Unsaubere Schaltflanken bei IRS2004 Half-Bridge Driver

[Oekevo (Gast)]

Guten Abend,

ich versuche gerade einen Brushless-Motor-Regler aufzubauen. Dazu habe 
ich die Endstufe auf einer Streifenrasterplatine aufgebaut. Siehe 
Layout.png. Die Angesteuerung erfolgt von meinem Evalboad mit 3,3V 
Pegel.

Das Problem ist nun, dass meine Schaltflanken nicht gerade sauber 
aussehen. Vorallem die, die den Hight-Side-FET ansteuern. Beim 
Low-Side-FET sind die Flanken zu flach bzw. schwingen zu langsam ein. 
Woher kommt das? Wie kann ich es abstellen?

Eine weitere Auffälligkeit, die ich bemerkt habe, ist die Spannung an 
Pin 8 (VB). Hier würde ich eine Verdopplung der Versorgungsspannung 
erwarten. Tatsächlich ist die Spannung aber ca. 2,5-mal so hoch. Kann 
mir das jemand erklären?

Die Signale auf der Eingangsseite zur Ansteuerung sehen sauber aus. Als 
Versorgungsspannung für die Endstufe habe ich ca. 10V eingestellt. Kanal 
3 ist floating, Kanal 1 ist auf LOW und Kanal 2 wird mit PWM 
angesteuert. Gemessen wurde an Kanal 2. Die Ausgänge sind, bis auf das 
Widerstandsnetzwerk, unbelastet.

Ich habe auch schon versucht die Schaltung zu simulieren (leider mit 
einem anderen Treiber). Dort traten die Effekte nicht auf.

Vielen Dank für die Unterstützung.

Oekevo


(IRS2004, IRF1404, 1N4148)

[Joachim (Gast)]

Na ja, Layout, Gatewiderstände und vielleicht die Entkopplungskondi's 
und natürlich dann fetter Gatecharge bei den Leistungstransistoren. So 
richtig viel Power hat der Treiber dann doch auch nicht.

Auf Lochraster ist das kritisch. Gatewiderstände - sind das 27Ohm oder 
2,7Ohm? Auf dem Oszigram ist da ja ein übler Einschaltschwinger drin. Na 
ja.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Die 1N4148 ist eine schöne Diode, aber hier nicht geeignet, sie muss die 
Ladungspumpe mit ausreichend Strom versorgen und dafür ist sie zu klein. 
BA157-159 ist hier geeigneter.
0R Gatewiderstände sind nicht gut, damit wird die Ausgangsstufe des 
Treibers schnell überfordert. Nimm mal 10R-22R. Sorge für gutes 
Abblocken von VCC. Die Spannung sollte nicht einbrechen und muss 
deswegen gut gesiebt und gepuffert werden. Ein-zwei fette Elkos 
einplanen und am besten noch eine Drossel, die den Motor-Sproddel von 
den Treibern fernhält.

[Oekevo (Gast)]

Vielen Dank für die Antworten.

Ich habe jetzt noch einen Pi-Filter zwischen VCC der FETs und VCC der 
Treiber eingebaut. Damit sind dann erst mal die Störungen auf der 
Versorgung beim Schalten so ziemlich weg.

Das Phänomen, das die Spannung an Pin 8 (VB) zu hoch ist, hat sich nun 
auch erledigt. Wie erwartet kann ich dort nun ca. die doppelte 
Versorungsspannung messen.

Ich habe jetzt verschiedene Gate-Widerstände getestet, siehe Bilder. 
Okey, 0 Ohm ist etwas wenig, aber leider habe ich gerade nichts 
passenderes da. Bei 47 Ohm gibt es beim Schalten des HIGH ein Problem. 
Ich vermute, dass der Effekt wieder von der instabilen Versorung kommt. 
Bei Gelegenheit werde ich mir 5-10 Ohm Widerstände besorgen und die dann 
einsetzen.

Warum sollte die 1N4148 nicht geeignet sein? Laut Datenblatt kann die 
200mA Dauerstrom und 450mA Peakstrom. Das sollte hoffentlich zum 
Schalten der FETs ausreichen. Außerdem ist sie schneller als die 
BA157-159.

Oekevo