H-Brückentreiber L293, L298 und SN754410 für Niederspannungsnetzteil

Diese Frage bezieht sich auf die folgenden drei integrierten H-Bridge-Treiber:

L293 oder L293D (D = Schutzdioden hinzugefügt)
SN754410 (Schutzdioden enthalten)
L298 (keine Schutzdioden)

Immer wieder taucht die gleiche Frage auf: Jemand verwendet eines dieser Geräte (mit einer niedrigen Spannung, normalerweise um die 6 V oder weniger), und die Leistung ist nur unzureichend. Die Gründe sind weiter unten aufgeführt, aber meine Frage lautet:

What H-bridge drivers are preferred when controlling a low-voltage motor?

Information

Der L293 und der SN754410 sind nahezu identisch, und wenn Sie versuchen, eine Last von 1 Ampere zu steuern, werden Sie mit einer miserablen Leistung konfrontiert:

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In den Tabellen ist angegeben (typische Bedingungen), dass der obere Transistor bei Ansteuerung einer 1A-Last um 1,4 Volt abfällt (abfällt) und der untere Transistor bei Ansteuerung einer 1A-Last um 1,2 Volt abfällt (abfällt). Das Fazit ist, dass Sie bei einem 6-V-, 1A-Motor und einer 6-V-Batterie nicht mit mehr als 3,4 Volt am Motor rechnen müssen:

$V_{OUT} = 6V - (1.4V + 1.2V) = 3.4V$

Im schlimmsten Fall sehen Sie möglicherweise nur 2,4 Volt.

Was ist mit dem L298? Es hat einen schönen großen Kühlkörper, während der L293 und der SN754410 normal aussehende Chips sind. So sehen die Spannungsabfälle (Verluste) aus:

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Es ist die gleiche Geschichte - für eine 1A-Last können Sie erwarten, bis zu 3,2 Volt zu verlieren, und was Sie für 6 V über Ihren Motor hielten, sind bestenfalls 4,2 Volt und schlimmstenfalls nur 2,8 Volt.

Keines der aufgelisteten Geräte eignet sich für Niederspannungsanwendungen, bei denen ein Motor mit mehr als 0,5 Ampere zu erwarten ist.

h-bridge l298 l293d

— Andy aka
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Ich habe sowohl den L298 als auch den L293D verwendet. Ich würde das L298 über L293D empfehlen. In der Praxis lag der Spannungsabfall bei einem 6-Volt-Motor mit 1 A niemals unter 1 V. Während auf der anderen Seite der L293D viel schlimmer Spannungsabfall hatte.

— Adel Bibi

@AdelBibi in einer Voll-H-Brückenkonfiguration, die Spezifikation besagt, dass der minimale Spannungsabfall 1,80 Volt beträgt - ich verstehe nicht, wie Sie sagen können, dass er unter 1 Volt lag, es sei denn, Sie meinen dies für eine Halbbrückenkonfiguration?

— Andy aka

Ich habe die volle Brücke. Dies kann daran liegen, dass ich ein Modul verwende, das möglicherweise über eine bestimmte Schaltung verfügt, die zur Verbesserung des Spannungsabfalls beiträgt. Ich verwende eine ähnliche: ebay.com/itm/…

— Adel Bibi

Es scheint mir, dass dies eine Shopping-Frage ist und nicht zum Thema gehört. Bei der Frage geht es ganz klar um "bevorzugte" Treiber, bei denen es sich um kommerzielle Produkte handelt, und nicht um generische Designlösungen für das Problem. Ich bin etwas nervös, wenn ich abstimmen muss, um eine Frage zu schließen, die von jemandem mit so vielen Vertretern gestellt wurde, aber mal sehen, was die Community denkt.

— Joe Hass

In der Diskussion unter meta.electronics.stackexchange.com/questions/3439/… erfahren Sie, ob in der Vergangenheit jemand eine Frage gestellt und anschließend mit einer Empfehlung für ein bestimmtes kommerzielles Produkt geantwortet hat.

— Joe Hass

Antworten:

Bei niedrigen Spannungen scheint der DRV8837 ziemlich gut zu sein:

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Bei einer Last von 800 mA beträgt der Spannungsabfall:

$I_O\cdot R_{OS(ON)}$ = 800 mA × 0,33 Ohm = 0,264 Volt. Bei diesem Strom beträgt die Verlustleistung 0,8 x 0,8 x 0,33 Watt = 211 mW.

Vergleichen Sie dies mit der Verlustleistung des L293 bei ungefähr 800 mA - möglicherweise gehen ungefähr 3 V verloren, was zu einer Verlustleistung von 2,4 Watt führt.

Der VNH5200AS-E von ST ist auch ziemlich gut und ist für Versorgungsspannungen von nur 5,5 V bis 18 V vorgesehen: -

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Ein weiteres Angebot von ST ist der VN5770AKP-E . Es kann als separater oberer und unterer MOSFET (einschließlich Treiber) konfiguriert oder einfach als H-Brücke verdrahtet werden.

Es gibt auch den MC33887 von Freescale (ehemals Motorola): -

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Es weist auch Widerstände im niedrigen Bereich von Hunderten von Milliohm auf.

— Andy aka
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Der DRV8833 und der DRV8835 sind 2-Kanal-Alternativen (Dual-H-Bridge), die ansonsten ziemlich vergleichbar sind.

— KWC

@Andy Ich denke, wir sind hier auf einem sehr gefährlichen Boden. Sie haben eine Frage gestellt und dann Ihre eigene Antwort gegeben, die eine Empfehlung für ein bestimmtes kommerzielles Produkt darstellt. Es gibt einige Präzedenzfälle, bei denen dies nicht angemessen ist. Ich habe keinen Zweifel, dass dies nützliche Informationen sind, aber Sie öffnen die Schleusen für Stealth-Werbung und unethische Werbung.

— Joe Hass

@ JoeHass Ich verstehe Ihren Standpunkt und die Tatsache, dass Sie jetzt sagen, dass dies bedeutet, dass es wahrscheinlich ist, dass dies aufgrund der kollektiven Sorgfalt der Mitglieder nicht passieren wird. Ich werde versuchen, ein Nicht-TI-Produkt zu dieser Antwort hinzuzufügen, um die Dinge ein wenig zu verbessern. Ich hoffte mittlerweile eher auf andere Antworten - muss es doch andere Anbieter als TI geben?

— Andy aka

@ JoeHass Ich habe ein paar Geräte von ST und ein Gerät von Freescale hinzugefügt, um die Situation ein wenig auszugleichen. Ich hoffe immer noch auf mehr Antworten.

— Andy aka

@Andyaka Sie haben mehr Hersteller angefragt - Ist Allegro A4952, A4953 zu komplex, um einen allgemeinen Bürstenmotorfahrer vorzuschlagen? DMOS-Schalter von ca. 1 Ohm. Die thermische Last kann tatsächlich einen Motorstrom von 1 A verarbeiten. A4950 ist etwas robuster.

— Glen_geek

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IR2210 ist der bekannteste MOSFET-Treiber für Leistungselektronikschaltungen und H-Brücken. Sie können sich eine vollständige Anleitung zur Herstellung einer H-Brücke mit IR2210 ansehen. Er erklärt alles sehr gut http://microcontrollerslab.com/use-mosfet-driver-1r2110/ http://microcontrollerslab.com/how-to-make-h-bridge-using-ir2110/

— Tanveer Malik
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Es gibt keinen solchen Treiber, den ich finden kann. Wenn Sie den IR2110 gemeint haben, dann handelt es sich nicht um einen Niederspannungstreiber (die empfohlene Mindestspannung beträgt 10 V)

— Andy aka