Hi,
Ich möchte meine Schaltung mit dem UC3843 um eine H-Brücke erweitern.
Ich habe bereits die Schaltung ohne H-Brücke erfolgreich für einen 500W
Motor im Betrieb und für 600W dürfte das auch noch kein Problem sein, da
der Mosfet nicht einmal handwarm wird. Meine Frage ist nur, wie ich die
Logik für die H-Brücke am besten implementiere? Ich möchte keinen uC
einsetzen sondern mit einfachsten Mitteln die Logik entwickeln.
Schlussendlich müssen O1 und O2 nur zu den richtigen Mosfets geführt
werden, doch wie stelle ich das am einfachsten an? Das ganze sollte dann
über einen Schalter geschehen.
Gruss DrElko
Wie immer ist das Problem die Highside, denn die Lowside MOSFet kannst
du jederzeit auf Masse beziehen und mit einem gegen der Source positivem
Signal durchsteuern. Bei der Highside ist ja das Problem, das im
durchgeschalteten Zustand die Source schon auf +Ub (bei dir 36V) ist und
das Gate trotzdem noch positiver sein muss (Ub + Ugs). Dafür gibt es
prinzipiell 2 Lösungen. Die eine ist nur dann brauchbar, wenn du weniger
als 100% der Zeit durchsteuern willst und beinhaltet einen MOSFet
Treiber mit Ladungspumpe, wie den IR2110.
Die andere Lösung erlaubt auch 100% ED und benötigt einen DC/DC Wandler
(bzw. ja zwei - einen für jede Halbbrücke), der mit seinem Bezugspunkt
auf +Ub bzw. der Source der Highside liegt und gegenüber diesem nochmal
aufstockt.
DrElko schrieb:> Wie würdest du die> Ansteuerungslogik machen?
Problemlos arbeiten hier sogen. Gatedriver Optokoppler, wie z.B. der
HCPL3180. Die können direkt 1A liefern und sind bis auf den
Gatewiderstand fertige Ansteuerungen.
Weiterhin ist natürlich durch einen Optokoppler das Potentialproblem
komplett vom Tisch und die LED im Koppler ist so simpel anzusteuern wie
jede andere.
Eine raffinierte Methode, um Totzeiten zu erzeugen, ist auch die
antiparallele Schaltung der Optokoppler für die beiden Konfigurationen.
Das Bildchen im Anhang zeigt das für eine Halbbrücke.
Matthias S. schrieb:> Die andere Lösung erlaubt auch 100% ED und benötigt einen DC/DC Wandler> (bzw. ja zwei - einen für jede Halbbrücke), der mit seinem Bezugspunkt> auf +Ub bzw. der Source der Highside liegt und gegenüber diesem nochmal> aufstockt.
oder einen HIP408x, der hat eine Ladungspumpe eingebaut und kann daher
auch solche Brücken mit DC ansteuern....
Grüße
MiWi
Übrigens: Spar' Dir C1.
Wenn das kein Riesending mit großen Schraubanschlüssen und zugehörigem
geringen Innenwiderstand ist, wird der, bei den vorauszusehenden
Strömen, bestenfalls zur Lachnummer.
Im Grunde genommen gilt das Gleiche für C2. Nur kann man sich hier mit
mehreren parallelen Kondensatoren (viel mehr als zwei) helfen können.
Zur Steuerspannung der "oberen" FETs.
Die meisten DC/DC-Wandler liefern ihren Output galvanisch getrennt.
Somit sollte das kein allzu großes Problem werden.
Den HIP408x kannste getrost gleich wieder vergessen. Damit hatte ich
üble Probleme, trotz sauberem Festhalten an den Design Rules. Das Ganze
mit einer Adapterplatine und zwei IR2113 zusammengefrickelt
funktionierte wunderbar.
Du verwendest einen Current Mode SNT-Regler als PWM-Generator für einen
Fahrregler? Naja. Wahrscheinlich nimmst Du zum Torte schneiden auch die
Kettensäge.
magic s. schrieb:> Du verwendest einen Current Mode SNT-Regler als PWM-Generator für einen> Fahrregler?
Wissen wir ja nicht. Ich sehe nirgendwo, das der Ausgang des UC3843 auch
benutzt wird. Im Moment ist das ein von der H-Brücke unabhängiger
Schaltungsteil.
Aber immerhin ist das besser als PWM mit dem 555 oder ähnlich und der TE
schreibt ja, das es gut funktioniert. Ich finde es jedenfalls kreativ.
Danke für all die Ideen. Den UC3843 verwende ich neben dem PWM zur
Strombegrenzung bei Anlauf oder Blockierung. Das mit den IR2113 gefällt
mir gut, muss ich mal so ausprobieren. C1 sind in der Realität 5x2.2mF
Kondensatoren.
Gruss DrElko
Noch ein Hinweis zum Spanungsregler. Wenn die 36V ein Akku sein sollte
ist ja dessen Leerlaufspannung bei Volladung höher als 40V, wird oft
übersehen. Damit kommst Du schnell über die maximal zulässige Spannung
für dem LM317, es sollte ja auch immer eine Reserve da sein.
Vom LM317 gibt es auch eine HV Variante die bis 60V geht.
C1 braucht nicht so groß zu sein 2000µF reicht locker, oft ist der noch
kleiner. C1 und C2 sollten im Aufbau dann unmittelbar an der Brücke
sitzen.
Ok, aber die 40V sind ja nur die Spannungsdifferenz zwischen Input und
Output, da aber der Output bei mir über 20V ist, sollte das doch kein
Problem sein?
Ich hatte jetzt nicht nachgerechnet was Du für eine Spannung brauchst,
bin von weit weniger ausgegangen.
Hatte einige Chinageräte hier, dort wird ja oft beim Regler gespart, die
genau so einen Spannungsproblem haben.
Ich noch ein paar IR2109 hier mit denen ich das probieren möchte.
Kann das so funktionieren, dass ich das PWM Signal invertiere und dann
an den SD_not Eingang gebe? Wie kann ich eigentlich festlegen wie hoch
die Spannung V_GS für die High side sein soll?
Gruss DrElko
DrElko schrieb:> Wie kann ich eigentlich festlegen wie hoch> die Spannung V_GS für die High side sein soll?
Die ist so hoch wie Vcc minus Uf der 1N4004 - also etwa 11,3V.
DrElko schrieb:> Kann das so funktionieren, dass ich das PWM Signal invertiere und dann> an den SD_not Eingang gebe?
Die Ansteuerung ist zumindest trickig. Ein prinzipielles Prblem ist
dabei das oben angesprochene Problem der Ladungspumpe, diese kann nicht
arbeiten, wenn bei einem Treiber konstant nur die Highside geschaltet
wird, denn dann ist nichts zum Aufstocken da.
Deswegen habe ich oben ein anderes Konzept vorgeschlagen, das von diesem
Problem nicht betroffen ist. Das der IR2109 nur ein relativ schwacher
Treiber ist, ist eine andere Baustelle, da wir ja nicht wissen, mit
welcher PWM Frequenz hier gearbeitet wird.
Ok danke, das stimmt natürlich. Die PWM Frequenz ist 5khz, wenn ich das
richtig in Erinnerung habe. Dann müsste ich also einfach zwei HCPL-3180
nehmen und für die Highside je Vo mit Gate und Vee mit Source verbinden?
Gruss DrElko
DrElko schrieb:> Dann müsste ich also einfach zwei HCPL-3180> nehmen und für die Highside je Vo mit Gate und Vee mit Source verbinden?
plus die DC/DC Wandler, die die beiden HCPL für die Highside speisen.
Damit fällt der IR2109 weg, du musst dir nur noch die Ansteuerung der
Lowside lösen. Am einfachsten und sicher auf Seiten der Totzeit bist du
halt mit noch 2 HCPL, gespiesen aus 12V, die du, wie oben beschrieben
auf der LED Seite antiparallel schalten kannst.
Die Ansteuerung ist dann nahezu 'narrensicher' und mit nur 2 Pins aus
dem MC erledigt:
00 - Motor aus
01 - Drehrichtung 1
10 - Drehrichtung 2
11 - Motor aus
Nach Wunsch kannst du Zustand 01 und 10 mit PWM modulieren.
Nur mal eine Idee wenn du ein großes doppel Wechsler Relais nimmst und
ein mosfet müsstes du nur das Relais einschalten und ausschalten und die
Richtung ändert sich und der mosfet ist für den Speed des Motors.
5 kHz kann ich nicht empfehlen. Das gibt ein sehr ekliges Fiepen des
Motors. Entweder über dem hörbaren Bereich so bei 20 kHz - kann eklig
für die Freilaufdioden werden - oder wenn Mikroruckler akzeptiert werden
können (z.B. Fahrzeugantriebe), dann so 300 Hz. Dieser Brummton ist
lange nicht so störend wie irgendwas im kHz-Bereich.
Was >40V am LM317 angeht - der TE vergisst den Einschaltmoment, indem
alle Kondensatoren der Schaltung noch ungeladen sind und dadurch
durchaus die volle Akkuspannung am LM317 anliegen kann. Sollte der das
übel nehmen und sein Regelverhalten bockig einstellen, garantiere ich
dem Rest der Schaltung ebenfalls viel Spaß. Da wird dann eine komplett
neue Halbleiterbestückung fällt.
Bei meinem jetzigen 500W Motor höre ich kein fiepen, nur bei kleineren
Motoren. 20Khz hat halt grössere Verluste beim Schalten und 300Hz ist
nur mit riesigen Kondensatoren zu glätten. Ich könnte ja eine Z-diode
zwischen in und out des LM317 machen für den Einschaltvorgang?
Gruss DrElko
Ok danke, werde dann mal die Schaltung erstellen. Wegen den DC/DC
Wandlern, die sind ja ab 36V, da ich aber die Akkus bis auf je 10.4V
entlade, sind wir nur noch bei 31.2V. Funktionieren da die Wandler noch,
einfach mit weniger als 12V am Ausgang? Macht es auch Sinn diese Wandler
als Versorgung der HCPL zu benützen? Also insgesamt 3 im System?
Gruss
DrElko
DrElko schrieb:> Funktionieren da die Wandler noch,> einfach mit weniger als 12V am Ausgang?
Probiers aus - das finanzielle Risiko ist ja sehr gering. Der Ausgang
ist geregelt, wie man dem Datenblatt entnehmen kann.
DrElko schrieb:> Macht es auch Sinn diese Wandler> als Versorgung der HCPL zu benützen? Also insgesamt 3 im System?
Jo.
