circuito protezione da inversione batteria

[ninoalgozino]

Buongiorno a tutti, e grazie in anticipo per la vostra gentilezza. Spiego subito il mio problema. Il mio prof mi ha dato lo schema di un circuito, si tratta di un semplice driver per un motore elettrico DC, pilotaggio High Side mediante un mosfet di potenza (Q1) e un diodo per il ricircolo della corrente (D1) in parallelo al motore. Fin qui tutto ok. Al di sotto di D1 invece, come si vede in figura, c'è un altro blocco circuitale, fatto da un BJT di tipo pnp (Q3), due diodi (D2 e D3), tre resistenze e un altro MOSFET (Q2). Questo blocco circuitale dovrebbe svolgere la funzione di protezione da inversione di polarità della batteria. Vi allego il circuito.

Ecco, non riesco a capire COME funziona! Come fa a proteggere?

Il MOSFET Q2 è un canale N ma disegnato specchiato, nel senso che il suo source è quello connesso all'anodo del diodo di ricircolo D1, mentre il suo drain è a massa.
stessa cosa per il bipolare Q3: si tratta di un npn specchiato, il suo emettitore è connesso all'anodo di D2 mentre il collettore è connesso a R2.
Il polo negativo del motore non è direttamente connesso a massa ma è come se lo fosse, perché è connesso a un resistore di shunt per la misura della corrente sul motore, che a sua volta è verso massa. Come avviene la misura della corrente non è riportato perché non ci interessa.
Sapreste quindi spiegarmi come avviene la protezione da inversione di polarità?

 

Grazie mille anticipatamente

[dott.cicala]

Che dire....un circuito che non funziona a partire proprio da Q1, passando da Q2 per terminare con Q3 che è un NPN....a meno che non serva per produrre fuoco e fiamme invertendo il power....ma qual è l'alimentazione che non si deve invertire?

 

Provalo con un simulatore a tua scelta.... 

 

Probabilmente il prof aveva voglia di scherzare

 

 

 

 

[Livio Orsini]

11 ore fa, dott.cicala scrisse:

Probabilmente il prof aveva voglia di scherzare

 

Mahaa, visto cosa c'è in circolazione forse non scherzava.

[ninoalgozino]

Gentile Livio Orsini, buongiorno. Innanzitutto grazie per la sua risposta e il suo interesse. Posso però sapere per quale motivo dice che non può funzionare? Rispondendo alla sua domanda, l'alimentazione da non invertire è appunto la batteria che alimenta il regolatore. A quanto ho capito, il blocco circuitale sottostante il diodo D1 serve a proteggere il resto in caso di inversione di polarità (accidentale) della batteria ( quindi Vbatt ) e ciò che dovrebbe accadere è solo far girare il motore in verso opposto a quello normale, ma alla massima velocità, senza alcuna regolazione. Solo che appunto non capisco come funziona a livello di tensioni e correnti. Power ( 12 V ) è la tensione in condizioni normali che il MOSFET Q1 trasferisce al motore quando è chiuso. Questa tensione proviene appunto dai 12 Volt della batteria di alimentazione, prima però di essere semplicemente filtrata. Tutto qui

Attendo sue, grazie ancora 

[Livio Orsini]

1 ora fa, ninoalgozino scrisse:

Gentile Livio Orsini, buongiorno. Innanzitutto grazie per la sua risposta e il suo interesse. Posso però sapere per quale motivo dice che non può funzionare?

 

Mi siapce ma io non ho scritto questo, semmai dott.Cicala:

il 6/10/2017 at 20:31 , dott.cicala scrisse:

Che dire....un circuito che non funziona a partire proprio da Q1, passando da Q2 per terminare con Q3 che è un NPN....a meno che non serva per produrre fuoco e fiamme invertendo il power....ma qual è l'alimentazione che non si deve invertire?

 

Provalo con un simulatore a tua scelta....

 

Quindi bisogna chedere lumi al dott. CIcala.

Io comunque ho provato a simularlo con LTSpice.

Invertendo le polarità....ci sono 3 cadaveri. Ma può anche essere che LT abbia una bug o io l'abbia usato malamente.

[ninoalgozino]

In che senso tre cadaveri? Significa che invertendo la polarità, si bruciano due MOSFET e il diodo?

[tesla88]

Secondo me hai disegnato male ciò che il Prof. ha spiegato ... 

Già solo il fatto di affermare :

Quote

diodo per il ricircolo della corrente (D1) in parallelo al motore

Quando nello schema che riporti D1 non è in parallelo al motore, mi fa pensare che lo schema non sia stato riportato correttamente...

 

Comunque c'è poco da far girare al contrario il motore, se alimenti al contrario ci pensa il diodo a non fare girare il motore e a friggere tutto il resto !

 

Vbatt (12v) sarebbe la stessa che alimenta Power (12v) ? perchè allora bisognerebbe tener conto nel simulare il tutto, che entrambe le alimentazioni si invertono, cosa che penso farebbe  poco piacere a Q1

 

Comunque uno switch "HighSide" con un canale "N" mi giunge nuovo ... non dovrebbe funzionare tanto bene ...

[Livio Orsini]

39 minuti fa, ninoalgozino scrisse:

Significa che invertendo la polarità, si bruciano due MOSFET e il diodo?

 

Tesla ti ha dato la descrizione dettagliata di qullo che potrbbe accadere nella realtà

[dott.cicala]

Discussione sfuggita nei meandri del forum....

 

Avevo interpretato che l'inversione di polarità riguardasse la sorgente indicata con power invece che vbatt.

 

Ecco il risultato delle nuove simulazioni:

1) Se si alimenta il tutto senza fornire il segnale vbat, il motore, simulato dalla resistenza R5, è comandato (MALE) e quindi...gira.

 

2) Se si fornisce Vbat positiva, il motore è comandato (MALE) e quindi...gira.

 

3) Se si fornisce Vbat negativa.....il motore è comandato (MALE) e quindi...gira.

 

Q2 è sempre interdetto, Q1 è pilotato dal segnale di commutazione.

L'unica possibilità di arrestare il motore è interrompere il segnale sul gate di Q1 e chiudere il gate con il source.

 

Senza inversione della polarità del motore, non è possibile invertirne il senso di marcia.

 

La parte di schema inferiore, quella sotto a Q1 è una masturbazione cerebrale che non effetto alcuno né sul motore né sul resto.

- Q3 che è NPN , ha VBE negativa 

- Q2 che è un canale N ha Vgs e Vds negative

 

Mi piacerebbe a questo punto avere lumi dal Prof. 

[ilguargua]

6 ore fa, tesla88 scrisse:

Comunque uno switch "HighSide" con un canale "N" mi giunge nuovo ... non dovrebbe funzionare tanto bene ...

Per fare si può fare, basta che comandi il gate con una tensione più alta di quella sul drain. La maggioranza degli "Smart high-side switch" usati in ambito automotive internamente usano un mosfet N e un charge-pump per alzare la tensione di controllo. Da quel poco che ho letto la scelta è dettata da una più semplice (e probabilmente economica) costruzione di un mosfet canale N piuttosto di uno P.

 

Ciao, Ale.

 

Edit: comunque non è certo l'ideale per usare PWM.