Ich will mithilfe von 3 IR2010 3 Halbbrücken für einen kleinen Brushless Steller bauen. Ich bin nach dem Datenblatt und ein paar Schaltplänen die ich über den IR2110 gefunden hab, gegangen. Jedoch bin ich mir nicht zu 100% sicher, dass die Schaltung so stimmt und ob es mit dem IR2010 überhaupt möglich ist, etwas größere MOSFET mit sehr niedrigem Rdson gescheit durchzusteuern. Als MOSFETs wollt ich 6 INTERNATIONAL RECTIFIER - IRFP3206PBF mit nem RDson von etwa 2,5 mOhm und ner Ciss von etwa 6500 pF verwenden, ich hab mir mit Excel ausgerechnet, dass man mit 1,5A das Teil in etwa 60 ns durchsteuern könnte, allerdings glaub ich, dass es nicht ganz stimmt oder lieg ich doch richtig ? Als Freilaufdioden wollte ich MBR1060 einsetzen, gute Wahl oder gibts ne bessere ? Ich bin mir auch noch etwas unschlüssig mit der Größe des Bootstrapkondensators, häufig seh ichs, dass manche 10µF nehmen Bei meinem Schaltplan machen mir die Ansteuerung für HI, SD und LI Sorgen, da ich oft gesehen hab, dass bei den IR2110 und IR2113 +15V verwendet werden. Da ich den Strom irgendwie messen muss, hab ich mir gedacht, dass das einfachste einfach ein Shunt wäre, 2 0,5 Milliohm parallel und mit nem Instrumentenverstärker das Signal verstärken ums dann an nen ADC von nem Mikrocontroller zu geben. Viele messen ja den Strom induktiv, da ich nicht allzu viel Platz für mein Teil verbrauchen will, sehe ich keine andere wahl oder gibts auch kleine Eisenkerne Das nächste wäre, wie erzeuge ich am Besten die +15V aus meinen 7,2V vom Akku ? Ich hab da an einen Schaltregler IC wie den Linear 3436 gedacht um je einen IR2010 zu betreiben oder seinen größeren Bruder, den Linear 3430um gleich alle 3 auf einmal zu versorgen, bin mir aber net sicher ob des das ideale is, vor allem ,da es platzmäßig auch net so groß werden sollte Der Motor den ich steuern will kann maximal 50 Ampere bei 7,2V ziehen, in so fern sind die MOSFETs wohl auch etwas oversized, aber da sie nen niedrigen RDson haben, halt doch irgendwie verlockend. Zu Testzwecken wird natürlich zuerst mal ein kleinerer Motor angeschlossen. Grüße
Modell Bauer schrieb: > Ich will mithilfe von 3 IR2010 3 Halbbrücken für einen kleinen Brushless > Steller bauen. > > Ich bin nach dem Datenblatt und ein paar Schaltplänen die ich über den > IR2110 gefunden hab, gegangen. > > Jedoch bin ich mir nicht zu 100% sicher, dass die Schaltung so stimmt > und ob es mit dem IR2010 überhaupt möglich ist, etwas größere MOSFET mit > sehr niedrigem Rdson gescheit durchzusteuern. Ohje, also theoretisch geht das schon. Aber da musst du noch eine Menge verändern, wenn das funktionieren soll. Wofür sollen D2 und D4 sein? Die sind im Datenblatt nirgendwo erwähnt. Soll das dein Dead-Time Ersatz sein, indem schneller ausgeschaltet als angeschaltet wird?! R4 und R5 haben keine Werte. An VB darf nicht direkt +15V angeschlossen werden, sondern da muss ein Bootstrap-Reservoir Kondensator dran, der Pi*Daumen das 10fache der Gatekapazität haben sollte. Außerdem noch eine Diode, die den Reservoir Kondensator auflädt, wenn VS == 0V ist. C1-C4 haben ebenfalls keinen Wert. D3 und D1 würde ich etwas höher wählen bei 15V Versorgungsspannung. 18V oder sowas. Und unter Umständen keine Z-Diode, sondern Überspannungsschutzdioden nehmen. Die Freilaufdioden sind nicht unbedingt nötig, wenn du eine synchrone Ansteuerung verwendest (Also das Transistorpaar immer im Wechsel ansteuerst). VSS darf sich nicht mehr als 5V (meine ich mich zu erinnern) von dem COM Pin unterscheiden. Außerdem fehlt an VSS und COM sowieso irgendwie ein Bezugspotential. Oder wie soll der Strom (beim Ausschalten des Transistors) abfließen können? Da sollte Masse oder so etwas hin. An den Optokopplern links fehlen Pull-Down Widerstände Und bist du dir sicher, dass die Optokoppler deine PWM Frequenz packen? Wofür hast du die eingebaut? Warum willst du (augenscheinlich) den Strom an der Highside messen? An der Lowside ist das einfacher zu bewerkstelligen. Wenn schon Highside, dann würde ich einen INA138 vorschlagen, der für sowas gebaut ist. Bedenke aber, dass je nach PWM Ansteuermodus du nur Strom messen wirst, wenn der Motor "von außen" bestromt wird. Wenn der Strom "freewheelt" fließt kein Strom über den Shunt, sondern über einen Lowside FET und eine Lowside-Diode. Dem Shunt-Verstärker fehlt mindestens ein Abblockkondesator an der Versorgungsspannung. > Als MOSFETs wollt ich 6 INTERNATIONAL RECTIFIER - IRFP3206PBF mit nem > RDson von etwa 2,5 mOhm und ner Ciss von etwa 6500 pF verwenden, ich hab > mir mit Excel ausgerechnet, dass man mit 1,5A das Teil in etwa 60 ns > durchsteuern könnte, allerdings glaub ich, dass es nicht ganz stimmt > oder lieg ich doch richtig ? Mit welchen Formeln hast du denn gerechnet? Könnte aber schon hinkommen. > Als Freilaufdioden wollte ich MBR1060 einsetzen, gute Wahl oder gibts ne > bessere ? Die Freilaufdiode muss den Strom des Motors (kurzzeitig) tragen können > Ich bin mir auch noch etwas unschlüssig mit der Größe des > Bootstrapkondensators, häufig seh ichs, dass manche 10µF nehmen Ja, das gibts schon. Allerdings sollte der Kondensator ziemlich schnell aufzuladen sein, weshalb ein niedriger ESR unabdingbar ist. Ein 100n oder 220n sollte es tun, meiner Meinung nach. > Bei meinem Schaltplan machen mir die Ansteuerung für HI, SD und LI > Sorgen, da ich oft gesehen hab, dass bei den IR2110 und IR2113 +15V > verwendet werden. Was meinst du? Die "Logic-Input Thresholds" (Logik-Eingang Schaltschwellen) kannst du im Datenblatt nachlesen und diese sind AFAIK TTL kompatibel. > Da ich den Strom irgendwie messen muss, hab ich mir gedacht, dass das > einfachste einfach ein Shunt wäre, 2 0,5 Milliohm parallel und mit nem > Instrumentenverstärker das Signal verstärken ums dann an nen ADC von nem > Mikrocontroller zu geben. Kann man schon so machen. Aber bei beispielsweise 10A (5A pro Widerstand) hast du schon 2 x 12.5Watt Verlustleistung. > Viele messen ja den Strom induktiv, da ich nicht allzu viel Platz für > mein Teil verbrauchen will, sehe ich keine andere wahl oder gibts auch > kleine Eisenkerne Um wie viel Strom genau geht es hier denn? Wer misst den Strom denn induktiv? Das geht AFAIK nur bei Wechselstrom. Man kann den Strom noch über einen Hall Sensor messen. Da gibt es nette kleine Teile von Allegro teilweise bis 20A/30A Strombereich und SO8 Gehäuse. Bei höheren Strömen sind die ganz nett, finde ich. > Das nächste wäre, wie erzeuge ich am Besten die +15V aus meinen 7,2V vom > Akku ? Wenn es nur um die Ansteuerung der FETs geht, könnte man mit einer Ladungspumpe arbeiten. Leider gehen die IRxxx Treiber Chips unterhalb von 9V in den Undervoltage-Shutdown. Ansonsten könnte man die FETs auch mit weniger Spannung treiben. Sind dann aber auch nicht so schnell, wie bei 15V. > Ich hab da an einen Schaltregler IC wie den Linear 3436 gedacht um je > einen IR2010 zu betreiben oder seinen größeren Bruder, den Linear 3430um > gleich alle 3 auf einmal zu versorgen, bin mir aber net sicher ob des > das ideale is, vor allem ,da es platzmäßig auch net so groß werden > sollte Der Effektivwert des Stromes für die Ansteuerung der MOSFETs ist nicht wirklich hoch. Er hängt hauptsächlich von der Schaltfrequenz und der Gate-Charge ab. Genaue Werte sind aber schwer vorauszusagen. Eventuell mal ne Simulation anschmeißen. > Der Motor den ich steuern will kann maximal 50 Ampere bei 7,2V ziehen, > in so fern sind die MOSFETs wohl auch etwas oversized, aber da sie nen > niedrigen RDson haben, halt doch irgendwie verlockend. Zu Testzwecken > wird natürlich zuerst mal ein kleinerer Motor angeschlossen. Hast du denn so viel Platz? Bei 7,2V Motorspannung würde ich eher zu 20V oder 30V VDSS MOSFETs greifen. Die sind günstiger und gibt es auch in der Stromkategorie. Bedenke, dass ein Transistor nicht den vollen Motorstrom tragen muss, da immer nur zwei der drei Brücken gleichzeitig aktiviert sind. Und selbst in einer Brücke nicht beide MOSFETs gleichzeitig leiten, sondern überlicherweise über eine PWM angesteuert werden.
Ich wollte die PWM Frequenz auf 8 bis 16 kHz legen, sollte doch eigentlich reichen oder ? wie soll ich eigentlich die Lageerkennung machen ? Die Dioden sollten so ein Art Deadtime Ersatz sein, zumindest hab ichs bei vielen gesehen, dass die solche reingebaut haben, die wohl für so einen Zweck bestimmt waren, ich hab sie jetzt rausgeschmissen, genauso wie die Widerstände R4 und R5 Die Z-dioden hab ich jetzt durch bipolare suppressordioden ersetzt, was meint ihr, soll ichs bipolar lassen oder doch nur unipolar ? Wie steht ihr in dem anwendungsfall eigentlich zu Varistoren ? Zum Bootstrapkondensator Ich hab jetzt einen 68nF Kondensator mit einem 220nF Kondensator parallel geschalten, die MOSFETs die ich verwenden will, haben eine Ciss von 6800pF. Soll ich den 220nF dann lieber weglassen ? Bei Vb hängt jetzt die Diode, die ich vergessen hab, drinne. Bei COM und VSS ist jetzt das GND auch eingezeichnet. passt des soweit ? Die Größe des Stromes der vom Treiber bereitgestellt werden muss, hab ich mit der Formel Spannung * Kapazität / Zeit berechnet, was aber wohl nicht richtig war oder ? Ich wollte den Strom direkt beim Akku messen, da ich das GND gerne auf nahezu 0 V legen möchte oder hab ich mit dem in der Lowside messen etwas falsch aufgefasst ? Jedoch bin ich mir immernoch net sicher obs wirklich ein Shunt sein soll, aber ich find einfach keinen kleinen Eisenkern der größenmäßig geeignet wäre, eine Schaltung mit OP und Shunt wäre halt schön kompakt. Was für einen Vorteil hätte ich denn noch beim INA 138, ist doch, vorrausgesetzt ich war net zu blöd zum lesen, letzendlich nur alles schon in einem IC oder ? Bei 4 mal 0,5 Milliohm kommt man bei 50A gerade mal auf 0,3 Watt Verlust an den Widerständen. Das ist der Grund, weshalb ich die Methode per Shunt eigentlich noch in Ordnung finde. Die Abblockkondensatoren hab ich hoffentlich jetzt alle eingezeichnet. Gehören natürlich hin die Dinger. Ich nehm lieber MOSFETs die auch 40V aushalten, auf die paar Euro kommts jetzt auch net mehr an. Die Freilaufdioden nehm ich lieber zur Sicherheit auch rein, schaden ja nicht
Modell Bauer schrieb: > Ich wollte die PWM Frequenz auf 8 bis 16 kHz legen, sollte doch > eigentlich reichen oder ? Üblicherweise geht man so gerade an die Oberkante des Hörbaren. Aber meistens nicht höher, weil die Eisenverluste im Motor dann zu groß werden. > wie soll ich eigentlich die Lageerkennung machen ? Welche Lageerkennung? Von Motor? Entweder Hall Sensoren, Dreh Encoder oder über Komparatoren bei einem sensorless Motor. > Die Dioden sollten so ein Art Deadtime Ersatz sein, zumindest hab ichs > bei vielen gesehen, dass die solche reingebaut haben, die wohl für so > einen Zweck bestimmt waren, ich hab sie jetzt rausgeschmissen, genauso > wie die Widerstände R4 und R5 Die Widerstände würde ich drin lassen, aus EMV Gründen. Vielleicht daumenmäßig so 4.7 bis 10 Ohm. Wenn du diese (naja, behelfsmäßige) "Dead Time" rausmachst, musst du die extern erzeugen. Es gibt auch MOSFET Treiber, die können bereits intern eine Dead Time erzeugen. Zum Beispiel IR2104. > Die Z-dioden hab ich jetzt durch bipolare suppressordioden ersetzt, was > meint ihr, soll ichs bipolar lassen oder doch nur unipolar ? Das ist eigentlich egal. Ich weiß nicht, ob die unbedingt so wichtig sind. Ich habe solche bisher noch nicht eingebaut. > Wie steht ihr in dem anwendungsfall eigentlich zu Varistoren ? Weiß ich nicht, aber Brushless Regler haben üblicherweise keine Varistoren verbaut. > Zum Bootstrapkondensator > > Ich hab jetzt einen 68nF Kondensator mit einem 220nF Kondensator > parallel geschalten, die MOSFETs die ich verwenden will, haben eine Ciss > von 6800pF. So genau kann man die Eingangskapazität nicht voraussagen. Deswegen dimensioniert man hier gerne schon mal etwas über. der 220nF Ker-Ko sollte absolut reichen. Das mit den 10 mal ist auch nur eine Daumenformel. Eine von vielen. Schau mal bei IRF.com. Da gibts einige App Notes, wie man die Bootstrapschaltung auslegt. > Soll ich den 220nF dann lieber weglassen ? Eher den 68nF. Wofür 2 Kondensatoren? > Bei Vb hängt jetzt die Diode, die ich vergessen hab, drinne. Bei COM und > VSS ist jetzt das GND auch eingezeichnet. > > passt des soweit ? Die MBR1060 ist aber stark übertriebe. Eine kleine 1A Fast Recovery, bzw. Schottky Diode tut es allemal. > Ich wollte den Strom direkt beim Akku messen, da ich das GND gerne auf > nahezu 0 V legen möchte oder hab ich mit dem in der Lowside messen etwas > falsch aufgefasst ? 0V? Ich dachte das kommt an einen Akku. Trotzdem: An deinem Shunt fällt nicht wirklich viel Spannung ab. Aber verstärken musst du so oder so. > Jedoch bin ich mir immernoch net sicher obs wirklich ein Shunt sein > soll, aber ich find einfach keinen kleinen Eisenkern der größenmäßig > geeignet wäre, eine Schaltung mit OP und Shunt wäre halt schön kompakt. Wieso immer Eisenkern? Wer hat dir das Ei mit dem Eisenkern in den Kopf gelegt? ;-) Guck mal ACS756 > Was für einen Vorteil hätte ich denn noch beim INA 138, ist doch, > vorrausgesetzt ich war net zu blöd zum lesen, letzendlich nur alles > schon in einem IC oder ? So genau habe ich das nicht angeschaut. Aber der INA 138 ist extra dafür gemacht. Der kann dann mit 5V versorgt werden, während die Eingänge auch höher liegen dürfen (AFAIK!). > Bei 4 mal 0,5 Milliohm kommt man bei 50A gerade mal auf 0,3 Watt Verlust > an den Widerständen. Das ist der Grund, weshalb ich die Methode per > Shunt eigentlich noch in Ordnung finde. Ich habe oben irgendwie mit 0,5Ohm gerechnet ;-) Ja. bei 2 Widerständen wären es 25²A² * 0.25 * 10^-3 = 0,16Watt. pro Widerstand. Allerdings kann ich dir nicht sagen, wie gut du da überhaupt noch was erkennst, mit deinem Stromverstärker. AFAIK sind Shunts in solchen Bereichen eher größer und hängen an nem Kühlkörper ;-) Bei 0.5mOhm solltest du auch einen Shunt für 4-Leiter Messung vorsehen, wenn du mich fragst. > Die Abblockkondensatoren hab ich hoffentlich jetzt alle eingezeichnet. > Gehören natürlich hin die Dinger. C13 ist ziemlich groß. Da würde ich auch ein 10µF einbauen. Aber die Phasenspannung würde ich noch etwas abblocken. > Ich nehm lieber MOSFETs die auch 40V aushalten, auf die paar Euro kommts > jetzt auch net mehr an. Nuja, aber die FETs, die du benutzt sind schon ziemlich teuer :-D > Die Freilaufdioden nehm ich lieber zur Sicherheit auch rein, schaden ja > nicht Ok. Auch wenn nicht wirklich nötig.
0,000125 Ohm, bei 50 Ampere bleiben daran grade lächerliche 6,25 mV hängen. Wenn ich die Datenblätter richtig interpretiere hängt der Eingangspegel, ab dem HIN und LIN auf logisch 1 umschwenken, von der Versorgungs-Spannung der Logik (VDD, VSS)ab. http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf
im Datenblatt steht drinne, dass HIN minimal VSS und maximal VDD sein darf, nur nicht genau ob 5V auch reichen würden. Beim IR2110 hab ich sehr viele Leute gesehen, die +15V verwenden. Die Lageerkennung vom Rotor ist im Augenblick für mich das deutlich größere Problem. Sehr viele verwenden so eine Schaltung, wie die jetzt oben angehängte, ich versteh allerdings nicht ganz wie das funktionieren soll. Bei der Drehung induzieren ja die Spulen eine Spannung die Spannung der Akkus entgegen gesetzt ist, dumm formuliert, aber ich mein die Regel von Lenz Das will man ja mit der Schaltung messen oder ? Aber wozu sind die Widerstände gegen Masse ? Wozu braucht man aber da den Sternpunkt, warum nimmt man net einfach GND als bezug ? Was mich zudem noch wundert, bei den Kommutierungsdiagramme sieht man, dass die Spannung wie bei Drehstrommotoren ins negative geht, wie in himmels willen soll man mit 3 Halbbrücken eine negative Spannung erzeugen ?
hier die Schaltung, kann sie in dem oberen beitrag nicht mehr hochladen Ich dachte eigentlich, ich hätts begriffen, wie ein Brushlessmotor funktioniert, aber wohl doch nicht ganz Grüße
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