Länge Gateleitungen mit DRV8302, BLDC FU

[Andreas T. (skycurve)]

Hallo,

ich will einen FU bauen, um einen BLDC zu mit FOC, also im Grunde 
genommen mit Sinuskommutierung zu betreiben.
Es soll die Größe eines handelsüblichen Modellbau-ESC haben. 60x40mm in 
etwa. Dabei soll es trotzdem viel Strom können. 40-50A Dauerlast (gerne 
mehr) wären schön, bei max. 60Volt.
Dazu müssen große Shunts für die Phasenstrommessung drauf.
Das ganze auf 2 Layer.

Als Fet Treiber nehme ich einen DRV8302. Es ist ein dreifach 
Halbbrückentreiber. Der kann mit 1.7A die Gates treiben und kann direkt 
mit 60Volt versorgt werden.

Ich habe schon mehrere Layout Ansätze ausprobiert. Am Ende läuft es aber 
immer darauf hinaus, dass ich entscheiden muss zwischen:

1. die Powerleitungen über mehrere Zentimeter (3-4cm) Leitbahn 
transportieren muss, aber kein Platz für 5cm breite Leitungen habe, und 
"unterwegs" auch nicht viele große Bauteile, wo die Wärme hinkönnte.
(Lösungsansatz: Kupfer nachträglich auflöten, gefällt mir nicht 
wirklich..)

oder kurze Powerleitungen, dafür

2. werden die Gateleitungen relativ lang UND Hi- und Lowside 
unterschiedlich lang, Faktor 2.
Die längste Gateleitung hat dann ca 7cm.

Ist das zu viel?
Ich habe schon ein paar Threads durchgelesen, wo Leute Probleme mit 
auftretender Induktivität in den langen Gateleitungen hatten. Allerdings 
standen keine konkreten Längenangaben da und es wurden kleinere Treiber 
verwendet.

Ich habe bereits eine 20A BLDC Brücke gebaut, allerdings hatte ich da 
genug platz.
FOC Software ist fertig, mit falscher Ansteuerung, etc. sollte ich keine 
Probleme haben.

Gruß
Andreas

[Volker K. (powerfreak)]

Hallo Andreas,
Du hast zwar ein paar Informationen weg gelassen (z.B. Schaltfrequenz, 
Frequenz des Drehfeldes, gewünschte Flankensteilheit, ...) aber da Du 
vermutlich im Bereich von <=10kHz schalten willst, sehe ich in den 3,5cm 
kein großes Problem.
Wichtig ist, daß Du Dich bezüglich der Totzeit von größeren Werten zu 
kleineren herantastets, aber das wars schon.
Prio 1 hat immer noch das eigentliche Leistungsteil, die Optimierung der 
Schleife bzw. die kleinst mögliche Anbindung an den Zwischenkreis (siehe 
auch hier mit Unterkapiteln 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Leistungselektronik)

Es ist übrigens durch aus üblich - das nachträgliche Auflöten ist auch 
in der Industrie nicht die beste Lösung - ein Stanzgitter bzw. Leadframe 
für die Verdrahtung der Leistungskomponenten einzusetzen. Im 
Hobbybereich genügt dazu ein gelötetes Kupferblech oder ein mehrere mm² 
dicher, massiver Draht.

[Andreas T. (skycurve)]

Vielen Dank für die Tipps.
Jep, die Infos hätte ich gleich mit angeben sollen :)
Schaltfrequenz ist 20kHz. Drehfrequenz hatte ich zum Beispiel bei meiner 
20A Brücke mit einem BLDC aus dem Modellbau 1.4kHz.

Zu Flankensteilheit kann ich ehrlichgesagt gerade nichts sagen :/,
aber sollten denke ich schon steil sein, wegen Verlustleistung an FETs, 
da das ganze auch mit Akku ansetzbar sein soll.
Als Gate Widerstände dachte ich an 4R7.

Totzeit kann ich im uC einstellen.

Die längste Gateleitung hat nicht 3.5 sondern 7cm :)

Hier ein ähnliches Projekt
http://vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/
allerdings fehlen mir da ein paar Funktionen und ich hätte das ganze 
gerne auf 2 Layer, nicht wie hier auf 4.

[Volker K. (powerfreak)]

Also das Thema Schaltfrequenz solltest Du ev nochmal überdenken bzw. 
auch mal mit Deiner 20A Brücke ausprobieren. Sind die 20kHz wirklich 
nötig? Leider kenne ich Deinen Motor zu wenig, um hier eine Empfehlung 
abgeben zu können, nur soviel... jedes kHz auf das Du verzichten kannst, 
hilft. Finde heraus, was Du wirklich brauchst, und was unter "schöner 
Wohnen" fällt.

Jetzt eine Empfehlung für die Gatewiderstände zu geben wäre 
fahrlässig... Erst mal aufbauen, und bei z.B. 10A messen. Du kannst da 
mal mit 4R7 anfangen, dann zwei Werte rauf und runter und dann die 5 
Kurven mit (U_GS, ID, UDS) herzeigen. Dann steigern wir den Strom mit 
dem R der Wahl auf z.B. 25A, 45A, 60A.
Du solltest auch eine "R || RD" Kombination wie im Artikel "Treiber" 
beschrieben in Erwägung ziehen, und nicht nur einen einzelnen 4R7. Die 
Flankensteilheit für Ein- bzw. Ausschalten separat einstellen zu können 
macht schon Sinn.

Wenn Du den Steuerteil vom Leistungsteil trennst, sehe ich gute Chancen 
das zweilagig aufzubauen. Oder Du nimmst 105µ Kupfer statt den üblichen 
35µ, das geht möglicherweise auch.

[Andreas T. (skycurve)]

Die 20kHz fallen schon ein wenig unter "schöner wohnen". Ich könnte 
evtl. schon ein wenig runtergehen, aber der Motor soll auf jeden Fall 
nicht hörbar sein. Außerdem sinkt dann die "Genaugkeit" der FOC 
Ansteuerung, weil die Ansteuerung jeden PWM Zyklus die Ströme misst, die 
Rotorposition anhand der Ströme errechnet (da sensorlos), d und q Ströme 
regelt, etc..

Volker K. schrieb:
> "R || RD"

Ok, das werde ich wahrscheinlich wirklich vorsehen.

Volker K. schrieb:
> Steuerteil vom Leistungsteil trennst

Es soll schon alles auf eine Platine aber ich habe natürlich AGND, GND 
und PGND von einander getrennt und nur an einer Stelle verbunden.
Wobei ich mir nicht sicher bin, ob ich GND und PGND wirklich trennen 
soll/muss.
Im Beispiel Schaltplan im Datenblatt des DRV8302 haben sie auch drei 
verschiedene GNDs, aber das ESC im Link oben hat soweit ich weiß nur GND 
und AGND.

Zu den Bildern, ich habe erstmal nur den Leistungsteil gemacht.
Zwei Shunts sind dazu da, den Strom an Phase_A und Phase_B zu messen.
Mit dem dritten Shunt wird der Gesamtstrom gemessen. An den großen Pad 
wird Bat_minus anlötet.

In den ersten drei Screenshots sieht man den Entwurf, bei dem die PGND 
Leitung schön kurz ist, dafür die Gateleitungen ziemlich lang.

Die restlichen Screenshots zeigen die Version, bei der die Gateleitungen 
kurz sind, dafür aber PGND quer über die Platine muss. Die PGND Leitung 
ist ca 7mm breit. Wahrscheinlich viel zu dünn die Ströme, nicht wahr?

Die Gateanschlüsse auf dem Treiber IC sind folgende Pins:
10, 12, 15, 17, 20, 22

Welche Version ist deiner Meinung nach besser? Bei der zweiten Version 
bleibt mir natürlich immer noch die Möglichkeit, zusätzliches Cu 
nachträglich aufzulöten.

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Moin Zusammen,

zu den GNDs, wenn du auf den STM32F4 gehst, dann würde ich GND und PGND 
auch trennen. Der F4 ist da sehr empfindlich was Hardfaults angeht.

Siehst du dies mal Spannungsmessungen vor? Alle drei Phasen und die 
Zwischenkreisspannung? (Hab die Zwischenkreisspannung in deinem 
Testboard auf den Eingang für den Shunt des Gesamtstroms gemacht. Danke 
übrigens nochmal für die Platinen.)

Was die Schaltfrequenz angeht ist 16kHz bestimmt möglich. 10mal höher 
als max Feldfreq. ist ausreichend.

Zu den langen Gateleitungen: Ich würde die eher akzeptieren als große 
Powerflächen. Das sind auch Antennen. Die so klein wie möglich zu halten 
ist meiner Meinung nach Wichtiger, nicht nur wegen der Wärme.

Wenn du dir das design von B. Vedder genauer ansiehst hat er auch recht 
lange Gateleitungen. nicht ganz so lang wie du jetzt wegen 2Lagen aber 
das sollte gehen. Und 20kHz fährt der auch.

Ansonsten sieht die Brücke doch schon ganz gut aus. Aber nicht mit 
Abblockkondensatoren sparen.

MfG

Tec

[Andreas T. (skycurve)]

Hallo Tec,

diesmal möchte auf den STM32F3 setzen, da dieser interne OPVs hat(welche 
ich nun geschafft habe, richtig zu konfigurieren) und auch weil du schon 
öfter geschrieben hast, dass der F4 wesentlich empfindlicher ist.

Jetzt muss ich etwas blöd fragen, was ist die Zwischenkreisspannung in 
diesem Fall? Maximal von einer Phase zur anderen, also DC Eingang?
Ich habe vorgesehen, die Spannung am DC Bus zu messen, mittels eines 
einfachen Spg.teilers, wie Vedder es auch macht.
Und zusätzlich auch die Gesamtstrommessung, da kommen die internen OPVs 
ins Spiel.
Wobei ich zurzeit überlege, die Gesamtstrommessung rauszuschmeißen.
Sie wäre dafür vorgesehen, den Bremschopper zu regeln, für welchen ich 
den TIM1->CH4 rausführen würde. Dann könnte man sich ne kleine externe 
Zusatzplatine basteln, falls man die Brücke an einem Netzteil betreiben 
möchte.

Den Bremschopper kann ich aber auch auf die DC Spannungsmessung ansetzen 
oder? Bei ausgeschalteter Brücke einmal messen und den Chopperregler 
laufend mit der Differenz füttern.
Man darf dann halt im laufenden Betrieb die Spannung am Netzteil nicht 
ändern.

Weißt du wie B.Vedder in seinem Longboard Video die zurückgespeiste 
Energie berechnet ohne Gesamtstrommessung? Vor allem beim Bremsen ist 
die Phasenstrommessung ja nicht soo zuverlässig, dass man den 
Gesamtstrom zurückrechnen würde.
Phasenspannung wollte ich bei diesem Board eigentlich nicht messen. Ist 
diese auch interessant?
Die Messung wäre dann aber auch nicht so genau weil ich ja diese von bis 
zu 60V zum ADC runterteilen muss.

Im Anhang ist der Schaltplan, (bitte nicht wundern, Eagle hat kein PGND 
also habe ich stattdessen einfach GNDIO genommen) Bin offen für 
Verbessungsvorschläge.
Wenn ich bedenke, dass ich dieses Board vllt später irgendwann mal auch 
auf einen Quadcopter bauen will, ist da jetzt schon zu viel Zeug drauf 
:D

Es freut mich, dass du das Board schon im Einsatz hast :)

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> diesmal möchte auf den STM32F3 setzen, da dieser interne OPVs hat(welche
> ich nun geschafft habe, richtig zu konfigurieren) und auch weil du schon
> öfter geschrieben hast, dass der F4 wesentlich empfindlicher ist.

OK dann muss ich meine Beobachter etwas optimieren. Sollte aber gehen.
Nur warum dann DRV8302? Die OPVs darin brauchst du nicht. nur die 5V 
Versorgung. Bei nem Modellbau Regler für 60V Anlagen würde ich die 5V 
extern bereitstellen lassen. (Externes BEC). Dann sparst du den 
Schaltregler auf dem Board und kannst normale Treiber einsetzen. Was die 
Bestückung und das Routing erleichtert. Vllt hast du dann auch kürzere 
Gateleitungen.

Denn bei einem 12S Flieger würde ich immer ein Externes BEC vorsehen für 
alle Servos und so. Dann kann der Regler sich davon auch versorgen. vllt 
sogar von einem 2. Akku.

Andreas True schrieb:
> Jetzt muss ich etwas blöd fragen, was ist die Zwischenkreisspannung in
> diesem Fall? Maximal von einer Phase zur anderen, also DC Eingang?
> Ich habe vorgesehen, die Spannung am DC Bus zu messen, mittels eines
> einfachen Spg.teilers, wie Vedder es auch macht.

DC-Bus ist englisch für Zwischenkreisspannung also max. 60V.
Und Spannungsteiler mit kleinem filter Cap reicht.

Andreas True schrieb:
> Wobei ich zurzeit überlege, die Gesamtstrommessung rauszuschmeißen.
> Sie wäre dafür vorgesehen, den Bremschopper zu regeln, für welchen ich
> den TIM1->CH4 rausführen würde. Dann könnte man sich ne kleine externe
> Zusatzplatine basteln, falls man die Brücke an einem Netzteil betreiben
> möchte.

Gesamtstrom ist unnötig, das kann man alles berechnen wenn man 2 
Phasenströme hat.

Andreas True schrieb:
> Den Bremschopper kann ich aber auch auf die DC Spannungsmessung ansetzen
> oder? Bei ausgeschalteter Brücke einmal messen und den Chopperregler
> laufend mit der Differenz füttern.
> Man darf dann halt im laufenden Betrieb die Spannung am Netzteil nicht
> ändern.

Der Bremschopper macht eine Spannungsregelung! also nur auf die 
ZWK(Zwischenkreis)Spannung.

Prinzip: Spannungssollwert nachführen solange der Antrieb in Quadrant I 
und III Arbeitet (Strom in den Antrieb rein). Wenn der Antrieb im 
Quadrant II oder IV arbeitet( Generator) dann wird der Spannungswert 
gehalten. Durch den Regler. Anders ist das erstmal nicht machbar.

Andreas True schrieb:
> Weißt du wie B.Vedder in seinem Longboard Video die zurückgespeiste
> Energie berechnet ohne Gesamtstrommessung? Vor allem beim Bremsen ist
> die Phasenstrommessung ja nicht soo zuverlässig, dass man den
> Gesamtstrom zurückrechnen würde.

Ja das ist Iq*1/sqrt(3) wenn ich nicht irre. Alsu die Umrechnung von 
3Phasig Strompeak auf RMS.

Andreas True schrieb:
> Phasenspannung wollte ich bei diesem Board eigentlich nicht messen. Ist
> diese auch interessant?

Ja, gerade wenn die 5V von extern kommen. Beispiel: Segler, man schaltet 
im Flug komplett die Brücke Ab. kein strom verbrauch. Falls der Antrieb 
weiter dreht. Kann der Beobachter die Position weiter verfolgen. Ohne 
das Strom verbraucht wird. (bis auf logic).

Andreas True schrieb:
> Die Messung wäre dann aber auch nicht so genau weil ich ja diese von bis
> zu 60V zum ADC runterteilen muss.

Die ist genauer als eine Strommessung mit 1mR und OPV ist die auf jeden 
Fall.



Kannst du das bild mal in Baugruppen aufteilen. Das ist so groß das man 
ewig rum scrollen muss.
Dann kann man die Baugruppen einzel diskutieren.



Noch ein Vorteil der externen 5V Versorgung: Kein starker Ripple. Und 
kein Stepdown von 60V runter notwendig, da du das über einen kleinen 2. 
Akku machen kannst. So 2S verträgt ja ein 3V3 Regler alle mal.

Gruß

Tec

[Andreas T. (skycurve)]

Vielen Dank für die vielen Tipps!

Tec Nologic schrieb:
> Kannst du das bild mal in Baugruppen aufteilen

jep, werde ich heute Abend machen.

@BremsChopper: Habe ich bis jetzt gemacht, indem ich die 
Gesamtstromrichtung betrachtet habe. Im II und IV Quadrant zu arbeiten 
hört sich besser an.
Dann werde ich den dritten Shunt sehr wahrscheinlich weglassen.

Tec Nologic schrieb:
> DC-Bus ist englisch für Zwischenkreisspannung

achso :)

Ich werde nicht mit 60Volt fliegen, aber es wäre gut, wenn das ESC ein 
wenig mehr Spannung abkönnte. Wollte meine Steuerung bei uns im Labor 
mit ein paar anderen, unter anderem auch mit FOC (mit und ohne Halls) 
laufenden Steuerungen vergleichen. Die laufen aber zum Teil mit 
24/48Volt, da hat es keinen Sinn, da meine Brückentreiber und somit auch 
FETs bei 25Volt sterben würden.
Ich habe mich in den DRV8302 schon einigermaßen eingearbeitet und will 
es mit dem internem Buck Converter ausprobieren.

Hast du das Board mit dem STM32F4 Disco drauf eigentlich mal stärker 
belastet/überlastet? Mich würds interessieren, wieviel Strom man da 
durchbekommt. Wobei man ab 20A ja kleinere Shunts braucht oder andere 
Widerstände an den OPVs.
Ich habs bis jetzt nicht mehr als 12-14A durchbekommen, weil ich nur 
kleine Motoren hier habe.

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> @BremsChopper: Habe ich bis jetzt gemacht, indem ich die
> Gesamtstromrichtung betrachtet habe. Im II und IV Quadrant zu arbeiten
> hört sich besser an.
> Dann werde ich den dritten Shunt sehr wahrscheinlich weglassen.

bedeutet aber das gleiche (Strom und Spannung haben nicht die gleiche 
Richtung -> Generator)

Andreas True schrieb:
> Ich werde nicht mit 60Volt fliegen, aber es wäre gut, wenn das ESC ein
> wenig mehr Spannung abkönnte. Wollte meine Steuerung bei uns im Labor
> mit ein paar anderen, unter anderem auch mit FOC (mit und ohne Halls)
> laufenden Steuerungen vergleichen. Die laufen aber zum Teil mit
> 24/48Volt, da hat es keinen Sinn, da meine Brückentreiber und somit auch
> FETs bei 25Volt sterben würden.

48V ist da eigentlich ne gute Spannung wenn man auf 60V auslegt. Die 
Vergleiche würden mich auch interessieren.

Andreas True schrieb:
> Ich habe mich in den DRV8302 schon einigermaßen eingearbeitet und will
> es mit dem internem Buck Converter ausprobieren.

Ich habe nur Respekt vor der Bestückung des ICs wegen des Powerpads.
Ich habe hier ein paar Boards nach vedder.se, und bekomme den DRV8302 
nicht sauber bestückt mit Flux, Solderpaste und Heißluftanlage ist das 
dennoch nicht einfach. Weil das Pad unter dem IC immer angeschlossen 
sein muss!

Andreas True schrieb:
> Hast du das Board mit dem STM32F4 Disco drauf eigentlich mal stärker
> belastet/überlastet? Mich würds interessieren, wieviel Strom man da
> durchbekommt. Wobei man ab 20A ja kleinere Shunts braucht oder andere
> Widerstände an den OPVs.
> Ich habs bis jetzt nicht mehr als 12-14A durchbekommen, weil ich nur
> kleine Motoren hier habe.

Ich baue das gerade fürs Kolloquium auf. Aber mit 3mR Shunts. Bin 
gespannt was bei rum kommt. Kann nur zur Zeit nicht viel machen.

Vllt kann man n OpenSource Projekt daraus machen.

Gruß

Tec

[Andreas T. (skycurve)]

Ich habe in der Arbeit schon ein paar Mal ICs mit einem großen Pin am 
Unterboden getauscht. Besonders schlimm, wenn die Platine nen Alu"kern" 
hat. Aber mehrere 80W Weller Lötkolben- und Heißluft vorhanden.

Bei dem DRV8302 ist es wahrscheinlich zusätzlich schwieriger weil der so 
viele Pins hat, und auch noch mit 0.5mm Pitch. Da muss man den schon 
sehr exakt positionieren beim Aufsetzen auf den GND Pad.
Hast du das Problem dass das IC unten nicht fest wird?
Übrigens werde ich aus dem Datenblatt nicht ganz schlau, ob man dieses 
Pad auf PGND oder auf GND setzen soll. Nachdem der aber "POWER PAD" 
heißt denke ich mal auf PGND.

Soll ich PGND und GND auch mit einer Spule trennen oder nur an einer 
Stelle verbinden? Oder gar nicht trennen da STM32F3 zum Einsatz kommt, 
also nur AGND und PGND.

Was ich in meinem aktuellen Schaltplan auch nicht so schön finde ist, 
dass wenn ich die internen OPVs als Spg.Folger und (bis jetzt) 
Verstärker für Gesamtstrommessung verwende, zusätzlich DC Bus Messung 
und Poti Anschluss. So bin ich gezwungen das 100Pin Gehäuse zu nehmen, 
weil ich die ADC1..2 nur für Phasenströme freihalten will.
Es ist 4mm länger.
Beim 64Pins Package überschneiden sich die ADC3..4 Pins sehr stark mit 
den OPV Anschlüssen.
Vorteil von 100Pin Gehäuse ist aber dass ich wirklich eins zu eins 
parallel auf dem Discoboard programmieren kann.

Ich denke noch darüber nach evtl. USB und vllt CAN bei dieser Version 
wegzulassen. Vor allem bei USB brauche ich offiziell nen Quarz.
Laut einigen Usern läuft es aber unter normalen Temps aber auch mit dem 
internen RC Glied.
Ich habe beim Shane Colton gelesen, dass er nur einen XBee(?) Anschluss 
bei seiner FF Serie hat. Damit kann er angeblich kabellos Programmieren 
und Debuggen.

@Opensource: ich hätte nichts dagegen, derzeit sind aber noch einige 
Stellen in meinem Code auf dem Entwicklungs- und Ausprobier-Stand. Da 
würde sich wahrscheinlich niemand zurechtfinden. Wird aber 
nachgebessert.

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Wofür ist D2?

Schreib bitte an die Kondensatoren die Spannung ran für die sie 
ausgelegt werden müssen (Als Wert). z.B. 10µF 100V

Sonst hast du ja viel von Vedder übernommen. Das sollte also gehen.

Wenn noch Platz ist sind mehr LEDs nicht schlecht. Um auch Zustände 
anzuzeigen.

Andreas True schrieb:
> Bei dem DRV8302 ist es wahrscheinlich zusätzlich schwieriger weil der so
> viele Pins hat, und auch noch mit 0.5mm Pitch. Da muss man den schon
> sehr exakt positionieren beim Aufsetzen auf den GND Pad.
> Hast du das Problem dass das IC unten nicht fest wird?

Jap genau das. Hatte Lötpaste auf getragen (ohne Stencil) und den IC 
genauest möglich Positioniert. und dann langsam Heiß gemacht. Heislift 
war nur auf 280°C eingestellt. Also zu Heiß kann der nicht geworden 
sein.

Ist mir aber 3 mal bei der Inbetriebnahme am LabNt mit Strombegrenzung 
bei 100mA und nur 16V abgeraucht. Deshalb stehe ich auf Kriegsfuß mit 
dem ding. Wenn du das bestückt bekommst gut. Ich will demnächst eine 
Platine nem Kollegen aus der Bestückung geben, der meinte auch er 
bekommt das hin auf Arbeit. Aber zu hause sehe ich das kritisch.

Andreas True schrieb:
> Übrigens werde ich aus dem Datenblatt nicht ganz schlau, ob man dieses
> Pad auf PGND oder auf GND setzen soll. Nachdem der aber "POWER PAD"
> heißt denke ich mal auf PGND.

PGND Jop. Das ist die Masse des Gatetreibers und die Kühlung.

Andreas True schrieb:
> Soll ich PGND und GND auch mit einer Spule trennen oder nur an einer
> Stelle verbinden? Oder gar nicht trennen da STM32F3 zum Einsatz kommt,
> also nur AGND und PGND.

Wenns geht würde ich die erstmal trennen. Und an einer stelle mit 0R 
Widerstand verbinden. Sollte das beim Routen nicht gehen. dann würde 
ichs erst machen. Achja keine Masse Fläche machen höchstens von GND aber 
nicht PGND das streut überall rein. (Mein Fehler in dem ersten Design).

Andreas True schrieb:
> Was ich in meinem aktuellen Schaltplan auch nicht so schön finde ist,
> dass wenn ich die internen OPVs als Spg.Folger und (bis jetzt)
> Verstärker für Gesamtstrommessung verwende, zusätzlich DC Bus Messung
> und Poti Anschluss. So bin ich gezwungen das 100Pin Gehäuse zu nehmen,
> weil ich die ADC1..2 nur für Phasenströme freihalten will.
> Es ist 4mm länger.
> Beim 64Pins Package überschneiden sich die ADC3..4 Pins sehr stark mit
> den OPV Anschlüssen.
> Vorteil von 100Pin Gehäuse ist aber dass ich wirklich eins zu eins
> parallel auf dem Discoboard programmieren kann.

Wie gesagt ich sehe den Vorteil nicht wenn die Internen OPs nur 1:1 
Machen. Nur wegen Gesamtstrom. Disco und 64Pin unterscheiden sich doch 
nur im Pinning. Meine SW. ist so gebaut das ich für Vedder, dein 
Benchboard aus den anderen Thread und meinen Aufbau übersetzen kann.
Das ist nicht weiter wild. Den F3 würde ich da auch noch rein nehmen. 
Dann kann man hin und her Schwitchen. Cpp und Boardfiles von Chibios sei 
dank.

Andreas True schrieb:
> Ich denke noch darüber nach evtl. USB und vllt CAN bei dieser Version
> wegzulassen. Vor allem bei USB brauche ich offiziell nen Quarz.
> Laut einigen Usern läuft es aber unter normalen Temps aber auch mit dem
> internen RC Glied.
> Ich habe beim Shane Colton gelesen, dass er nur einen XBee(?) Anschluss
> bei seiner FF Serie hat. Damit kann er angeblich kabellos Programmieren
> und Debuggen.

Jop Colton hat den XBee am default Uart, Dann kann er über RTS oder so 
den Boot Pin ziehen und so Programmieren. Viel interessanter finde ich 
aber das man Livedaten hat. ohne Kabel.

Quarz würde ich dennoch immer verwenden.

USB ist nice to have braucht aber keiner. N Uart auf 6 Pin Header für 
die FTDI Kabel tuts auch.

Can ist auch nice to have gerade zu synchonisieren mehrerer Regler.

Andreas True schrieb:
> @Opensource: ich hätte nichts dagegen, derzeit sind aber noch einige
> Stellen in meinem Code auf dem Entwicklungs- und Ausprobier-Stand. Da
> würde sich wahrscheinlich niemand zurechtfinden. Wird aber
> nachgebessert.

jop das ist klar.


Was ist mit der NTC Temperatur Messung von Vedders Schaltung?


Gruß

Tec

[Andreas T. (skycurve)]

D2 ist zum Einstellen der Output Spannung des Bucks im DRV8302. Ist eine 
5V Z-Diode. Wenn ich den DRV richtig verstehe, ist diese Spannung 
einstellbar und kann genau mit dieser Diode gesetzt werden.
Wenn ich auf USB und Encoder/Halls verzichte, könnte man sich auch den 
3v3 Regler sparen, wegen Platz.

Jo, mehr LEDs müsste gehen. Sind allerdings nur ganz kleine, glaub habe 
0603 vorgesehen. Ich will sie direkt mit dem MC treiben. Ein paar von 
denen sollen auf nen TIM Channel zum dimmen.

Mir fällt auf, dass ich GND eigentlich nur für Encoder und rund um den 
DRV8302 habe. Der DRV müsste doch rein mit PGND auskommen.
Andererseits haben die im Datenblatt aber auch GND, PGND und an einer 
Stelle sogar AGND am DRV dran.

Die internen OPVs habe schon geschafft so zu verschalten, dass die als 
Diff.Verstärker mit per Widerstände einstellbarem Gain arbeiten. mit 1v5 
Offset für bidirektionale Messung auch.
Aber wegen Entfall des Gesamtstroms brauche ich die nicht mehr, fast 
schon schade(um die Arbeit) :D

Chibios muss ich irgendwann auch in Angriff nehmen, ich habe absolut 
keine Ahnung wie das funktioniert, deshalb drücke ich mich immer drum.

@XBee: wie erkenne ich die default USART? Sind es die USART1_CTS und 
USART1_RTS Anschlüsse? Wär natürlich nice ohne Kabel zu Proggen.
Hast du vllt nen Schaltplan vom Shane Colton? Er zeigt ja nur die .brd 
Files öffentlich.
STMStudio wird mit XBee aber wahrscheinlich trotzdem nicht gehen.

@NTC: meinst du ein Anschluss für nen externen NTC zum Beispiel aus dem 
Motor? Das habe ich schon vorgesehen. Bei seinen neueren Versionen hat 
Vedder mal geschrieben dass er keine NTC am selbst Board hat, meine 
ich..

Gruß
Andreas

[Andreas T. (skycurve)]

Nachtrag: ich will versuchen, den Leistungsteil noch ein mal neu zu 
routen und vllt bekomme ich die Phasenspannungen irgendwie durch.
Da wir diese ja nicht PWM Synchron messen können, weil nicht genug ADCs 
vorhanden, müssen sie durch nen LPF. MÜSSEN die LPFs in der Nähe der 
FETs liegen oder kann ich sie auch in Ruhe unter dem Leistungteil 
plazieren? Sollen diese Spannungen auf irgendwelche bestimmten Pins 
(Sample&Hold ?)

Oder hat es keinen Sinn die Phasenspannungen zu messen, wenn man keine 
externe Logic Versorgung verwendet, sondern nur den DRV Buck?

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> D2 ist zum Einstellen der Output Spannung des Bucks im DRV8302. Ist eine
> 5V Z-Diode. Wenn ich den DRV richtig verstehe, ist diese Spannung
> einstellbar und kann genau mit dieser Diode gesetzt werden.

Der DRV hat einen Schaltregler drin. Die Z-Diode ist da schlicht falsch 
wenn die die Ausgangsspanung einstellen soll! Vorsicht!

Die Spannung an VSENSE regelt ist das Feedback für die 
Spannungsregelung. Um die Spannung zu ändern musst du den 3k3 und den 
18k R ändern. IM Datenblatt seht drin welche Spannung An VSense anliegen 
muss. Meine das sind so 0.8V oder so.

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> Chibios muss ich irgendwann auch in Angriff nehmen, ich habe absolut
> keine Ahnung wie das funktioniert, deshalb drücke ich mich immer drum.

das ist gar nicht schwer. Aber wenn meine SW einen stand hat den man 
weitergeben kann. Kannst auch gern die nehmen.

Andreas True schrieb:
> @XBee: wie erkenne ich die default USART? Sind es die USART1_CTS und
> USART1_RTS Anschlüsse? Wär natürlich nice ohne Kabel zu Proggen.
> Hast du vllt nen Schaltplan vom Shane Colton? Er zeigt ja nur die .brd
> Files öffentlich.

hast ne PM.


> STMStudio wird mit XBee aber wahrscheinlich trotzdem nicht gehen.
Da gibts noch FreeMaster von Freescale kann man portieren.

Andreas True schrieb:
> @NTC: meinst du ein Anschluss für nen externen NTC zum Beispiel aus dem
> Motor? Das habe ich schon vorgesehen. Bei seinen neueren Versionen hat
> Vedder mal geschrieben dass er keine NTC am selbst Board hat, meine
> ich..

NTC an der Brücke meinte ich. Wusste nicht das er den Runter genommen 
hat.

Andreas True schrieb:
> Nachtrag: ich will versuchen, den Leistungsteil noch ein mal neu zu
> routen und vllt bekomme ich die Phasenspannungen irgendwie durch.
> Da wir diese ja nicht PWM Synchron messen können, weil nicht genug ADCs
> vorhanden, müssen sie durch nen LPF. MÜSSEN die LPFs in der Nähe der
> FETs liegen oder kann ich sie auch in Ruhe unter dem Leistungteil
> plazieren? Sollen diese Spannungen auf irgendwelche bestimmten Pins
> (Sample&Hold ?)
>
> Oder hat es keinen Sinn die Phasenspannungen zu messen, wenn man keine
> externe Logic Versorgung verwendet, sondern nur den DRV Buck?
LPf immer nah an der Messung.

Du kannst doch eine sequenz messen. Ich taste z.b. bei deinem Board die 
ströme doppelt ab. das macht der ADC doch alles wenn man den einstellt. 
So kannst du auch Strom und danach die Spannungen samplen.

[Alex E. (tecnologic)]

http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=30&t=55641

Lies dir bitte mal den Thread durch. Das Spricht alles dafür das die 
Länge erst mal nicht das Problem ist.

[Andreas T. (skycurve)]

Werde ich machen :)

Ich habs jetzt aber doch geschafft so routen, dass der BAT_MINUS 
Anschluss in der Mitte ist, also kurze PowerLeitungen und gleichzeitig 
kurze Gateleitungen.

Bin noch gerade am überlegen auf welche ADCs ich welche zu messende 
Spannungen legen soll.

Tec Nologic schrieb:
> So kannst du auch Strom und danach die Spannungen samplen

Beim F3 vergehen 2.44us nach dem die vier ADCs vom Timer getriggert 
wurden und die ADC_EOC aufgerufen wird.
Wenn ich also Ströme und Spannungen im Low_Duty messen will muss ich 
2.44us *2 Low Fenster bei PWM Duty lassen.
Bei 20khz sind das mind. 10% Verlust. Sogar 20% wenn man bedenkt, dass 
man in der Mitte des Low Fensters triggert.

Aber wahrscheinlich werde ich die Stommessung auf ADC1..2 legen und 
Phasenspannungen auf ADC2..4.
Tempsensor und Potieingang kann ich ja dann unabhängig von PWM messen.
Würdest du empfehlen, die Zwischenkreisspannung zu einem bestimmten PWM 
Zeitpunkt zu messen, oder ist es egal? Sollte ja eigentlich konstant 
bleiben.

Vllt bringe ich das ganze auf ein 48Pin Gehäuse unter.

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Moin,

hört sich gut an. Was ich aus dem Thread mit genommen habe ich auf 
jedenfall MKT oder ähnlich pulsfeste Caps benötigen nicht so große 
Kapazitäten um den Ripple klein zu halten.

Zu den ADCs. Ich habe das bei mir mit ADC1/2 für beide Ströme ADC3 für 
Zwischenkreisspannung und ADC4 hat den Sollwert vom Poti gesampled. Alle 
gleich zeitig. In der 2. Messung der Sequenz hab ich dann die Spannungen 
der Phasen mit ADC1/2/3 und ein 2. Poti (oder beim Vedder Board die Temp 
der Brücke). Die Zweitenmessungen sind Egal, für die PWM. Denn die 
Spannungsmessung brauchst nur wenn die Brücke aus ist also EN_GATE = 
Low. Aber die Ströme und die Zwischenkreis Spannung sollten in jedem 
Fall gleichzeitig und schnell gesampelt werden. Dabei musst du auch 
daran denken, je schneller der ADC sampled desto kleiner wird die 
Eingangsimpedanz. Also gerade RC-Glieder oder so sollten nicht zu 
hochohmig sein am Eingang des ADC. Im Datenblatt stehen dazu ein paar 
Angaben.

Gruß

Tec

[Andreas T. (skycurve)]

Tec Nologic schrieb:
> Die Zweitenmessungen sind Egal, für die PWM

achso das erklärt einiges ;), habe mir schon den Kopf zerbrochen, wie 
ich so viele Spannungen sonst gleichzeitig/schnell in sequenz messen 
kann.

Zu den Kondensatoren: Am PVDD1 (VDD des DRV für die Gate Outputs) habe 
ich drei 1206 Kondis vorgesehen, wie Vedder auch.

Zwischen BAT_PLUS und BAT_MINUS habe ich auf jeden Fall schonmal  einen 
2220 gesteckt, werde hier noch ein paar kleinere vorsehen, so zwei drei 
1206-er.
Man wird ja sowieso in den meisten Fällen noch nen externen Elko 
dranhängen.

Ich muss mal schauen, welche Gehäuse die MKT Kondensatoren haben. Ob man 
sie dann statt meiner geplanten setzen kann auf selben Footprint.

Im Anhang der aktuelle Stand, falls Lust anzuschauen :)
Allerdings könnten noch manche Widerstandwerte falsch eingetragen sein.
Edit: das große Bauteil links vom DRV wird Spule nach dem Buck sein.

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Sieht schon gut aus. In dem verlinkten Thread wird darüber unteranderem 
darüber diskutiert wie wichtig es ist das Bat- Potential und Bat+ direkt 
über einander liegen. Wenn du die unteren Bottomflächen an den Fets nach 
oben erweiterst kannst du das erreichen. Kann ja nicht schaden.

Die MKT sind Quader mit Pins. Gibts bis runter zu RM5.

Was die Beschaltung des DRV angeht würde ich mich auch an Vedder halten.
Wie gesagt ich stehe nur auf kriegsfuss mit dem Ding weil ich die 
Handbestückung nicht hin bekomme. Aber wenn der Bestückt ist und läuft 
ist das Ding interessant.

Ich bin gerade dabei den Code meiner Thesis Modell von dem von Matlab 
generierten Code in halbwegs lesbaren C++ Code zu portieren. Ich hoffe 
ich bekomme das dann auf deinem Benchboard sauber zu laufen. Mein Bastel 
aufbau nervt zum Testen und Messen.

[Andreas T. (skycurve)]

Tec Nologic schrieb:
> Ich bin gerade dabei den Code meiner Thesis Modell von dem von Matlab
> generierten Code in halbwegs lesbaren C++ Code zu portieren. Ich hoffe
> ich bekomme das dann auf deinem Benchboard sauber zu laufen. Mein Bastel
> aufbau nervt zum Testen und Messen.

Jep ich hatte davor auch so nen nervigen Aufbau über 3 Kleine 
Steckbretter + 1 großes + STM32F4 Discoboard, alles mit Kabel verbunden. 
Schlimm sowas.., aber es hat für kleinen Strom funktioniert. Habe den 
Aufbau sogar aufgehoben :D, fürs Museum oder so
Im Anhang mein Aufbau mit dem Board, bin voll zufrieden damit. Aber ohne 
deiner(und auch anderer Leute in meinen Platinenthread) Unterstützung 
wäre es garantiert nicht so gut geworden :)

Tec Nologic schrieb:
> unteren Bottomflächen an den Fets nach
> oben erweiterst

jep, mache ich.

Tec Nologic schrieb:
> Die MKT sind Quader mit Pins. Gibts bis runter zu RM5.

Haben normale SMD Elkos nicht auch RM5 Format? aber sehe ich dann schon, 
habe den Thread noch nicht zu ende gelesen.

Noch etwas zu meinen letzten Screenshots: ich finde es ein wenig 
unschön, dass die Leitungen, die von dem Shunt_A zum Messen in den DRV 
gehen so einen Umweg unterhalb des DVR gehen müssen und Zusätzlich 
unterhalb des dicken Kondensators auf der Rückseite. Aber anders habe 
ich es nicht geschafft, sonst muss man wo anders Abstriche machen.

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> Haben normale SMD Elkos nicht auch RM5 Format? aber sehe ich dann schon,
> habe den Thread noch nicht zu ende gelesen.

Ne RM5 meint Rastermaß 5mm zwischen den 2 Pins.

Andreas True schrieb:
> Noch etwas zu meinen letzten Screenshots: ich finde es ein wenig
> unschön, dass die Leitungen, die von dem Shunt_A zum Messen in den DRV
> gehen so einen Umweg unterhalb des DVR gehen müssen und Zusätzlich
> unterhalb des dicken Kondensators auf der Rückseite. Aber anders habe
> ich es nicht geschafft, sonst muss man wo anders Abstriche machen.

Ja das ist unschön gerade der Weg am Powerpad vorbei. Vedder hat doch 
den gleichen Aufbau an der Stelle wie ist das bei ihm gelößt? Mann muss 
das Rad ja nicht neu erfinden.

[Andreas T. (skycurve)]

Tec Nologic schrieb:
> Vedder hat doch
> den gleichen Aufbau an der Stelle wie ist das bei ihm gelößt

Habe dir ne PN geschickt

[Andreas T. (skycurve)]

Hi,

habe den Schaltplan ein wenig überarbeitet. Alles auf ein 48Pin Gehäuse 
untergebracht, bis auf die LEDs :[, da alle Pins belegt.

Man könnte die LEDs auf die Leitung legen, die zu der Scope/Debug Buchse 
geht, so würde man 4 Stück unterbringen. Allerdings muss man dann auf 
der Scope Buchse die DAC Ausgänge ebenfalls nur als normale GPIOs 
verwenden.
Weil der F3 nur ein DAC hat.

Bei den FAULT, OCTW, M_PWM Eingängen in den MC bin ich mir nicht ganz 
sicher, weil sie laut Datenblatt nicht ganz normale GPIOs sind

 PC13, PC14 and PC15 are supplied through the power switch. Since the switch sinks only a limited amount of
current
(3 mA), the use of GPIO PC13 to PC15 in output mode is limited:
- The speed should not exceed 2 MHz with a maximum load of 30 pF
- These GPIOs must not be used as current sources (e.g. to drive an LED).
After the first backup domain power-up, PC13, PC14 and PC15 operate as GPIOs. Their function then
depends on the content of the Backup registers which is not reset by the main reset. For details on how to
manage these GPIOs, refer to the Battery backup domain and BKP register description sections in the
RM0316 reference manual.

Nicht dass diese GPIOs dann Probleme machen, hängen ja schon ein paar 
wichtige Sachen dran. Muss ich ausprobieren.

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> Man könnte die LEDs auf die Leitung legen, die zu der Scope/Debug Buchse
> geht, so würde man 4 Stück unterbringen. Allerdings muss man dann auf
> der Scope Buchse die DAC Ausgänge ebenfalls nur als normale GPIOs
> verwenden.
> Weil der F3 nur ein DAC hat.

Dafür würde ich eher soetwas wie Freemaster einsetzen. Um schnell was zu 
debuggen, dann brauchenst n Uartanschluss. Damit kannst du dir dann wie 
im STMStudio alle Werte ansehen. Oder mit J-Scope, dafür bräuchte ich 
aber z.b. n neuen J-Link weil das erst die V9er richtig können.

Andreas True schrieb:
> Bei den FAULT, OCTW, M_PWM Eingängen in den MC bin ich mir nicht ganz
> sicher, weil sie laut Datenblatt nicht ganz normale GPIOs sind
>  PC13, PC14 and PC15 are supplied through the power switch. Since the
> switch sinks only a limited amount of
> current
> (3 mA), the use of GPIO PC13 to PC15 in output mode is limited:
> - The speed should not exceed 2 MHz with a maximum load of 30 pF
> - These GPIOs must not be used as current sources (e.g. to drive an
> LED).
> After the first backup domain power-up, PC13, PC14 and PC15 operate as
> GPIOs. Their function then
> depends on the content of the Backup registers which is not reset by the
> main reset. For details on how to
> manage these GPIOs, refer to the Battery backup domain and BKP register
> description sections in the
> RM0316 reference manual.
> Nicht dass diese GPIOs dann Probleme machen, hängen ja schon ein paar
> wichtige Sachen dran. Muss ich ausprobieren.

Das sind ja alles Digitalsignale. Die Pins können nur wenig Strom 
treiben und werden Reset fest konfiguriert sofern die Backup domain so 
eingestellt ist. Da der RTC usw. nicht gebraucht wird ist das erst mal 
unerheblich. Hast du dir mal das Errata zu dem 48Pin angesehen? Steht da 
wie beim 64Pin auch nur drin "für militärische Anwendungen 
freigegeben"...

Dann ist alles gut.

[Alex E. (tecnologic)]

Bei dem 6 Pin BlueTooth, hattest du da ein bestimmtes Modul im Sinn?
Ich hätte den Anschluss auf 6 Pin Leiste geführt das man da ein 
FTDI-Kabel anschließen kann. Kennst du die?
http://www.watterott.com/de/TTL-232R-USB-Serial-Converter
Sowas meine ich.

[Andreas T. (skycurve)]

Tec Nologic schrieb:
> FTDI-Kabel

stimmt wollte ich eigentlich machen, habs total vergessen.
Werde ich auf jeden Fall draufmachen.
Bei der Pinbelegung habe ich davor an diesen gedacht, direkt zum 
draufstecken:
http://www.gsr-technik.de/wp-content/uploads/2014/04/HC-06-e1397499561628.jpg
Warum sind die Hersteller immer der Meinung, die Pins anders belegen zu 
müssen :|

Wofür sind die RTS und CTS da? Kann man damit vllt NRST und BOOT0 auf 
Low ziehen und via FTDI Kabel flashen. Oder kann man sie in diesem Fall 
für nichts gebrauchen und einfach leer lassen?

Freemaster habe ich schon mal mit Freescale Controller verwendet, wusste 
aber nicht dass der diesen Recorder Modus kann. Das ist ziemlich Nice.

In Errata habe ich auf die Schnelle nichts gefunden, werde mich später 
noch genauer darüber schlau machen.
http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/errata_sheet/DM00063985.pdf

Eine andere Frage: darf der TC2117 Rückwärst gespeist werden? Im DB 
verlieren die kein Wort darüber. Vedder hat da auch keine Diode. Für den 
Fall wenn man zb nur den MC mit 3v3 versorgen will, über SWD, oder SWD 
und 60Volt Versorgung gleichzeitig. Scheint bei ihm aber keine Probleme 
zu machen.

Gruß
Andreas

[Alex E. (tecnologic)]

Andreas True schrieb:
> Wofür sind die RTS und CTS da? Kann man damit vllt NRST und BOOT0 auf
> Low ziehen und via FTDI Kabel flashen. Oder kann man sie in diesem Fall
> für nichts gebrauchen und einfach leer lassen?

Jop kann man, muss man aber ein stück windows software für schreiben 
oder haben, vllt gibts da schon was.

Andreas True schrieb:
> Eine andere Frage: darf der TC2117 Rückwärst gespeist werden? Im DB
> verlieren die kein Wort darüber. Vedder hat da auch keine Diode. Für den
> Fall wenn man zb nur den MC mit 3v3 versorgen will, über SWD, oder SWD
> und 60Volt Versorgung gleichzeitig. Scheint bei ihm aber keine Probleme
> zu machen.

mmmh, ich würde ne Angstdiode vor sehen.

Andreas True schrieb:
> In Errata habe ich auf die Schnelle nichts gefunden, werde mich später
> noch genauer darüber schlau machen.
> http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/errata_sheet/DM00063985.pdf

Ich hab auch nix wildes gesehen, Bei der ADC Konfiguration gibts ein 
zwei dinger. Aber ich würde da eh die Chibios HAL nehmen, da weiß ich 
die geht.