Hallo zusammen,
ich habe zwar schon viel hier gelesen, aber noch keinen eigenen Beitrag
erstellt und so hoffe ich, dass ich nichts vergesse, was bei der
Beantwortung meiner Frage hilft.
Bei meiner Anwendung geht es um die Ansteuerung eines größeren
Voice-Coil-Motors (VCM). Für eine kleinere Version (~15 V und 1,5 A) des
ganzen habe ich das noch mittels Analogverstärkung umgesetzt. Die
Verlustleistung spielte hierbei keine Rolle und wurde einfach weggekühlt
;)
Die Umsetzung mittels PWM schlug mangels Erfahrung und der Wahl falscher
Vollbrückentreiber bezgl. misslicher Logiklatenzen fehlt.
Der VCM der jetzt in einer Regelungsaufgabe angesteuert werden soll, hat
Werte von ca. 5 Ohm und 3,5 mH. Der benötige Strom ist noch unbekannt,
wird aber wohl im unteren Drittel liegen.
Obere RB des VCM sind 18 A und 120 VDC.
Er soll per H-Brücke bidirektional gefahren werden können, also ein
Aussteuern in beide Richtungen mit "sanftem" Übergang im Umkehrpunkt,
was für mich heißt die Logiklatenzen gering zu halten.
Da ich mehrere dieser VCMs ansteuern möchte sind die zur Verfügung
stehenden PWM-Kanäle zusätzlich auf 3 Stück pro VCM begrenzt.
Ich habe mir überlegt das wie im gezeigten Schaltplan zu machen.
Auf der linken Seite der Brücke schalten im Wechsel PWM_1 und PWM_2 die
Mosfets Q1 und Q2 während die rechte Seite der Brücke über einfache
Digitalkanäle des µC die Aussteuerrichtung des VCM bestimmen. Mit Logik
ließen sich hier wohl auch noch Kanäle sparen, aber ein wenig Freiheit
möchte ich hier noch lassen.
Die Schaltfrequenzen werden nur durch die Regeltaktzeiten begrenzt.
Angepeilt sind Frequenzen zwischen 10 kHz - 100 kHz.
Da es durch niedrige Frequenzen (f-Bereich von 3 Hz bis 250 Hz)
vorkommen kann, dass der VCM recht lange in eine Richtung Kraft
übertragen muss und das mit der gängigen Methode des Bootstrapping eng
werden könnte habe ich aus verschiedenen Beiträgen entnommen, dass man
dies durch einen isolierten DC/DC-Wandler am High-Side in den Griff
bekommen könnte und dadurch sehr große Dutycuyle fahren kann. Jedoch
expilzit gefunden habe ich wenig - evtl. auch nach den falschen
Begriffen gesucht!?
Den galvanisch getrennten Treiber habe ich gewählt, dass die
Ansteuerseite komplett getrennt vom µC ist.
Meine Fragen:
1) Kann das mit dem isolierten DC/DC-Wandler so funktionieren?
2) Lässt Galvanische Isolation der Halbbrückentreiber ein dauerhaftes
Durchschalten eines Mosfets zu? Hier fehlen mir Kenntnisse zum interenen
Aufbau solcher isolierten Treiber.
Wenn dieser Treiber (ADUM4221 --
https://www.analog.com/en/products/adum4221.html#product-overview)
ungeeignet ist, gibt es bessere, die momentan auch verfügbar sind?
Gruß und vielen Dank derweil
PS:
Der Fokus hier liegt eher darauf, dass es sicher funktioniert als am
Sparen des letzten Euros. Bitte keine Übertreibungen in beide
Richtungen, aber naheliegende Vorschläge werden immer gerne aufgegriffen
;)