Calculo Potencia Disipada L6203

CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL L6203
Io pulsed output current = 5A
Ptot Total power dissipation = 20W (tcase 90º)
RDS(ON)= typ = 0,3 Ω max=0,55 Ω (existe un coeficiente de variación según la temperatura)
α 90º = 1,3 entonces RDS(ON)=1,3 * 0,3 Ω = 0,39 Ω

CALCULO DE POTENCIA

Para cada transistor:
P(ON)=RDS(ON) * IDS2
Entonces para los dos transistores:
P(ON)= 2 * RDS(ON) * IDS2 = 2* 0,39 Ω * (2,8A)2 = 6,1W
P(OFF)=Vs * IDSS = 36V * 1mA = 0,036W

Los Mosfet tienen la característica de que en estado de conducción con una correcta tensión en el gate, se comportan como una resistencia de unos pocos ohmios (RDS(ON))

CALCULO DE POTENCIA TOTAL DISIPADA (según indicaciones de la hoja de datos del L6203, pagina 11)

Este caso se aplica cuando el driver trabaja en conjunto conun control de corriente.
El caso que se tomo en el presente documento es un driver con control de corriente para un motor paso a paso en modo bipolar paralelo con las siguientes características: 4,17V 2,8A 1,5Ω 6,8mH y como circuito de control el integrado L297.
Este tipo de circuitos tiene una corriente de salida pulsada por lo cual para hacer un calculo correcto de la potencia disipada porel L6203 es necesario calcular la potencia en cada etapa de conducción del puente, según el siguiente grafico que muestra el comportamiento de la corriente que circula por las bobinas:










Tr (time rise, excitación de la bobina del motor). Este tiempo es el tiempo que tarda la bobina del motor en alcanzar la corriente máxima (en este caso 2,8A). Se podría pensar que este valor seobtiene del cálculo de la constante de tiempo de la bobina multiplicado por tres (se multiplica por tres porque aproximadamente a una bobina le toma 3 veces la constante de tiempo para alcanzar el 100 porciento de la carga) mediante la formula: T = (L(de la boina)/R(de la bobina)) * 3 pero esto no es del todo así, para este caso, ya que el objetivo de los drivers de control de corriente es elde “acelerar “ el tiempo de carga de la bobina con el objetivo de lograr mas RPM en el motor con la menor perdida de torque posible. Esto se logra mediante una alimentación entre 3 y 25 veces el valor de la tensión de trabajo de la bobina del motor, las bobinas no se funden gracias a que existe un circuito que deshabilita la alimentación cuando la corriente de la bobina alcanza el valor que indicael motor.

Aclaración: el tiempo en alcanzar la máxima corriente sigue siendo el mismo (t1) pero al alimentar la bobina a 36V la corriente total que circularía por las bobinas (si no mediara el control de corriente) seria 36V/ (1,5(Rbobina) + 2 * 0,39(Rmosfet))=15,7A, la constante de tiempo corre para estos 15,7A, es decir, es la misma que si la alimentación fuera la que indica el motor, pero lacorriente que se busca alcanzar (la máxima permitida por el fabricante) es mucho menor (en el caso del ejemplo 2,8A). Por aproximación se puede tomar la formula: dI/dt(t = 0) = V/L para calcular el ritmo de crecimiento de la corriente en la bobina. Mas adelante se ve en el ejemplo la aplicación de la misma.
(para mas información referirse a las paginas 13,14,15 de la application note AN907 demicrochip)

TLD : Este tiempo corresponde al momento en que la bobina del motor alcanzo la máxima corriente permitida y el control de corriente esta actuando.
De la secuencia de pasos para half step que entrega el integrado L297 se deduce que: cada bobina esta excitada 3 pasos y el cuarto descansa.
La duración de cada paso se calcula según: T(paso) = 1/fpasos
Entonces: TLD = 3 * T(paso) -Tr

Tf y Td : Corresponden al tiempo de “caída” de la carga de la bobina y al tiempo cuando la carga es nula en las mismas, Tf + Td corresponde al paso de la secuencia donde la bobina no esta exitada, es decir su valor es el equivalente al del tiempo de un solo paso.

T: es igual a la suma de todos los anteriores y no puede ser mayor al tiempo de cuatro pasos

Chopping period: es el periodo...