Hallo Zusammen, Wie würdet ihr eine H-Brücke mit N-Fets und einem IR2113 Treiber davor schützen abzubrennen,wenn mal beide Eingänge eingeschaltet werden? Sprich High- und Lowside gleichzeitig aktiv. Dachte an 30A Sicherungen aus dem Autobereich für eine 6S / 12S Lipo. Nur bei Lipo bin ich auch vorsichtig will nicht, dass der mir auch hochgeht. Ich will da Sicherheit haben um mich um mein Problem mit der 3V3 Versorgung zu kümmern. Hintergrund ist folgender: Ich habe n BLDC-Regler aufgebaut, der noch ein Problem mit der Spannungsversorgung für den STM32 hat. Die Spannungsversorgung bricht im Umschaltmoment der PWM immer ein. Meine Versorgungsspannung kommt bisher über eine 1m lange 2x4mm² Leitung vom LabNT. Am Zwischenkreis der Brücke gemessen habe ich hier im PWM Umschaltmoment ebenfalls die Einbrüche. Ich wollte die Schaltung jetzt an Akkus betreiben um zu verifizieren das es vllt an der langen Leitung oder dem LabNT liegt. Nur will ich eine Brücke die von einem Controller gesteuert wird der ab und zu abstürzt nicht direkt an 6S oder 12S Lipo (24V oder 48V) anschließen. Mit der Totzeit habe ich auch gespielt, bei 1µs war klar zu erkennen, dass ein Schalter abgeschaltet und der andere ohne Kurzschluss einschaltet. (12V bei 10R Gatewiderstand, über lege auf 20R zu gehen. ) Anbei erst mal den Schaltplan der Logic(Brücke.png :)) und der Brücke(SChalter.png). Der Plan der Logic enthält nachträglich eingefügte Low-ESR Elkos an den Schaltreglern und den Fet-Treibern nicht. Scope-Messungen kann ich noch nach reichen. Gruß Tec
Angehängte Dateien:
-
Bruecke.png
130 KB -
Schalter.png
43 KB
:
Verschoben durch Admin
Tec Nologic schrieb: > Wie würdet ihr eine H-Brücke mit N-Fets und einem IR2113 Treiber davor > schützen abzubrennen,wenn mal beide Eingänge eingeschaltet werden? Wenn du befürchtest, das der MC das macht, könntest du pro IR2113 ein AND-Gatter an HIN und LIN anschliessen und mit seinem Ausgang den SD des Treibers aktivieren. In meinem FU messe ich den Gesamtstrom über einen Shunt und ziehe bei Überstrom alle SD der Treiber auf high: http://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR
:
Bearbeitet durch User
Hallo Matthias, daran dachte ich auch ich will das über den Analog Watchdog des STM32 machen kann. Und-Gatter usw. ist gut aber das ist ne fertige Platine, das wird sehr bastellig. Außerdem ist das Problem eher, dass eine Phase Low ist und eine andere High dann bringt das wieder nix. Weiß jemand was die Sicherungen aus dem Automobil bereich für ein Verhalten haben. Habe noch rote 30A Sicherungen das würde erst mal reichen. Nur sind die schnell genug um nen Lipo bei einem Kurzen zu schützen? Gruß Tec
Tec Nologic schrieb: > Nur sind die schnell genug um nen Lipo bei einem Kurzen zu > schützen? Den LiPo vllt. schon, aber die H-Brücke ist futsch. Tec Nologic schrieb: > daran dachte ich auch ich will das über den Analog Watchdog des STM32 > machen kann. Ich habe eine reine Hardwarelösung hauptsächlich deswegen bevorzugt, weil im Fall eines Programmfehlers irgendwelche Watchdogs auch nicht mehr zuverlässig sind. Den Shunt solltest du ja einbauen können und zwei Transistoren sind auch kein grosser Aufwand, die SD Eingänge sind jedenfalls genau dafür gedacht. Es ist dabei auch nicht schwierig, gleich noch Übertemperatur mit zu behandeln.
Ja Hardware bevorzuge ich auch. Nur wollte ich möglichst nicht fliegend verdrahten. Die Bedenken, wegen der Sicherung, teile ich auch. Ich muss wohl eine kleine externe Schutzschlatung machen. Stromsensor in der Batterie Zuleitung -> Komperator -> SD der Brückentreiber, wird wohl das sinnigste. Muss mir dann nur über wie ich n Fenster Koperator auf Lochraster hin tüddel. Weil ich ja positiven und negativen Strom habe.
Nimm doch einen Treiber mit Deadtime. Zb den IR21844 Alternativ unterstützt der Stm32 eine Totzeiteinstellung bei der Phasenansteuerung...
Tec Nologic schrieb: > Hallo Matthias, > > daran dachte ich auch ich will das über den Analog Watchdog des STM32 > machen kann. > > Und-Gatter usw. ist gut aber das ist ne fertige Platine, das wird sehr > bastellig. Außerdem ist das Problem eher, dass eine Phase Low ist und > eine andere High dann bringt das wieder nix. > > Weiß jemand was die Sicherungen aus dem Automobil bereich für ein > Verhalten haben. Habe noch rote 30A Sicherungen das würde erst mal > reichen. Nur sind die schnell genug um nen Lipo bei einem Kurzen zu > schützen? > > Gruß > > Tec Definitiv nicht, es gibt zwar flinke, aber auch die sind zu langsam. Der Kurzschluss zerstört dein Fet innerhalb von 2 ... 10mikrosekunden. Schutzschaltung wie Undgatter oder sonstige ist unabwendbar
Matthias K. schrieb: >> reichen. Nur sind die schnell genug um nen Lipo bei einem Kurzen zu >> schützen? > > Definitiv nicht, es gibt zwar flinke, aber auch die sind zu langsam. > Der Kurzschluss zerstört dein Fet innerhalb von 2 ... 10mikrosekunden. > Schutzschaltung wie Undgatter oder sonstige ist unabwendbar Dir ist vermutlich entgangen, daß er den Lipo vor einem Kurzschluß schützen will. Die FETs muß man natürlich sehr viel schneller abschalten, das ist klar.
npn schrieb: > Matthias K. schrieb: >>> reichen. Nur sind die schnell genug um nen Lipo bei einem Kurzen zu >>> schützen? >> >> Definitiv nicht, es gibt zwar flinke, aber auch die sind zu langsam. >> Der Kurzschluss zerstört dein Fet innerhalb von 2 ... 10mikrosekunden. >> Schutzschaltung wie Undgatter oder sonstige ist unabwendbar > > Dir ist vermutlich entgangen, daß er den Lipo vor einem Kurzschluß > schützen will. Die FETs muß man natürlich sehr viel schneller > abschalten, das ist klar. nöh iss mir nicht. LiPos halten mal n kurzen aus ... das zippt bloss und der Stecker ist verdampft ;)
Nils P. schrieb: > Nimm doch einen Treiber mit Deadtime. Zb den IR21844 > > Alternativ unterstützt der Stm32 eine Totzeiteinstellung bei der > Phasenansteuerung... Deadtime mache ich mit dem Timer und die ist auch großzügig mit 1µs. Ein Kurzschluss in einem Brückenzweig kommt auch bei einem Hardfault vor. Bei nem Hardfault ziehe ich auch SD auf high. npn schrieb: > Dir ist vermutlich entgangen, daß er den Lipo vor einem Kurzschluß > schützen will. Die FETs muß man natürlich sehr viel schneller > abschalten, das ist klar. Der LiPo ist auf jeden Fall das kritischste. Wenn der hoch geht wirds ja bekanntermaßen schnell "Brenzlig". Die Brücke würde ich aber auch gern schützen. Aber da ich eigendlich nur wissen will ob mein LabNT für meine Versorgungsprobleme zuständig ist. Gruß Tec
> Ein Kurzschluss in einem Brückenzweig kommt auch bei einem Hardfault > vor. > Bei nem Hardfault ziehe ich auch SD auf high. Mh, dann verstehe ich nicht warum... Wenn ich in den AF/Timer-Reg die DT einstelle ist doch dann quasi Hardware. Dann dürfte selbst im HF kein Kurzschluss über eine Halbbrücke auftreten, da die eine Phase ja erst durchgeschaltet wird wenn die Andere xxxns aus war. Und mit dem SD hast du dann nochmal Redundanz...
Tec Nologic schrieb: > Aber da ich eigendlich nur > wissen will ob mein LabNT für meine Versorgungsprobleme zuständig ist. Unabdingbar für ein richtiges Arbeiten der Brücken ist eine kräftige Stromversorgung - wenn da nur lange Kabel vom NT zur Brücke gehen, solltest du noch ein paar fette Elkos direkt an den Endstufen haben, um die PWM vom Rest fernzuhalten und die Einbrüche an der Brücke zu glätten.
Angehängte Dateien:
-
NewFile1.png
45 KB -
NewFile2d.png
57 KB -
NewFile2e.png
44 KB
sry verschrieben. ein Kurzer im Brückenzweig ist quasi ausgeschlossen. Eben weil ich die Low und High side als komplementäre Signale mit Totzeit aus dem Timer raus hole. Das war nie ein Problem. Doof ist das wenn der Controller hängt der Timer durch läuft. Und ich einen potentiellen Überstrom von Phase zu Phase bekomme. Was ich am LabNT ab und an schon mal hatte. Da ich das instabile Verhalten des Controllers auf seine Versorgung schiebe. An dem Manson DCS-3302 NT wird die Spannung an einem der 100nF Caps des µC sogar negativ!!! Beim Voltcraft LSP-1403 sieht das deutlich besser aus. Da geht der Durchhänger nur bis min 1.5V Anbei mal ein paar Scope-Bilder. Gelb CH1 = 3v3 gemessen am 100nF Cap direkt am Controller. Turkis CH2 = DC-Strom vom LabNT in Ampere mit Stromzange gemessen. Pink CH3 = Gate-Spannung vom Low-Side Fet der Phase C Blau CH4 = Gate-Spannung vom High-Side Fet der Phase C "NewFile1.png" ist mit dem Manson gemessen bei 30V "NewFile2d.png" und "NewFile2e.png" ist mit dem Voltcraft gemmessen bei 27V. Das Voltcraft geht leider nur bis 2A. Das Manson kann 15A bringt blos nix wenn es mir einbricht und meine Schaltregler anregt. Deswegen die Frage nach Angstsicherungen. Ich werde jetzt auf jeden Fall noch den PVD des STM32 aktivieren damit der wenigstens in Reset geht. Und mit ner 30A Sicherung den Lipo schützen. Gruß Tec
Matthias Sch. schrieb: > Tec Nologic schrieb: >> Aber da ich eigendlich nur >> wissen will ob mein LabNT für meine Versorgungsprobleme zuständig ist. > > Unabdingbar für ein richtiges Arbeiten der Brücken ist eine kräftige > Stromversorgung - wenn da nur lange Kabel vom NT zur Brücke gehen, > solltest du noch ein paar fette Elkos direkt an den Endstufen haben, um > die PWM vom Rest fernzuhalten und die Einbrüche an der Brücke zu > glätten. An der Brücke sitzen 2x1800µF und 1x1000µF Elkos. Vllt ist der ESR nicht gering genug. Und die Zuleitung stutze ich morgen auf minimal länge von 20cm. Was solls wenn die Kabel ordnetlich liegen aber nix geht. Gruß Tec
:
Bearbeitet durch User
Du solltest auch im Hinterkopf behalten, das die Gates eine Ladung schlucken bzw. abgeben, wenn sie umgeladen werden. Es könnte also auch mal interessant sein, die 12V zu oszillografieren. Übrigens fällt mir gerade auf, das du VB über eine Diode und einen Widerstand speist - das steht so nicht im Datenblatt. Den Widerstand solltest du besser mal weglassen, sonst ist die Laderei der Highside Pumpe evtl. zu langsam und der MOSFet steuert nicht richtig durch. Sehe ich das richtig - du fährst die Brücke mit 660kHz? Oder was zeigt der Rigol da als Periode an? Was hast du denn da für MOSFet? Und dir ist hoffentlich klar, das schon die IR2113 um die 100ns Verzögerung einführen?
Matthias Sch. schrieb: > Es könnte also auch > mal interessant sein, die 12V zu oszillografieren. Gate-Spannungen einer Phase sind oben in den Bilder in Pink und Blau. Die 12V Versorgung vom Schaltregler haben genau die gleiche Schwinung im Einschaltmoment wie die 3V3 und die Versorgungsspannung direkt am Zwischenkreis. Durch die 3-Stufige Spannungswandlung von 30V auf 12V dann auf 5V und dann linear auf 3V3 wirds leider nicht besser. Wobei der 3V3 Linear Regler etwas zu helfen scheint. Matthias Sch. schrieb: > Den Widerstand solltest du besser mal > weglassen, sonst ist die Laderei der Highside Pumpe evtl. zu langsam und > der MOSFet steuert nicht richtig durch. Der Widerstand vor der Pumpe ist ne Brücke, dass hatte ich schon gleich beim Aufbau geändert. Matthias Sch. schrieb: > Sehe ich das richtig - du fährst die Brücke mit 660kHz? Oder was zeigt > der Rigol da als Periode an? Brücke wird mit 24kHz getaktet siehe 2. Bild. die 660kHz sind die Periode der Schwinung auf der 3V3 Spannung im Umschaltmoment der PWM. Was immer kommt wenn ein Fet auf einem Brückenzweig eingeschaltet wird. Was eigendlich auf einen Kurzen im Umschaltmoment schießen lässt. Aber die Ent/Ladekurven der Gates sehen so aus als wenn die Totzeit sehr großzügig ist. Die Fets sind von Infinion immer 2 Parallel und jeweils über 10R geschaltet. Datenblatt muss ich mal raus suchen. Bin am überlegen hier auf 20R und eine Diode für die Entladerichtung zugehen.
:
Bearbeitet durch User
Tec Nologic schrieb: > Die Fets sind von Infinion immer 2 Parallel und jeweils über 10R > geschaltet. Datenblatt muss ich mal raus suchen. Die IR2110, die ich hier benutze, steuern einen 4kW/48V Motor (3 Halbbrücken). Die Endstufen sind je 3 IRFB3207 parallel, die jeweils einen 12R/1W Gatewiderstand haben. Das funktionierst sehr gut. Ich nehme allerdings BA157/159 für VB, deine MBRS360 scheinen mir mit 60V Sperrspannung ein bisschen knapp. Bedenke, das diese Diode die volle Speisespannung des Motors plus Spitzen vertragen muss. Tec Nologic schrieb: > Brücke wird mit 24kHz getaktet Ah, ok, das ist ja im grünen Bereich. Wie hoch ist denn V+, also die Speisung des Motors? 24 oder 48V? Tec Nologic schrieb: > Die 12V Versorgung vom Schaltregler haben genau die gleiche Schwinung im > Einschaltmoment wie die 3V3 und die Versorgungsspannung direkt am > Zwischenkreis. Nicht, das da etwa ein Einbruch auf den ENABLE Eingänge der TPS ist? Um irgendwelche 3,3V Probleme zu umgehen, speise ich das 48V Projekt damit: http://www.pollin.de/shop/dt/NjA1OTQ2OTk-/Stromversorgung/Spannungswandler/DC_DC_Wandler/DC_DC_Wandler_OET020ZEHH_A.html Leider inzwischen ausverkauft - hat bei mir aber sämtliche Masseprobleme zuverlässig gelöst.
:
Bearbeitet durch User
Matthias Sch. schrieb: > Ah, ok, das ist ja im grünen Bereich. Wie hoch ist denn V+, also die > Speisung des Motors? 24 oder 48V? Fahre am NT zur Zeit 30V, ich wollte aber auf 48V gehen. bzw max 60V auslegen. Das die Dioden knapp sind weiß ich. Die hatte ich aber noch da :) Deine Dioden halten aber nur 1A I_f, ich kann das gerade nicht einschätzen was da pro Treiber fließt. Matthias Sch. schrieb: > Nicht, das da etwa ein Einbruch auf den ENABLE Eingänge der TPS ist? Das ist n guter Einwand. Da werde ich mal Messen und mir die Schaltspannungen ansehen. Vllt könnte ich den mit einem RC-Glied entkoppeln. Matthias Sch. schrieb: > Die Endstufen sind je 3 IRFB3207 parallel Unsere Brücken sind also Quasi vergleichbar. Meine Fets haben 1.3mR R_DSON da reichen auch 2. 3-6KW wollte ich am Ende fahre.
Angehängte Dateien:
-
1.png
50 KB
Anbei mal die aktuelle Messung mit ca 15cm Kabel vom LabNT zur Brücke. Gelb ist 3V3 Spannung, Turkis ist die 30V Versorgungsspannung und Pink is der DC Strom aus dem LabNT. (Die Stromzange ist nix besonderes deshalb gehe ich mal von eine Schätzwert aus.) Die 3V3 brechen immer noch ein aber das Verhalten ist schon besser. Ich sehe mir noch die Enable Signale der Stepper an und dann Tüddel ich mal den Akku mit ner Sicherung daran.
Tec Nologic schrieb: > Deine Dioden halten aber nur 1A I_f, ich kann das gerade nicht > einschätzen was da pro Treiber fließt. Da fliesst im Mittel das gleiche, was der VS/VB Elko an die Gates abgibt - der speichert das ja nur zwischen. Die ganze 12V Schiene auf meiner Baugruppe wird aus dem o.a. DC-DC Wandler gespeist, verbraucht also max. etwa 300mA. (Bestelltext verschweigt, das das Dings +12V und -12V liefert) Theoretisch würden auch 100mA Dioden gehen, aber ich konstruiere lieber nicht auf geplante Obsoleszenz und ich brauche eh die Spannungfestigkeit.
Gut wenn ich mal mehr als 30V fahre tausche ich sie aus. Ist eh n Prototyp. Was mir nur nicht gefällt ist die Stromspitze im Umschaltmoment der PWM, Selbst wenn die Brücke unbelastet ist. Muss das mal ohne Maschine dran testen Ob das vllt Dadurch kommt das 2 Phasen nicht synchon schalten bei 50% Pulsen auf allen. Und dann kommen noch Dioden in Entladerichtung parallel zu den Gate-Widerständen.
Tec Nologic schrieb: > Muss das mal ohne Maschine dran > testen Auf jeden Fall. Ohne Motor darf das alles so gut wie gar keinen Strom ziehen bis auf die Gatechargen. Tec Nologic schrieb: > Und dann kommen noch Dioden in Entladerichtung parallel zu den > Gate-Widerständen. Die habe ich bei allen Projekten mit den IR2110/2113 gar nicht drin - aus dem einfachen Grund, weil IRF sie in den Datenblättern auch nicht benutzt. Die starken Endstufen der Treiber entladen und laden bei zumindest 15kHz-32kHz schnell genug, ohne die Totzeit unnötig lang machen zu müssen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.