Hallo! Ich bastel seit einer Weile an BLDC Reglern. Die Schaltung läuft soweit gut, meine Motoren tun das, was sie sollen. Ich habe diesen Regler 6x aufgebaut, für meinen Kopter. Jetzt sind mir innerhalb kurzer Zeit vier der sechs Regler gestorben. Der Atmega88 lässt sich nicht mehr ansprechen. Einen Kurzschluss gab es nicht, das hätte ich am Netzteil gesehen. Alle sechs Regler liefen gerade mal ein paar Minuten und sind entweder mitten im drehen oder beim Starten gestorben. Auf jedenfall nichts auffälliges zu erkennen, das irgendwas verschmort gewesen wäre, warm war komischerweise auch nichts. Meine jetzige Vermutung liegt in der Überlastung einzelner Pins. Die BEMF Schaltung hatte ich etwas optimistisch ausgelegt. Betrieben wird alles an einem 4s Lipo, also max. 16,8V. R7 - R9 hatte ich als 4k7 bestückt. Da fließt rechnerisch ein klein wenig mehr als 1mA über die internen Schutzdioden. Also bisschen viel. Aber ich weis nicht, ob durch diesen Mangel der komplette Atemga hinüber sein kann, oder ob da einfach nur ein Port kaputt geht? Vielleicht habe ich ja auch noch einen anderen Fehler in meiner Schaltung, den ich einfach nicht sehe. Vielleicht hat jemand noch einen Tip, was es vielleicht auch noch sein kann. Vielen Dank schonmal im Voraus für eure Antworten LG Dennis
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Wo fließt dein Wicklungsstrom längs, wenn ein FET abschaltet? (Stichwort: Freilaufdioden)
>> Wo fließt dein Wicklungsstrom längs, wenn ein FET abschaltet? > Das läuft über aktiven Freilauf. Die High-Side Transistoren wrden über Port B angesteuert. Die Low-Side Transistoren werden über Port D angesteuert. Wie schaltest Du nahtlos den einen Transistor aus und den anderen an? Es gibt meines Wissens nach keinen Befehl, mit dem Du beide Ports gleichzeitig ansteuern kannst.
Nun, gleichzeitig wäre auch nicht gut, jeder Fet benötigt auch ein paar µs zum sperren. Eine kleine Totzeit dazwischen ist schon nötig. Ich nutze einfach die Hardware PWM und schalte einfach nur die einzelnen Pins auf Eingang oder Ausgang. Sind sie auf Eingang, liegt die PWM an, auf Ausgang kann ich sie entweder komplett ausschalten oder komplett einschalten, ohne PWM. Deswegen diese 6 Widerstände am µC. Dennis
Dennis H. schrieb: > Da fließt rechnerisch ein klein wenig mehr als 1mA über die internen > Schutzdioden. Diese Dioden sollten nicht als zuverlässiges Bauteil angesehen werden. Wenn so eine Diode leitet, sind die Absolute Maximum Ratings aus dem Datenblatt verletzt. Beim ersten Impuls stirbt dann evtl. die Diode und beim zweiten der Controller... > Meine jetzige Vermutung Hast du ein Oszilloskop? Wie sieht dad Layout zur Schaltung aus?
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Ja, ich weis, es sind ja parasitäre Dioden, die sind eben da. Aber wenn ich den Spannungsteiler noch weiter erhöhe, habe ich irgendwann das Problem gehabt, das mein Analog-Komparator die Spannungen nicht mehr vernünftig verglichen hat. Das Layout hänge ich heute Abend an, die Frau will gerade los, da ist meine Bastelei gerade unwichtig :-) Ein Oszi habe ich, ohne hätte ich warsch so einen Regler nicht hinbekommen (kann ich mir zumindest nicht vorstellen) Dennis
Freilaufdioden, unbedingt! Dem 78L05 könntest du auch mal in einem spendablen Moment noch 22uF am Ausgang gönnen...
> Freilaufdioden, unbedingt!
Bei Halbbrücken aus MOSFETs braucht's Freilaufdiode nicht, weil die FETs
schon Bodydioden drinnen haben.
> Die Load sollte aber zwischen High- und Low-side, oder?
Nein ganz sicher nicht.
Das ist ein BLDC Steller der eine B6-Brücke aus MOSFETs als Endftufe
hat.
Die Last kommt also an die 3 Halbbrückenausgänge.
zum Thema:
Um den Strom durch die Schutzdiode deutlich zu reduzieren kann man das
Signal est einmal gegen GND und Versorgung klemmen und dann noch einen
Längswiderstand zum µc-Port vorsehen.
Geläufige und funktionierende Schaltungen für BLDC sind z.B. diese beiden: http://home.versanet.de/~b-konze/blc_6a/6a.pdf http://home.versanet.de/~b-konze/blc_18a/17a_schematic.pdf Also 47K/10K oder 33K/10K u. 33K vor den Eingängen. Letzteres funktioniert bei mir einwandfrei.
Easylife schrieb: > noch 22uF am > Ausgang gönnen... wozu soll das gut sein? Qwerty schrieb: > Also 47K/10K oder 33K/10K u. 33K vor den Eingängen. > Letzteres funktioniert bei mir einwandfrei. Wäre der ähnliche Gedanke, den ich auch schon hatte, das Spannungsteilerverhältnis höher setzen, allerdings wäre bei dir der Strom wesentlich geringer. Widerrum bei einem anderen sehr bekannten Projekt( Mikrokopter von Holger Busse) setzen sie angeblich jeweils 4k7 ein, und dieser Regler wäre bis 6s zu nutzen. Wobei ich manchmal denke, dass der Holger dort bewusst einzelne Bauteilwerte in seinen öffentlichen Schaltplänen ändert, um es Nachbauern schwieriger zu machen, Elektronik ist eben kein Lego Baukasten, wer sich damit beschäftigt, wird es von allein feststellen, dass manches so nicht funktionieren kann, evtl wie ich, erst nach ein paar kaputten Atmegas. Um mal zu meiner eigentlichen Frage zurück zu kehren, es könnte also durchaus möglich sein, dass ich durch die Überlastung der internen Eingangsbeschaltung des Atmegas den µC zerstört habe? Ich habe ja schon selber mitbekommen, dass ich die Dioden überlaste(ehrlich gesagt frage ich mich, wie ich überhaupt auf diese Widerstandswerte gekommen bin, einfach nur abgeschauen war mir zu heiß). Meine Frage ist einfach, ob ich mit dieser Fehlbeschaltung wirklich den kompletten Atmega kaputt bekomme, dass ich ihn wirklich nicht mehr über ISP ansprechen kann, oder ob das eher unwarscheinlich ist. Dennis
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Dennis H. schrieb: > dass ich ihn wirklich nicht mehr über ISP ansprechen kann, oder > ob das eher unwarscheinlich ist. Wieviel Strom wird denn am 5V Zweig verbraucht? (Im Sleep Mode) Vielleicht hast Du ja 16V auf der 5V Versorgung. Gruß Anja
Dennis H. schrieb: > Easylife schrieb: >> noch 22uF am >> Ausgang gönnen... > > wozu soll das gut sein? Der 78L05 mag ja Lastwechsel bis 10KHz noch wegregeln können, aber es hängt ein im MHz Bereich getakteter uC dahinter. Darum ist eine Kapazität > 100nF empfehlenswert für eine saubere Versorgung.
Dennis H. schrieb: > Vielleicht habe ich ja auch noch einen anderen Fehler in meiner > Schaltung, den ich einfach nicht sehe. Vielleicht hat jemand noch einen > Tip, was es vielleicht auch noch sein kann. Der LM358 kann fast die Akuspannung in den uC schicken, weil da keine Schutzschaltung vorhandne ist und der LM358 direkt an der Akkuspannung liegt. Fehlermöglichkeit wäre also Stromaufnahme steigt so an, daß der LM358 mehr als 5V an den uC schickt.... der 10k sollte (!) das zwar abfangen aber sind im uC die internen Schutzdioden aktiv wenn er die Pins auf Ananlogeingang schaltet? Ach ja - wo ist der Resetkondensator? 100n direkt an den Resetpin helfen manchmal seltsames Verhalten zu beseitigen. Weiters würd ich eine Klemmschaltung oder zumindest 5V1-Zener auf die BEM-leitunge legen, wenn da was grausliches hereinkommt dann schlägt das direkt auf den uC durch (die 100n auf den Leitungen sind zwar nett aber ggfs nicht ausreichend) Grüße MiWi
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MiWi schrieb: > Fehlermöglichkeit wäre also Stromaufnahme steigt so an, daß der > LM358 mehr als 5V an den uC schickt. Der Tip ist gut. Ich habe in diesen Schaltungsteil nicht wirklich viel Hirnschmalz gesteckt, weils eh bloß ne Schätzung ist. Theoretisch sollte die Ausgangsspannung nicht über 4V steigen, aber was weis ich, was die Praxis daraus macht. Ich werde den entsprechenden Widerstand(R34) einfach mal runter löten. Daran habe ich überhaupt nicht gedacht. Danke dir für den Hinweis. MiWi schrieb: > Ach ja - wo ist der Resetkondensator? 100n direkt an den Resetpin helfen > manchmal seltsames Verhalten zu beseitigen. Naja, seltsames Verhalten ist es ja nicht. Also ich hab schon gelesen, das bei manchen seltsame Dinge passieren, ohne diesen Kondi, aber damit hatte ich keine Probleme. Anja schrieb: > Wieviel Strom wird denn am 5V Zweig verbraucht? (Im Sleep Mode) > Vielleicht hast Du ja 16V auf der 5V Versorgung. Das hatte ich auch schonmal überlegt. Darum habe ich in meiner Versorgung direkt hinter dem 78L05 einen 1k Widerstand, dass immer ein wenig strom fließt. Irgendwo im Datenblatt des 78L05 hatte ich das gelesen, das er ab 1mA Strom zuverlässig arbeitet. Ich habe mal das Layout mitangehangen, leider ohne Bauteilbezeichnungen, die habe ich für den Fertiger rausgelöscht. C17 habe ich nicht mit bestückt. Genauso die Kondis am Quarz. Ich hab ein wenig versucht, das Beispiel von Lother Millers Seite umzusetzen. Ich habe aber die Leiterbahnen so knapp zusammen gelegt, das diese anscheinend schon genügend Kapazität für den Quarz liefern. Mit Kondis wollte es jedenfalls nicht funktionieren, seit ich sie wieder runtergelötet habe, funktioniert es bestens. Dennis
Easylife schrieb: > Der 78L05 mag ja Lastwechsel bis 10KHz noch wegregeln können, aber es > hängt ein im MHz Bereich getakteter uC dahinter. Alt ist nicht gleich blöd, insbesondere nicht bei Reglern mit Kollektorschaltung. Ausgangsimpedanz 78L05: bei 1 MHz: ohne Kondensator 3 Ohm mit 1µF Tantal 2 Ohm bei 100 kHz: ohne Kondensator 0,4 Ohm mit 1µF Tantal 0,4 Ohm Quelle Datasheet NS/TI. Die empfehlen als Standardbeschaltung 10nF, weil "Recommended minimum load capacitance of 0.01 μF to limit high frequency noise." Für die soundsoviel MHz hat der µC seinen eigenen Kerko. Ein 08/15 Alu-Elko bringt da sowieso nicht mehr viel.
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Dennis H. schrieb: >> Ach ja - wo ist der Resetkondensator? 100n direkt an den Resetpin helfen >> manchmal seltsames Verhalten zu beseitigen. > > Naja, seltsames Verhalten ist es ja nicht. Also ich hab schon gelesen, > das bei manchen seltsame Dinge passieren, ohne diesen Kondi, aber damit > hatte ich keine Probleme. uC resetiert warum auch immer, weil also keine saubere Abschaltung stattfindet läuft BEM oder I_OUT aus dem Ruder und Bumm.... das wars. gehtrecht schnell und vor allem - fast nicht zu triggern, denn die par pf der Oszispitze verändern schon die Reset"stabilität" Ich finde das schon ein seltsames Verhalten.... Und Deine Platine... nun ja. Sie fordert geradezu heraus der EMV eine breite Angriffsfläche zu geben. Schau Dir doch die Schleife, die C17 für sein GND braucht an, dann... Aber wie gesagt, GND ist nur ein Signal von vielen und es braucht eh keiner, stört nur im Layout. Daher sind alle Regeln und Vorschläge und Erfahrungsbericht derer, die es schon auf die Schnauze geknallt hat wie immer in den Wind zu werfen, wird schon gehen. iaW: solange das im Layout so ausieht wie ich es sehe ist alles andere nur mehr sinnloses herumgeplauder. Grüße Miwi
Miwi schrieb: > Schau Dir doch die Schleife, die C17 für > sein GND braucht an, dann... Dennis H. schrieb: > C17 habe ich nicht mit > bestückt. Miwi schrieb: > solange das im Layout so ausieht wie ich es sehe ist alles andere > nur mehr sinnloses herumgeplauder. Genau, man fragt sich, warum die Platine eigentlich nicht explodiert sobald sie Spannung bekommt. Mag sein, das mein Layout durch die Augen eines Profis verbesserungswürdig ist. Trotz allem läuft sie. An irgend einer Stelle überlaste ich einfach meinen µC, der ihn zum Ableben bewegt. Das könnte zum einen meine eigene Vermutung mit der BEMF sein, und auch dein guter Hinweis mit dem LM258 Ausgang. Dennis
So ein kleines Layout und dann nur 100nF? Nich so gut, da sollte zumindest 4.7uF keramik rein am besten 2 oder 3, und noch ein Alu Puffer Elko. Der kann zwar keine allzu hohen Frequenzen, hilft aber mit die kleinen Kerkos zu entlasten. Alles was induktiv ist (Motoren) kann dich in Teufels Kueche bringen wenn du es nicht genau verstehst oder zumindest Ansatzweise. Wenn es blockiert oder falsch angesteuert wird oder kurzschliesst, bekommst du leicht einen Impuls mit 100 volt oder so, der geht auch ohne weiteres durch einen 4.7K und macht den uC kaputt. Ich wuerde da eher einen Schaltregler draufmachen fuer den uC anstatt einen 78L05 wenn du viel EMI von Motoren hast. z.B. mc34063 Da dieser eine Speicherdrossel mit 100 oder 200uH verwendet, hast du gleich auch einen Filter. Hast du z.B. einen Snubber am Motor oder zumindest Drosseln? Da kann ganz grausliges zurueckfliessen wenn es nicht kurzgeschlossen / gedaempft wird.
Dennis H. schrieb: > Miwi schrieb: >> Schau Dir doch die Schleife, die C17 für >> sein GND braucht an, dann... > > Dennis H. schrieb: >> C17 habe ich nicht mit >> bestückt. > > Miwi schrieb: >> solange das im Layout so ausieht wie ich es sehe ist alles andere >> nur mehr sinnloses herumgeplauder. > > Genau, man fragt sich, warum die Platine eigentlich nicht explodiert > sobald sie Spannung bekommt. Mag sein, das mein Layout durch die Augen > eines Profis verbesserungswürdig ist. Trotz allem läuft sie. An irgend > einer Stelle überlaste ich einfach meinen µC, der ihn zum Ableben > bewegt. Das könnte zum einen meine eigene Vermutung mit der BEMF sein, > und auch dein guter Hinweis mit dem LM258 Ausgang. > > Dennis Dennis - sie läuft eben nicht und dir fliegt irgendwas mit einem von dir nicht lokalisierbaren Fehler um die Ohren. Also fragst Du hier. Ich schau mit das Layout an und stelle fest daß da viele Stellen für nicht lokalisierebare Fehler sind. Alleine der Hinweis, das C17 nicht bestückt ist - welches dI/dt oder dU/dt hast Du in der Gegend um diese Leitung und welche Spannung kann dadurch eingekoppelt werden? Du kannst natürlich den Hinweis aufs Layout als "mir egal" abtun, aber glaub mir - es ist nicht egal wenn in so einem System das Layout nicht sauber ist. Steile Flanken, hohe Ströme (Pi x Daumen um die 16A wenn ich mich nicht verrechnet habe) und das sollte auch noch zuverlässig - auch in 30m Höhe über dem Boden sein. Das hat nicht mit "Profi" sondern mit der Notwendigkeit einer mehr als nur "es funktioniert eh - Elektronik" zu tun und Deine Schaltung funktioniert ja nicht ausreichend. Leider. Und ja, ich bin auch schon an solche Probleme angerannt. Noch ein kleines Beispiel: so wie Du GND auf den Prozessor gelegt hast sehen die 3 Pins 2 unterschiedliche Potentiale (3+5 und dann irgendwo 21) Die unterschiedlichen Potentiale können im Chip was auslösen, das Du nicht wissen kannst. Darum steht auch im Datenblatt sicherlich irgendwas von "keine Langen Leitungen und Schleifen von GND und keine Potentialunterschiede zw. den GND-Pins" Aber - mir ist es ziemlich egal ob Du Dein System zum Laufen bekommst oder nicht, es ist nicht mein Geld das Du verbrennst, ich wollte Dir nur einen Hinweis - durchaus drastisch formuliert - geben. Grüße MiWi
Versteh mich mal nicht falsch. Ich störe mich einfach an der "von oben herablassenden" Art, die du in deinem ersten Post an den Tag gelegt hast. Ein solcher Regler ist kein Anfängerprojekt, das weis ich und ich glaube dir schon, das ich von dir einiges lernen kann. Aber ich habe in der Zeit vom ersten Layout bis jetzt schon einiges dazu gelernt. Kurze Wege zwischen den Mosfet-Treibern und den Mosfets, ein Problem mit der Versorgungsspannung, deswegen die Bastelei mit der Spule, abgeschaut von Atmel für die Beschaltung von AVCC. Das der Linearregler einen gewissen Strom benötigt, deswegen ein Widerstand, der scheinbar sinnlos da ist. Überhaupt schon große Probleme am Anfang mit den Halbbrücken, zuerst mit P- und N-Mosfet versucht, gnadenlos gescheitert weil ich den P-Mosfet nicht unter kontrolle gebracht habe. Mehrmals habe ich das Teil in die Ecke geworfen weil ich wieder eine Unzulänglichkeit von mir festgestellt habe. Paar Tage später neues Layout gemacht, versucht, es besser zu machen um danach wieder ein anderes Problem festzustellen. Mir dann vorzuwerfen, ich hätte mir keinerlei Gedanken zu meinem Layout gemacht und Elektronik ist kein Stabilbaukasten, das stört mich dann einfach gewaltig. So, das musste mal kurz raus. Es ist äußerst schwierig, alles sehr kurz anzubinden. Zumindest auf zwei Lagen. Einen solchen Regler auf 4 Lagen find ich fast ein bisschen übertrieben, aber damit hätte ich natürlich keinerlei Potentialunterschiede mehr in der Versorgung. Ich frage mich einfach, wenn ich wirklich solche von dir beschriebenen Probleme habe, warum merke ich dann während dem Motorenlauf minutenlang gar nix davon und mit einem mal stockt der Motor und hält an. Daraufhin kann ich meinen µC nicht mehr ansprechen. Und wenn sich der Regler selbst resetten würde, würde der Motor auch stehen bleiben. Dienstag oder Mittwoch müssten die neuen µC bei mir ankommen. Ich werde dann einfach nochmal mit dem Oszi die Versorgungsspannung ansehen, vielleicht schleicht sich ja doch noch irgend ein Peak ein. Genauso werde ich mal direkt an den Pins der BEMF messen. Und dann lass ich erstmal einen Motor einfach mal ne halbe Stunde lang drehen. Da werd ich dann merken, ob ich immer noch im Nebel stocher oder ob ich den Fehler gefunden habe. Dennis
Dennis H. schrieb: > Ich störe mich einfach an der "von oben > herablassenden" Art, die du in deinem ersten Post an den Tag gelegt > hast. Sorry, es war nicht herablassend gemeint. Und ja, 4 Lagen sind durchaus sinnvoll. Auch und gerade dann, wenn es eng ist und kein Platz für saubere Versorgungslagen ist. Ich hätte das Layout von vorner herein auf 4 Lagen gemacht, eine 5V-Lage um den Prozessor und den Bereich, der davon betroffen ist. Das was auf der Versorgungsebene dann noch frei ist (also nicht von den 5V benutzt wird) hätte ich für die 12V benutzt. Und eine Lage nur GND über alles - keine Trennung von uC-GND und LeistungsGND (aber die Trennung über die Platzierung, so daß die hohen Ströme nicht unter dem uC durchmüssen) Grüße Miwi
MiWi schrieb: > Und eine Lage nur GND über alles - > keine Trennung von uC-GND und LeistungsGND (aber die Trennung über die > Platzierung, so daß die hohen Ströme nicht unter dem uC durchmüssen) Soweit habe ich das ja versucht, zumindest mit den großen Strömen. Das die großen Ströme nach möglichkeit sehr kurze Wege haben und der große Elko auch vernünftig im Strompfad liegt, dass die Strömlinge auch wirklich am Elko vorbei müssen. An dem Layout habe ich einige Tage gesessen, einfach um die Schaltung um die Mosfet-Treiber so eng wie möglich zu bekommen. Schwierig war dann einfach die BEMF noch mit auf das Layout zu bekommen, die musste dann eben dort hin, wo noch Platz war und dann entstehen eben entsprechende lange Bahnen. Der besagte C17 war einfach ein Versuch, als ich noch heftige Störungen beim Motorlauf hatte. Das Problem lag aber bei der Software, oder besser in der Verwendung der Hardware des µC. Da hatte ich das Datenblatt nicht richtig verstanden. Außerdem wurde der Rundlauf vom Motor mit dem C17 sogar noch schlechter. Ich probier erstmal noch das eine oder andere mit meinem jetzigen Layout, wenn ich die Probleme nicht in den Griff bekomme, werde ich mich wohl mal wieder hinsetzen und wieder ein neues Layout machen. Diesmal eben mit 4 Lagen. Ich meld mich wieder, sobald ich ein wenig mit meiner jetzigen Platine testen konnte und werde dann berichten. Dennis
Dennis H. schrieb: > Soweit habe ich das ja versucht, zumindest mit den großen Strömen. Das > die großen Ströme nach möglichkeit sehr kurze Wege haben und der große > Elko auch vernünftig im Strompfad liegt, dass die Strömlinge auch > wirklich am Elko vorbei müssen. An dem Layout habe ich einige Tage > gesessen, einfach um die Schaltung um die Mosfet-Treiber so eng wie > möglich zu bekommen. Schwierig war dann einfach die BEMF noch mit auf > das Layout zu bekommen, die musste dann eben dort hin, wo noch Platz war > und dann entstehen eben entsprechende lange Bahnen. Ja eh. Ich route bei sowas immer zuerst die Versorgung, dann Reset und Quarz, wenn die nicht sauber sind geht eh nix gescheit... Und wenn dann nochwas dazukommt... dann wird im schlimmsten Fall halt nochmals von vorne angefangen, so bitter das auch manchmal ist. Mach auf jeden Fall einmal eine stabile (sowohl mechanisch als auch elektrisch) Brücke über den Prozessor von #3/#5 auf #21 damit die GNDs nicht durch den uc verbunden werden sondern der von allen Seiten stabil sein GND bekommt. Und dann löte zu den die Vcc-Pins jeweils einen 100n Kerko (0805 oder 1206). Auf diese Massebrücke löte dann auch noch einen 10 - 100n Kerko zum Reset, damit auch da Ruhe einkehrt. Aber was solls - der Fehler wird nicht (nur) im Laoyut sein, vermutlich irgendeine andere Angelegenheit und daher bringt es nichts die Aufmerksamkeit nur auf das Layout zu richten. Das bestehende Layout macht die ganze Sache nur instabiler und näher an der Kante, ab der es dann nicht mehr geht. Viel Glück MiWi
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