui esse diodo é para mudar a resistência de ligamento e desligamento. Acredito que o diodo esteja em antiparalelo ao resistor de gate, correto? Assim no ligamento, o resistor de gate vai fazer a carga do capacitor de entrada e contribuir com o tempo de ligamento do dispositivo e no desligamento o diodo bypassa o resistor e acelera o tempo de desligamento.
@@EltGeral Faz sentido. Vejo aqui que o ânodo do diodo está voltado para o gate. Todavia, leigo que sou, fica difícil imaginar que um tensão residual , após desligamento no gate, a tensão vai preferir passar mais pelo diodo do que pelo resistor.
@@TonyStark-bk3ui quando o gate driver manda um comando de desligamento, ele aplica ou 0V ou -5V (tipicamente). Se fosse só o resistor, temos uma constante de tempo formada por ele e pela capacitância de gate-source (Mosfet) ou gate-emissor (IGBT). Quando colocamos o diodo, no desligamento ele fica diretamente polarizado, com uma queda de tensão de 0,7V (aproximadamente), isso é praticamente um curto na capacitância de entrada do transistor e aí ele se descarrega muito mais rápido passando corrente pelo diodo.
@@EltGeral É isso mesmo. Eu já ouvir falar sobre capacitância parasita do gate source. Agora vc clarificou ainda mais meu entendimento, obrigado. Levei aqui um prejuízo de dois IGBTs. Vou seguir a recomendação do cap entre braços da ponte e aquele resistor entre gate e source. O sg3524 não está oscilando o trafo drive e, daí, essas capacitâncias indesejáveis devem ter feito os IGBTs trabalharem bugados. Aí já viu né, os 350 V DC não aliviou a intensidade da corrente para o gnd e o preju foi de R$ 110,00 por nada, mano! bateu uma tristeza por não saber a causa. Valeu e Tmj no canal!
professor como podemos conferir se o tempo morto esta funcionando corretamente na saida dos mosfets pois no microcontrolador esta funcionando perfeitamante. na saida do braco half bridge pois quanto maior o consumidor deste braco mais tempo de desligamento este mosfet tera , este teste com o consumidor ligado e sem danificar o osciloscopio?????
Cara, o que eu faço, quando não tenho um osciloscópio isolado é medir a saída dos gate drivers sem ligar o inversor em si, ou seja, sem energizar o barramento cc do inversor. Com isso a tensão comutada pelos igbts/mosfets é zero e assim, todos os comandos de gate-source ou gate-emissor vão ter mais ou menos a mesma referência ( em zero volts). Logo, eu ligo todos os terras dos osciloscópio no ponto negativo do barramento cc do inversor e meço a tensão de comando de gate de cada transistor (antes do resistor de gate). Aí eu consigo ver na transição o tempo morto efetivo
Muito boa a aula e a explicação professor. Gostaria apenas de aproveitar para confirmar uma informação, no vídeo o senhor menciona que o IR2208 apresenta um dead-time de 500us, mas imagino que seja um dead-time de 500ns certo? Eu desconfiei desse valor devido a escala do osciloscópio estar em 2us.
Oi Cleiton, é verdade. Eu errei duas vezes no vídeo, na fala e no texto.
*Cleisson
Posso colocar resistor de 100 ohm no gate, sem enfrentar problemas?
Como resistor de gate? Um valor alto vai fazer o transistor ligar e desligar mais devagar. Vai aumentar as perdas de comutação e vc vai ter que elevar o tempo morto pra evitar curto no braço de transistores
Esse Circuito substitui A Placa EGS002?
Não conheço a placa, mas pelo o que eu vi, não. Dentro da Esg002 tem um gate driver ir2113, que é similar ao circuito que eu mostrei no vídeo, mas além dele, existem mais coisas lá
Boa tarde professor preciso de uma ajuda estou projetando inversor de 7,5 vc ele está com um bom funcionamento só o LGBT estão aquecendo muito pois eu não estou usando esses capacitores no braço com o senhor disse no caso de inversores de 7,5 CV qual o capacitor o senhor indicaria?? Pois estou usandoo igbt k50t60 da infineon . Também estou colocando 20 volts no gate dos igbts!!! Me ajudaai
Vou dar uma pesquisa em modelo de capacitor e te retorno mais tarde, mas são capacitores de polipropileno. Quanto à tensão do gate, baixa isso aí pra uns 15V, se puder +15V e -5V, pq com 20V na cara do IGBT vc tá pedindo pra ele durar menos de um ano, tá no limite recomendado pelo fabricante.
Um exemplo de capacitor que eu uso é esse aqui produto.mercadolivre.com.br/MLB-1359218382-capacitor-kp1836-filme-polipropileno-0042uf-x-1kv-5-radial-_JM?matt_tool=40343894&matt_word=&matt_source=google&matt_campaign_id=14303413655&matt_ad_group_id=125984293117&matt_match_type=&matt_network=g&matt_device=m&matt_creative=539354956680&matt_keyword=&matt_ad_position=&matt_ad_type=pla&matt_merchant_id=409456441&matt_product_id=MLB1359218382&matt_product_partition_id=1404886571418&matt_target_id=pla-1404886571418&gclid=Cj0KCQiA2ZCOBhDiARIsAMRfv9I03r7evQCce_0QAD57jHTRGMTlK7jFK51JyElazXEmhL8xJKrSAoEaAk3fEALw_wcB
Professor muito obrigado!! O aquecimento melhorou muito coloquei 15 volts no gate igbt .Fiz um vídeo do meu projeto não está bem acabado pois tive muitos problemas e queimei muitos componentes kkk tenho algumas perguntas se eu colocar muitos captores eletrolíticos existe o risco de dar problema pois quando tiro um deles o barulho do motor parece que fica mais limpo como os dos inversores comerciais
th-cam.com/video/AJ-nckfVMbs/w-d-xo.html
@@brunosoares1970 cara, bacana. Os capacitores de barramento cc do inversor, pode colocar bastante. Na hora que vc for acionar carga, vai circular uma corrente ac neles e se vc não colocar uma boa quantidade em paralelo eles vão esquentar e estragar. Eu normalmente simulo meus projetos antes de montar exatamente para ver essas correntes, já que é difícil ter um valor analítico pra dimensionar. Além disso, é bom colocar um dissipador no seus transistores, quando por carga no motor eles vão esquentar tb
Teoria é fantástico.
Na prática é só fazer igual chinês.
Rouba o projeto e os produtos não pode nem vender no mercado livre ,kk.
Faltou resistores de 100K em paralelo com os capacitores para que a tensão no extremo do indutor seja exatamente metade.
Para sinais de alta frequência, este capacitor precisa de uma resposta rápida.
Qual capacitor, o de desacoplamento? Ele tem que ter baixo ESR e ESL e ficar o mais próximo possível da célula de chaveamento.
50% não é muito recomendável, 48% esta de bom tamanho !
50% de duty? Não é recomendável por quê?