Hallo leute,
zunächst einmal ein Kompliment an dieses Forum, ich war schon bei so
einigen Projekten am verzweifeln und habe hier den passenden Beitrag
gefunden! Weiter so.
Kurz zu mir ich bin leidenschaftlicher Elektronik Bastler und zur Zeit
im Begriff meinen Master in Elektrotechnik abzuschließen. Im Studium
kamen aber die Themen layout und BLDC Motorcontroller im allgemeinen nur
sehr knapp.
Mein aktuelles privates Projekt basiert auf dem VESC (siehe
http://vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/). Dort wird ein
OpenHardware 60V 50A ESC vorgestellt, inzwischen sogar mit voller FOC
unterstützung. Ich habe auch einige Platinen (mit schwarzem
Lötstopplack) des VESC (stand 4.11) hier, aber noch nicht bestückt da
mir noch die benötigten Tools (Reflow ofen etc fehlen). Falls aber
jemand interesse hat kann man sich gerne zusammen tun.
Ziel ist es den ESC ein wenig "aufzupeppen". Einsatzgebiet wäre ein
e-bike (fahrrad, dreirad (big wheeler)) oder ähnliches. Ich würde gerne
noch einen Schritt weiter gehen und damit einen 50cc 2Takt-Rennmotor zu
einem Hybridsystem umbauen (also das Elektrosystem zum boosten in
Drehmoment schwachen Bereichen und um beim Bremsen den akku zu laden).
Kurz die angedachten Eckdaten zu dem System:
Spannung wie gehabt bei max 60V (Berührungssicherer Akku)
Strom im Bereich von 200A (der VESC kann ungekühlt ~50A)
Möglichst kompatibel mit der VESC umgebung (software, tools etc)
FETs sollen je 2 parallele IPT007N06N (300A kontinuierlicht 1500A max)
werden. Sonst wurden eigentlich nur die Shunts getauscht (um den
Messbereich anzupassen und damit der Strom getragen werden kann).
Platine wird voraussichtlich 100x80mm auf einem 1mm dicken, 4-Lagen PCB
mit 2 GND Innenlagen je 70µ innen und außen. Galvanisch vergolded. (mir
schwebt da der WEdirekt Service vor ~120€ für eine Platine)
Ich habe den Schaltplan angehangen, ein 3DPDF der aktuellen Platine gibt
es hier:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/6520573/200AESC_4L_70_70_3DPDF.pdf
(Acrobat Reader benötigt)
Wie zu sehen soll das ganze einseitig bestückt werden. Da ich die
Platine nachher (mit einem Isolationswärmeleitpad) auf einen alu
Kühlblock (bzw direkt auf den gefrästen alu-Motorblock) schrauben
möchte. Die "goldenen" Komponenten sollen gefräste und galvanisierte
Kupferblöcke werden die nicht verlötet werden sondern mit einem
M5-Rohrkabelschuh und einer (isolierten) Schraube ebenfalls auf den
Kühlkörper geschraubt werden (evtl kommt dazwischen noch eine
Kupferfolie um unebenheiten auszugleichen).
Layout technisch gefallen mir ein paar Sachen noch nicht ganz (z.b.
lange Gate Leitungen und Messleitungen für die Strangspannungen, Shunt
sind rel kurz angeschlossen aber auch da bin ich mir unsicher). Ich habe
einige Platzierungsmöglichkeiten ausprobiert aber so taugt es meiner
Meinung nach am ehesten.
oh man ein langer text...
Um es kurz abzuschließen, ich würde mich über Anregungen, Kritik,
Verbesserungsvorschläge sehr freuen da das Projekt rein von mir als
Student getragen wird ist jede Revision der Platine mit doch recht hohen
kosten verbunden.
Moin Alex,
ich arbeite gerade an einem ähnlichen Aufbau. Dein mechanisches Konzept
sieht super aus. Nur glaube ich das die mit den 30mA die der DRV830x für
seine Gate-Treiber bereitstellt nicht hinkommst bei 2x 280nC
Gate-Charge. Entweder baust du den DRV diskret auf oder setzt auf andere
Fets. Z.B. die TPW Serie von Toshiba, und davon dann 4 Stück. Bei 62nC
Qg bist du dann bei der Gate-Charge von einem deiner Fets.
Was die Bahnen vom OP zu Shunt angeht. Wenn die Bahnen von Masse jeweils
eingerahmt sind hast du kein Problem. Ansonsten brauchst du richtige
Strommessverstärker wie AD8210.
Welche Maße hat deine Platine aktuell? Ich schätze halbe Euro-Karte?
An was für Motoren hast du gedacht?
Warum bestellst du die Prototypen nicht erstmal in China, selbst mit
Express Lieferung bekommst du dafür 3 Bestellungen a 10 Platinen für 120
Euro.
Gruß
Tec
So jetzt auch mit registriertem Account.
Wow, Tec, danke für die schnelle Rückmeldung.
Wie kommst du auf die 30mA?, Ich habe mich mit dem Datenblatt des 8302
nicht zu intensiv beschäftigt, aber so wie ich es im Kopf hat steht da
was von 1.7A Sink und 2.3A Source für die Gate Treiber. Überschlagsmäßig
war ich da im grünen Bereich, damit werde ich mich morgen aber mal
auseinander setzten auch die Toshiba mosfets schaue ich mir an. Eigenbau
der Treiber schaltung würde ich gerne vermeiden, da ich möglichst nah am
VESC design bleiben möchte. Die Software sieht da schon recht
vielversprechend aus.
Die Shunts gehen ja auch an den DRV8302 (OP ist da integriert), die von
GND umgeben sollte aber kein Problem darstellen, die langen Gate
Leitungen und Messleitungen machen mir da mehr sorgen.
Maße sind aktuell 100x80mm nicht die defintion von kompakt, aber für
meine anwendung absolut in Ordnung.
Motoren sind auch noch ein Fragezeichen, für die ersten Versuche habe
ich an einen Leopard LPB58110 gedacht, ich will ja keine Dauerbelastung
sondern eher spitzenleistung bei kompakter und leichter Bauweise. Der
Motor wird dann eh mit in den alu motorblock eingebaut, wäre also mit
einem Kühlkörper und bei Bedarf wäre auch eine Wasserumspülung nicht
unmöglich. Der Motor soll direkt auf den Primärttrieb am Kupplungskorb
(da wo auch die Kurbelwelle des Verbrenners eingreift) wirken. Ich hatte
noch einen aus dem e-skateboard bereich aufgetan der die motoren auch
auf anfrage wickelt, den hab ich aber gerade verlegt o_O.
Welche China-Hersteller schweben dir da so vor? Was ich mir bisher
angschaut habe war alles ähnlich dem würth angebot (70µ Kupfer und gold
oberfläche ist dann doch spezieller, auch in china) und bei würth weiß
ich halt was ich bekomme (Studentenrabatt gibts da auch noch). Falls es
natürlich eine preiswerte alternative gibt wäre das perfekt, ich hab
halt selber nicht gefunden.
Gruß,
alex
Alexander K. schrieb:> Welche China-Hersteller schweben dir da so vor? Was ich mir bisher> angschaut habe war alles ähnlich dem würth angebot (70µ Kupfer und gold> oberfläche ist dann doch spezieller, auch in china) und bei würth weiß> ich halt was ich bekomme (Studentenrabatt gibts da auch noch). Falls es> natürlich eine preiswerte alternative gibt wäre das perfekt, ich hab> halt selber nicht gefunden.
Ich lasst meine Platinen bei Elecrow machen. Ich würde mich für einen
Prototypen aber von Gold und 70µ verabschieden. Oder du siehst dir
PCBJoker an. Mach einfach ne Standard Platine mit 35µ fertig, wenn du
läuft und nur zu heiß wird dann würde ich auf 70µ gehen.
Alexander K. schrieb:> Wie kommst du auf die 30mA?, Ich habe mich mit dem Datenblatt des 8302> nicht zu intensiv beschäftigt, aber so wie ich es im Kopf hat steht da> was von 1.7A Sink und 2.3A Source für die Gate Treiber.
Die 1,7 und 2,3A sind die Ströme die beim Schalten fließen, aber
kontinuierlich fließt der Strom Qg*f_sw. Bei dir also 560nC*20kHz?
Wäre auch meine Einschätzung, dass die Treiberleistung des 8302 nicht
annähernd für 2x IPT007N06N parallel ausreicht.
Im Datenblatt des DRV8302 Seite 22 findet man Table6 Design Parameters.
Darin ist für den MOSFET Qg=29nC und Rdson=4,7mOhm angegeben.
Vielleicht ein Hinweis auf einen MOSFET, der genau diese Werte hat?
http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=csd18533q5a&fileType=pdf
Ist mir jetzt mal so aufgefallen. Zufall?
Tec N. schrieb:> Die 1,7 und 2,3A sind die Ströme die beim Schalten fließen, aber> kontinuierlich fließt der Strom Qg*f_sw. Bei dir also 560nC*20kHz?Bernd K. schrieb:> Wäre auch meine Einschätzung, dass die Treiberleistung des 8302 nicht> annähernd für 2x IPT007N06N parallel ausreicht.
Ihr habt ja recht... Die 30mA hätten aber durchaus etwas prominenter im
Datenblatt stehen können. Und dann auch noch für alle Fets zusammen.
Ich überlege mir jetzt mal ein Konzept wie ich die TPW4R008 da
ordentlich anbringe, da bin ich mit 4 Stück auf dem gleichen Wert wie
der IRFS7530 beim VESC. 236nC also ~28mA bei 20kHz.
Sascha schrieb:> 200A ist sportlich, gibts keine Möglichkeit die Spannung zu erhöhen um> die Stromstärke etwas runter zu bekommen?
Nope, Batterie muss Berührungssicher sein, da ist halt bei 60V Schluss.
Was haltet ihr von den neuen Fairchild FETs FDBL86 Serie?
Beispiel dieser hier:
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/FD/FDBL86366_F085.pdf
80V 220A 3mOhm
Qq tot (typ) 86nC
gleiches Footprint wie der IPT007N06N also würde das "alte" Konzept noch
passen. Mein Plan wären wie gehabt 2 Stück davon, verluste werden
deutlich höher werden wie bei den Infineon Mosfets. Da bin ich bei 20kHz
mit ~20mA dabei also noch luft nach oben was die Schaltfrequenz angeht
(yeah, noch mehr verluste produzieren :) )
Die TPW würde ich wohl auf die unterseite packen und mit isolierung auf
den Kühlkörper schrauben. Allerdings funktioniert das dann nicht
(zumindest so wie bisher) mit dem verschrauben der Rohrkabelschuhe da
die Platine nicht mehr flach auf dem alu aufliegt.
Teuer aber die Variante ist Sinnig. Und die Kühlung sollte doch so kein
Problem sein. Mit den Riesigen Verschraubungen. Die VESCs laufen mit 60A
ohne besondere Kühlung und dort sind die Fets übereinander platziert.
Durch die geringe Gate-Charge können deine Flanken genau so steil sein
wie die vom VESC und damit sind die Schaltverluste ähnlich. Aus dem
Bauch heraus, sollte die Kühlung so passen. Guck dir 200A Modellbau
Regler an.
Die nehmen 5-10 20mR So-8 Fets parallel und bestücken beidseitig. (Bsp:
DLUX 250).
Gruß
Tec
Cool, danke da werde ich mich auch mal umschauen. Das Forum bei vedder
war mir noch gar nicht bekannt.
Übrigens ein kleines Update anbei, es wird langsam.
Alexander K. schrieb:> Ich überlege mir jetzt mal ein Konzept wie ich die TPW4R008 da
ordentlich anbringe, da bin ich mit 4 Stück auf dem gleichen Wert wie
der IRFS7530 beim VESC. 236nC also ~28mA bei 20kHz.
Hi Alexander,
du hast was von 20kHz geschrieben. Der VESC arbeitet im FOC-Mode mit
30kHz.
Noch ein kleiner Hinweis:
Der C18, mit 2.2µF, 16V, 0603 sollte laut TI als 0805, 50V ausgeführt
werden. Es gibt hin und wieder Probleme im FOC-Modus, das der DRV eine
Unterspannung meldet, weil die Bauform 0603 bei 16V nur einen Bruchteil
an 2.2µF hat und nicht mehr den benötigten Strom liefern kann.
http://vedder.se/forums/viewtopic.php?f=7&t=70
Hi ich setze wohl auf 2 parallele FDBL86366_F085 (2x 86nC, also 172nC
und damit deutlich weniger als beim IRFS7530 vom VESC) da sind zwar die
Verluste größer, das sollte mit dem Kühlkonzept aber passen.
Trotzdem werde ich einen zweiten Cap mit 0805 er Footprint vorsehen.
Platz ist bei mir nicht wirklich kritisch also warum mit Kondensatoren
geizen.
Hallo,
ich verfolge mit Interesse die Entwicklung eines "potenteren" Vesc.
Da mit gerade erst ein VESC mit 12S durchgebrannt ist (DRV8302 defekt)
habe ich großes Interesse an einem etwas stabilerem ESC.
Gibt es denn schon Neuigkeiten?
Was ist der aktuelle Entwicklungsstand ?
MfG
Thoralf
alex schrieb:> Platine wird voraussichtlich 100x80mm auf einem 1mm dicken, 4-Lagen PCB> mit 2 GND Innenlagen je 70µ innen und außen. Galvanisch vergolded. (mir> schwebt da der WEdirekt Service vor ~120€ für eine Platine)
Nun ja... gehe zu Ätzwerk und Du bekommst 120u auf allen 4 Lagen. Würth
ist nett aber das können (oder wollen?) sie nicht.
Pressfit (Würth, preiswerter: Erni) um den Strom auf und wieder von der
Platine zu bekommen sind fast Pflicht, einen SMD-Prozessor mit
Pinabstand 0,65mm wirst Du bei 120u Außenlage schwer sauber geätzt
bekommen also 2 getrennte Platinen für den Feinkram und den
Leistungsteil
Dann - denke daran daß die 200A ziemlich anschieben wenn sie schnell
abgeschaltet werden. Und das willst Du, sonst brennt Dir - so schnell
kannst Du nicht schauen - irgendwas und dann was anderes und noch was
hintendrein ab.
Also entsprechend Snubber etc vorsehen, kurze Leiterbahnen zw.
Eingangskondensatoren (Schau daß Du was in die Richtung GTO 10-20u
bekommst) und SchaltFETs.
Bei Kerkos wurden schon genannt daß die bei höherer Spannung schnell
Kapazität verlieren.
Und bei Deinem CAN-Schaltplanauszug fehlt die Drossel.
Und - schau, daß Du Meßtechnik in Reichweite hast, eine schnelle
(20MHz+) 300A-Stromzange ist Pflicht, eine Rogowski ist hilfreich und
auch selber baubar, nett unterschlägt Dir aber den wichtigen DC-Anteil.
Differenztastköpfe (nicht nur einer sondern für jeden Oszikanal) sind
auch nötig, denn Oszi-GND wird benutzt wenn sich die Möglichkeit ergitb
und damit sind die Messungen Mist. Gute Differenztastköpfe sind einfach
selber baubar, also nicht sehr teuer, siehe den Thread vor einiger Zeit
hier im Forum. Du wirst nur mehr als +/-40V brauchen... einfach ein
bischen umdimensionieren.
Und - schau, daß an Dein Oszi ein Rechner angeschlossen ist und Du
Oszibilder en suit am Rechner abspeichern kannst. Nichts ist hilfreicher
als Messungen, die schnell mit einem Tastendruck auf einen PC
weggespeichert wurden nach einiger Zeit wieder zu vergleichen um daraus
Erkenntnisse zuz gewinnen.
Deine Stromquelle: schau, daß Du für die ersten Tests was bekommst, daß
NotAus-fähig ist. 40V/200A sind hochgradig Lichtbogenträchtig und wenn
was schiefgeht... da hilft dann keine Software oder Kabelabstecken
sondern nur mehr der schnellstmögliche Griff zum sich verriegelnden
Roten Taster. Und auhc in dem Zusammenhang: Feuerlöscher nicht
vergessen, von Gehörschutz und Schutzbrillen denke brauch ich nicht mehr
schreiben, Du weiß was ich meine.
Ich weiß, klingt alles sehr übervorsichtig aber... ich weiß wovon ich
rede. ein Softwareglitch oder Hardwarehuster und die Hütte brennt....
Nochwas: Du bist Dir im klaren das das kein Wochenend-Projekt ist?
>Um es kurz abzuschließen, ich würde mich über Anregungen, Kritik,>Verbesserungsvorschläge sehr freuen da das Projekt rein von mir als>Student getragen wird ist jede Revision der Platine mit doch recht hohen>kosten verbunden.
Naja, selber Schuld :-P
Wenn Du dir das anlachst dann mußt Du wohl auch die Konsequenzen tragen.
Daheer - wenn Du klug bist gehst Du zu einem Unternehmen, daß in Deiner
Gegend und aus der Branche kommt und redest mit denen ob und wie Du
Support bekommen kannst. Wenn die klug sind dann machen sie das und
schauen sich an wie Du tickst. Denn Leistungselektroniker, die was vom
Fach verstehen sind rar gesäht.. und jeder knallt am Anfang die FETs
durch den Wind, wenn die also Dir "nur" ihren Einkauf zur Verfügung
stellen dann hast schon was gewonnen. Und wenn Du es schaffst einen
regelmäßigen Termin mit einem Entwickler zu bekommen, der quasi
Mentoring macht... Na dann, willkommen im Club!
Grüße
MiWi
Hi, danke für die Antworten
>Nun ja... gehe zu Ätzwerk und Du bekommst 120u auf allen 4 Lagen. Würth>ist nett aber das können (oder wollen?) sie nicht.>>Pressfit (Würth, preiswerter: Erni) um den Strom auf und wieder von der>Platine zu bekommen sind fast Pflicht, einen SMD-Prozessor mit>Pinabstand 0,65mm wirst Du bei 120u Außenlage schwer sauber geätzt>bekommen also 2 getrennte Platinen für den Feinkram und den>Leistungsteil
Die ersten Platinen habe ich bestellt, 70µ bei elecrow, erst einmal
schauen ob es überhaupt funktioniert. Die Pressfits von Würth habe ich
mir auch schon angesehen, ist definitiv eine Option, aber ich möchte mir
erstmal mein Konzept mit den gefrästen Teilen anschauen.
>Dann - denke daran daß die 200A ziemlich anschieben wenn sie schnell>abgeschaltet werden. Und das willst Du, sonst brennt Dir - so schnell>kannst Du nicht schauen - irgendwas und dann was anderes und noch was>hintendrein ab.>Also entsprechend Snubber etc vorsehen, kurze Leiterbahnen zw.>Eingangskondensatoren (Schau daß Du was in die Richtung GTO 10-20u>bekommst) und SchaltFETs.
Snubber fehlen noch (VESC hatte auch keine), können aber fürs erste
gepatcht werden. Die anbindung der Caps sollte durch das design recht
niederimpedant sein, ein paar wima gto's habe ich auch noch rumfliegen.
>Und bei Deinem CAN-Schaltplanauszug fehlt die Drossel.
Jepp sofort geändert.
>... MiWi weiß offenbar worüber er spricht - volle Zustimmung!>>Hier unser "Lichtbogen-Ex":>>http://www.sinusleistungssteller.de/EBS.html>http://www.sinusleistungssteller.de/EBS_DataSheet.pdf>http://www.sinusleistungssteller.de/EBS_Motiv.pdf>http://www.sinusleistungssteller.de/EBS_Prototype.html>>Gruß,>rogerz
Das werde ich mir mal anschauen, als Sicherung genau das richtige!
Das mit der Lichbogen Gefahr war mir in dem Bereich nicht bewusst, danke
für die Warnungen!!
Gruß,
alex
Merke: Wenn oben schon irgendwo etwas von "open Hardware" geschrieben
steht, dann kommt unten selten mehr als ein Phantasiebildchen von
erträumter Elektronik heraus.
Oder irgendwer versucht seine
Superduper-DC-Power-Sicherungs-Schaltmodule zu verhökern, die er sonst
nirgendwo los wird. :-) Kopfschüttel
Alexander K. schrieb:>> Snubber fehlen noch (VESC hatte auch keine),
gehts noch? Hast Du einmal auch nur ansatzweise nachgerechnet was Deine
FETs da erwartet?
aber egal, ich hab mit den Schaltplan kurz angeschaut und dann
beschlossen ihn nicht weiter ernst zu nehmen. Keine IC-Bezeichnung am
Treiberbaustein, ich sehe keine doppelte Absicherung (ein /CS am
Treiberbaustein, die Hx, Lx-Leitungen floaten eventuell im Reset und
dann?)
Naja.
> können aber fürs erste gepatcht werden.
Viel Glück.
> Die anbindung der Caps sollte durch das design recht> niederimpedant sein,
"sollte" oder "ist" ? und können die Caps das auch? Rippelstrom und
so...
>ein paar wima gto's habe ich auch noch rumfliegen.
Gut, dann sieh zu daß sie nicht mehr herumfliegen sondern im System
vorhanden sind
> Das werde ich mir mal anschauen, als Sicherung genau das richtige!> Das mit der Lichbogen Gefahr war mir in dem Bereich nicht bewusst, danke> für die Warnungen!!
Wie gesagt, schau zu daß Du einen Mentor bekommst, Du wirst es brauchen,
schon aus Gesundheitsgründen.
Alex, 40A ist einfach, 60A auch, aber 200A (fast 10kW) sind - auch bei
Niederspannung - nicht sonderlich Fehlertolerant. Da kommts auf jedes
Fuzel an das es paßt.
Es geht - keine Frage. Aber ich finde es soll nicht nur zufällig
funktionieren sondern zuverlässig funktionieren. Und da seh ich halt
noch Unklarheiten...
Grüße
MiWi
Hi, ich habe nie behauptet, dass die Schaltung so fertig ist.
Ausgangspunkt war der VESC und daher kommt der großteil des Schaltplans.
Der Treiber ist ein TI DRV8302.
Mir ist bewusst, dass ich nicht einfach die Fet's und Shunt's tauschen
kann, ein bisschen was an der Platine ändere und los gehts. (Darum Frage
ich hier ja nach)
Snubber werden die Tage mit eingebaut (je 2 parallele 0805 oder 1210 er
Widerstände und Kondensatoren) An der Eingangsseite kommen noch wima smd
pet kondensatoren dazu)
Was stellst du dir bei der doppelten Absicherung vor? Pull-down auf
allen PWM Eingängen und EN_GATE? - oder eine aktive Überwachung?
200A waren übrigens nicht als Dauerstrom angedacht sondern eher als
kurzzeitiger Peak (~20-30s) den Rest der Zeit wird eher Rekuperiert.
Gruß,
alex
Alexander K. schrieb:> Hi, ich habe nie behauptet, dass die Schaltung so fertig ist.> Ausgangspunkt war der VESC und daher kommt der großteil des Schaltplans.> Der Treiber ist ein TI DRV8302.>> Mir ist bewusst, dass ich nicht einfach die Fet's und Shunt's tauschen> kann, ein bisschen was an der Platine ändere und los gehts. (Darum Frage> ich hier ja nach)>> Snubber werden die Tage mit eingebaut (je 2 parallele 0805 oder 1210 er> Widerstände und Kondensatoren) An der Eingangsseite kommen noch wima smd> pet kondensatoren dazu)>> Was stellst du dir bei der doppelten Absicherung vor? Pull-down auf> allen PWM Eingängen und EN_GATE? - oder eine aktive Überwachung?>> 200A waren übrigens nicht als Dauerstrom angedacht sondern eher als> kurzzeitiger Peak (~20-30s) den Rest der Zeit wird eher Rekuperiert.>> Gruß,> alex
Snubber für 200A und in 0805? Wenn Du meinst das das ausreicht und daß
Du sowas in FKP von Wima bekommst nur zu.
Aber davor lies die Literatur zu Snubbern von IXYS, Infineon, Semikron,
Microsemi und den anderen üblichen Verdächtigen. Vielleicht auch die
Papers von der ETH Zürich, da gibts eine recht umtriebige Gruppe mit
interessanten pdfs.
20-30s sind für diesen filigranen Aufbau schon quasi ein stationärer
Betrieb. 1s sind Peakbelastung aber 30s ?
Doppelte Absicherung ist für mich, daß Du vor der Inbetriebnahme 2
Signale in unterschiedlicher Polarität aktiv setzen mußt. Also zB. ein
nCS und CS und erst wenn beide vom Prozessor aktiv gesetzt werden dann
sind die H1-3 und L1-3 gültig. Und nCS ziehst Du mit einem Pullup (1k
oä) nach 3V3 und CS mit einem Pulldown nach GND. Dann löst ein Reset
keinen Unfug aus... Du verstehst was ich meine?
der DRV8302.. sieht gut aus. Der übernimmt viel an Eigensicherung.
Naja.
Auch Du wirst Deine Erfahrungen machen und es sei Dir nur nochmals
gesagt: nie (und nach Deinen letzten Mails ganz besonders) ohne
Schutzbrille und nie ohne Ohrschutz arbeiten - bis es stabil unter
Volllast am Motor läuft.
Viel Glück & Erfolg
MiWi
Bei der Snubber Diskussion frage ich mich gerade ob ein dV/dt
Management, wie es der DRV8305 bietet bereits ausreichend ist.
Kurz zur Erklärung: Der 8305 sieht keine Gatewiderstände vor sondern
realisiert eine Art einstellbare Stromquelle. TI nennt das IDrive für
den
Treiberstrom im Schaltmoment und TDrive für die Zeit wie lange der
Treiberstrom fließt. Ich hab mal die Grafik aus dem Datenblatt des
DRV8305 angehängt.
Ich verstehe das Feature, so das bereits Treiberseitig das dV/dt an der
Phase begrenzt wird. Jedoch bleibt immer noch die Totzeit und die TurnOn
Zeit der Body Dioden der Fets.
Kann man sich bei dem 8305 die Snubber sparen auch bei mehr als 100A
Phasenstrom?
Gruß
Tec
Barney schrieb:> Noch ein kleiner Hinweis:> Der C18, mit 2.2µF, 16V, 0603 sollte laut TI als 0805, 50V ausgeführt> werden. Es gibt hin und wieder Probleme im FOC-Modus, das der DRV eine> Unterspannung meldet, weil die Bauform 0603 bei 16V nur einen Bruchteil> an 2.2µF hat und nicht mehr den benötigten Strom liefern kann
Da habe ich mich ehrlich gesagt schon gefragt, ob wirklich der
Kondensator das Problem ist oder vielleicht das Layout an sich. Das ist
meiner Meinung nach an vielen Stellen extrem suboptimal um nicht zu
sagen schlecht.
Tec N. schrieb:> Bei der Snubber Diskussion frage ich mich gerade ob ein dV/dt> Management, wie es der DRV8305 bietet bereits ausreichend ist.>> Kurz zur Erklärung: Der 8305 sieht keine Gatewiderstände vor sondern> realisiert eine Art einstellbare Stromquelle. TI nennt das IDrive für> den> Treiberstrom im Schaltmoment und TDrive für die Zeit wie lange der> Treiberstrom fließt. Ich hab mal die Grafik aus dem Datenblatt des> DRV8305 angehängt.>> Ich verstehe das Feature, so das bereits Treiberseitig das dV/dt an der> Phase begrenzt wird. Jedoch bleibt immer noch die Totzeit und die TurnOn> Zeit der Body Dioden der Fets.>> Kann man sich bei dem 8305 die Snubber sparen auch bei mehr als 100A> Phasenstrom?>> Gruß>> Tec
Wenn man die FETs wg. Verlustleistung schnell schalten muß dann kann
ich mir nicht vorstellen wie das zum Schutz der FETs ohne Snubber gehen
soll.
Denn leider gibts nicht sooo viele Teile, die bei 3mOhm 400V
aushalten...
Aber soll der TO machen wie er will, es wäre nett wenn er dann Fotos vom
Aufbau und gemessene Spannungen/Ströme hier einstellen würde.
Grüße
MiWi
... hier erstmal ein paar MOSFET-Basics für Alex:
http://www.radio-sensors.se/download/gate-driver2.pdf
Zitat daraus:
"Like all books, this article should be read from
the beginning to the end to get the whole story."
Arbeite das mal durch und "messe" deine Schaltung und Layout daran.
;-)
Gruß,
rogerz
alex schrieb:> Mein aktuelles privates Projekt basiert auf dem VESC (siehe> http://vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/). Dort wird ein> OpenHardware 60V 50A ESC vorgestelltopen end schrieb:> Merke: Wenn oben schon irgendwo etwas von "open Hardware" geschrieben> steht, dann kommt unten selten mehr als ein Phantasiebildchen von> erträumter Elektronik heraus.
Na, inzwischen schon mal wieder ein neues Bildchen kreiert???
Alexander K. schrieb:> Das mit der Lichbogen Gefahr war mir in dem Bereich nicht bewusst,
Keine Sorge, beim rendern entsteht kein gefährlicher Lichtbogen. :-)))
Alexander K. schrieb:> Snubber werden die Tage mit eingebaut (je 2 parallele 0805 oder 1210 er> Widerstände und Kondensatoren) An der Eingangsseite kommen noch wima smd> pet kondensatoren dazu)
Falls es jedoch tatsächlich Ergebnisse gibt, dann wären die sicher für
viele interessant!
Ich habe tatsächlich ein paar neue "Bildchen", auch wenn ich nicht weiß
warum sich der ein oder andere von meiner Frage / bitte um Hilfe
genötigt fühlt vollkommen sinnlose, rein provokative Kommentare dazu
abzugeben. Mit Sicherheit bin ich an das Thema zu "blauäugig"
herangegangen, ich werde es aber dennoch weiter verfolgen und bin sehr
dankbar für jede konstruktive Kritik an dem ganzen!
Am Wochenende habe ich eine erste Platine bestückt und per Dampfphase
gelötet. Die Platine soll für erste Tests und Messungen herhalten um zu
schauen ob es überhaupt mit 50A+ funktioniert.
Bestückt ist der IPT007N06N (nur einer wegen der Gate Kapazität).
Eine zweite Platine mit den Toshiba Fets ist auch schon gelötet, aber
auf der Platine mit nur einem Fet werde ich jetzt erstmal hernehmen, da
ich hier mehr Platz habe um mit verschiedenen Kapazitäten, Snubbern
usw. herum zu spielen. Nach dem entfernen der Brücken auf STM32 und
DRV8302 und Beseitigung eines (einzigen!) Grabsteins (C19, oben links)
konnten die ersten Tests losgehen. Bootloader drauf und die Standard
Firmware mit ein paar (quick and dirty) Anpassungen für meine Hardware
konnte geladen werden.
Soweit (ohne Motor) sieht es erstmal gut aus, Strom/Spannungen werden
gemessen, CAN funktioniert, der DRV läuft ohne Fehlercode und die
Mosfets lassen sich schalten. Im Moment warte ich noch auf den
Kühlkörper und die Kupfer-Terminals für den Anschluss der Akku und Motor
Kabel. In der Zwischenzeit beschäftige ich mich mit den ersten
Anpassungen an der Firmware (2.ter Temperatur Sensor und meine sonstigen
Änderungen) und an dem BLDC-Tool für das Motor-Setup.
Als nächstes wird wohl ein Belastungsprüfstand gebaut und dann können
die ersten richtigen Tests losgehen.
gruß, alex
Hi Alex
Das sieht doch schon mal ganz gut aus!
Vorallem wenn man bedenkt, mit welchem Budget du als Student vermutlich
auskommen mußt (wo studierst du eigentlich?). An Kreativität und
Improvisation (Dampfphase) fehlt es dir auch nicht, jetzt mußt du nur
noch dranbleiben und die Sache durchziehen! Dazulernen kann man an einem
solchen Projekt in jeden Fall - aber genug jetzt des Lobs und der
Motivation.....
Den DRV kenn ich nicht nicht im Detail, den VESC-ESC auch nicht. Ein
paar Hinweise hätte ich da aber schon für dich:
Der DRV wird mit zunehmenden Phasestrom und höherer Schaltfrequenz wohl
schnell als Bremse wirken - sein Treiberstrom ist begrenzt. Davon wirst
du aber wohl schnell mehr haben wollen - ein Link auf gängige diskrete
Treiberschaltungen wurde dir ja schon gepostet.
Die Masse zwischen den Shunts willst du außerhalb der Platine auf
Akku-Masse zurück brücken? Anders macht der 5. Power-Anschluß keinen
sind für mich. Achte dabei auf parasitäre Induktivitäten der externen
Brücke. Die Transienten könnten die Strommessung des DRV stören. Das
Massekonzept nicht aus den Augen verliegen! Große Ströme, die zudem
schnell geschaltet werden und parasitäre (bzw. vermeidbare) Ls vertragen
sich überhaupt nicht!
Thema Snubber (EMV erstmal außen vor):
Bei den ehr kleinen Spannungen kein wirkliches Problem. Wenn überhaupt,
dann nur ein (breit angebundenes!) C von Phase nach Masse. Mit dem dv/dt
beim Abschalten auf der sicheren Seite bleiben d.h. maximalen Strom das
C entsprechend auslegen. Ja, das Umschalten der Ausgangskapazität macht
zusätzliche Verluste - die kannst du aber verkraften.
Verriegelungszeit ("Totzeit") der hi/lo-Schalter solltest du so kurz wie
möglich machen, damit die Bodydiode des Fets möglichst kurz Strom führen
muß. Das deckelt nachhaltig die Schaltverluste. Schnelles Schalten hilft
zusätzlich (siehe dazu Hinweis oben wg. höheren Gatestrom)
Verluste werden vermutlich höher sein, als angenommen (geh einfach mal
davon aus). Gute Kühlung sollte also vorhanden sein: Kühlkörperanbindung
und zusätzlich noch ein Lüfter von oben (zumindest in der Versuchsphase)
und Temperaturmessung sind obligatorisch.
Mehr Kupfer in und auf der Platine hilft sowohl Verluste zu verringern
als auch die Wärme abzuleiten. Trennung in Leitungsplatine (dickes
Kupfer, grobe Struktur) und Steuerteil (dünnes Kupfer, feine Struktur)
wurde schon genannt.
Zum Layout kann ich nicht viel sagen, da nichts erkennbar ist. Welchen
Weg führst du die Gatesignale vom DRV zum Fet (und wie die Masse zurück
zum DRV)?
Laß dich nicht entmutigen, wenn es erstmal knallt und stinkt - das
gehört dazu und muß so sein! Fehler in der Schaltung geben sich so zu
erkennen :)
Don´t feed the troll - solve the problems!
A.Friend
Moin!
Gibt es Neuigkeiten? Ich bin an dem Projekt sehr interessiert und habe
den Faden vorhin mit großem Interesse gelesen, würde mich freuen, davon
in Kürze wieder was zu hören. :)
Liebe Grüße!
Hi!
Aktuell gibt es keine großen Neuigkeiten. Ich schreibe aktuell an meiner
Thesis und werde mich ab mitte Mai weiter mit dem Projekt beschäftigen.
Es gibt inzwischen ein paar mechanische Teile und einen ersten Ansatz
für einen Prüfstand mit abgespecktem Motor.
Sobald es erste richtige Tests gibt werde ich mich wieder melden :)
Hallo Alex
schön das du den VESC als Basis gewählt hast. Ich hoffe du huldigst den
OpenSource Gedanken und gibst dann deine Erfahrung (ich habe hier viele
tolle Berichtigungen und Verbesserungen gelesen und würde es nur gerecht
finden das diese ans Mutterprojekt zurückfließen). Successsive
Approximation ist der richtige Weg dahinter.
Die Anfänglichen Bedenken wegen Lichtbogen wirst du allein wegen der
Stromstärke schon im Blick halten
(http://i812.photobucket.com/albums/zz44/GoldenMotor/Burntfingers.jpg);
bei der Stromstärke ist die Energie dahinter ganz schnell im
Plasmabereich und der nimmt "Freund und Feind" gleichermaßen.
Ich finde Hrn Vedders "hatte gerade mal nichts zu tun" Design
beachtlich und besser als manche EVA Boards oder halbfertige IC
Samplebeschaltungen um einen E-Motor zu "bestromen" (kleine
Untertreibung wenn man den komplexen Aufbau von
Multiphasenmotorsteuerungen bedenkt. Das offene Design (ich habe via
Terox in UK bereits die entflechtete Einseiten FET +DRV Version
gesehen/getestet (Kühlrippen!) und in Kombination mit der doch gut
beschriebenen (offen im Sinne von Erweiterbarkeit) Software ein
beachtliches Projekt was durchaus eines (ehemaligen) Heise Verlags
würdig ist. Das die Schaltung von Revision zu Revision wächst und
eigentlich als Skateboard BLDC Steuerung begonnen hat zeigt nur die
Universalität und die Ursprünge.
Es mag hier sicher "alte Hasen" geben welche eine Schaltung blind
entwerfen und die auf Anhieb komplett fehlerfrei läuft, ich denke das
wird aber in dem Umfang schon eher selten sein.
@Alex: beachtenswert was du schon fertig gebracht hast. Als ich vor gut
zwanzig Jahren meine Diplomarbeit (Laservibrometrie auf Basis von APDs)
in Physik umgesetzt habe, hatte ich sicher zehn Durchläufe bis
mechanischer Aufbau und Elektronik (Laufzeiten von einer 16x16er
Diodenmatrix war damals so ein Problem) endlich stimmig waren, trotz der
PSpice Vorsimulation. Der Gedanke mit dem Platinen trennen fand ich sehr
sinnvoll da sich an deinem Controller wohl wenig ändern wird, während
deine Treiber, bzw Endstufe wohl einige Veränderungen mitmachen werden.
Als simples Sandwich bringt es dir evtl auch Vorteile von Laufzeit (auch
wenn das bei 30kHz wohl nicht wirklich relevant ist) und Dichte.
Gruß und Beste Wünsche
Michael
Moin allerseits,
mitte Mai ist lange rum und ich frage mich, ob der Bedarf nach einem
leistungsstarken Controller bei Dir, Alex, noch besteht. Bei mir nämlich
nach wie vor. :D
Ich würde Dich bitten, mir unter (weller 7 6 7[at] gmx de)(ohne
Leerzeichen!) mal eine Mail zu schreiben, deine bisherige Planung würde
mir bei meinen Versuchen sicher sehr hilfreich sein.
Besten Dank auch an alle, die in diesen Faden nach wie vor Gehirnschmalz
buttern. :)
Liebe Grüße,
ein stein
Hi interesse besteht nach wie vor. Die Zeit ist leider momentan knapp.
Aufgebaut ist ein Controller, nen Motor hat er auch schon gedreht,
allerdings ohne Last o.ä.
Ich melde mich unter deine Mail
Grüße,
Alex
Welche Vorteile sollen IGBTs gegenüber Mosfets bei diesen Spannungen
bieten? Ein bisschen ausführlicher bitte. :)
@Alex: Der Testaufbau sieht gut aus, aber erst ein Test unter Volllast
wird zeigen, ob er was taugt. Ich würde das Board ein bisschen
abschirmen, wenn es knallt, wird das unter Umständen heftig.
Liebe Grüße!
Hallo,
ich bin auch sehr interessiert an diesem Projekt. Da ich einen TPPower
4070 4Y mit 12S (LiPo) betreiben möchte und der normale VESC dafür wohl
etwas zu schwach ist. Leider verstehe ich von solcher Elektronik nicht
viel aber, ich freue mich aufs fertige Produkt ;)
MfG
Björn
Moin,
da hier ja scheinbar alle eingeschlafen sind, habe ich selber
angefangen, diesen Steller umzubauen. Ziel sind 48V und 15kW.
Wenn anschließend irgendjemand interessiert sein sollte... meine
Mailadresse ist bekannt. ;)
Ich warne aber schonmal vor: Ich habe 1 Jahr Zeit für diese Entwicklung
und werde die auch nutzen. :D
Es ist auch die Nutzung von Hallstromsensoren angedacht, wenn jemand
weitere brauchbare Ideen hat, immer gerne her damit. :)
Liebe Grüße,
ein stein
PS: Alex, ich habe bis heute keine Mail von Dir bekommen. Schade
eigentlich.
Bastelt irgendwer gerade an so einem Ding oder hat noch Erfahrungen zu
einem Fertiggestellten(am besten vom TO)? Ich würd mich dann auch mal
ans 150A-basteln machen.
Lg Dominik
Ich glaube vom TO kommt hier nix mehr. Im VESC Forum gibt es einen 200A
VESC wenn der interessat ist.
siehe: https://vesc-project.com/node/339
Ansonsten sind hier im Forum bestimmt einige aktiv die recht still an
Frequenzumrichter für BLDCs und andere Kleinspannungsantriebe basteln,
mich eingeschlossen.
Gruß
Alex
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