Hallo,
ich habe folgendes Phänomen:
Einen L6203 der einen 24V DC Motor (Bürstenbehaftet) treibt. Am Ausgang
des L6203 hängt wie im Datenblatt beschrieben ein RC-Glied aus 10 Ohm
(5W) und 22nF Folien MKS4-Kondensator. Der Folienelko hat eine
Spannungsfestigkeit von 100V, den hat es jetzt allerdings richtig
zerblasen. Alles aufgeplatzt und die Folie hat sich in Silberkrümelform
verabschiedet. Die PWM-Frequenz beträgt ca. 18Khz. Am Enable des L6203
hängt ein OP als Komparator dran der den Strom im Shunt (0.33 Ohm) mit
einem Vorgegebenen Wert vergleicht. Wird der maximale Strom
überschritten wird der L6203 über das Enable-Signal gechoppt. Sofern das
Stromlimit nicht überschritten wird bekommt der vorgeschaltete uC über
-10 , 0 , +10V vorgegeben in welche Richtung sich der Motor mit welcher
Geschwindigkeit zu drehen hat. Das ganze ist in einer mini-CNC drin und
betätigt eine Art Werkzeugrevolver in dem die ganzen Bohrer(chen...) auf
ihren Einsatz warten...
Seit der Kondensator hinüber ist habe ich auch das Problem das der Motor
auch bei voller Ansteuerung der Schaltung mit 10V keine richtige Kraft
mehr hat.
Könnte es sein das der hochgehende Folienkondi den L6203 gekillt hat?
Was auch interessant ist, warum geht der Folienkondi hoch? Habe ich
einen Fehler bei der Auswahl begangen und da muss ein anderer Rein? Wenn
ja was für einer?
Der Motor wird im Verfahrzustand mittels Phasenchopping betrieben.
(nennt man das so, es leiten immer abwechselnd im Takt der High/Low
Anteile der PWM die betreffenden Brückenfets, so dass ein Freilauf über
die Brückenfets erreicht wird. Laut einem Posting hier im Forum folgt
der Motor damit recht genau der PWM-Vorgabe) Hat der Motor die Endlage
erreicht so wird das PWMen gestoppt um Verlustleistung zu vermeiden.
Was habe ich falsch gemacht?
Grüße
Rolle
Rolle schrieb:> Der Folienelko hat eine Spannungsfestigkeit von 100V, den hat es jetzt> allerdings richtig zerblasen.
Dann fehlte es ihm wohl an der nötigen Stromfestigkeit. Wenn der zu hohe
Verluste hat, kann ihm bei 18kHz PWM schon mal ziemlich schlagartig warm
werden.
@ Rolle (Gast)
>des L6203 hängt wie im Datenblatt beschrieben ein RC-Glied aus 10 Ohm>(5W) und 22nF Folien MKS4-Kondensator.
MKS ist für sowas nicht geeignet. Nimm MKP.
>Könnte es sein das der hochgehende Folienkondi den L6203 gekillt hat?
Scheint so.
Rolle schrieb:> Es handelt sich um die Schaltung aus dem> Datenblatt.
Die ist für Ein- und Ausschalten des Motors gedachct, aber nicht für
PWM.
Es fliessen 320mArms in deinem Folienkondensator.
Guck einfach mal in dessen Datenblatt, was er maximal aushält.
(ich weiss, Wima schreibt das nicht rein).
@Falk,
danke für den Tip ich werde in Zukunft MKS für so was meiden.
Den L6203 werde ich sofort ersetzen.
@MaWin,
ich habe mir das Datenblatt besorgt, der Folienkondi ist ein "MKS-4-100
22N" von Reichelt da hab ich auch das Datenblatt her. Wenn ich das
Wertediagramm auf Seite 4 richtig Interpretiere dann verträgt der Kondi
die schaltfrequenz in Verbindung mit der Spannung nicht. Kein Wunder das
der die Partykappe aufgemacht hat. :-( Es war also eine
Fehldimensionierung von mir.
Da ich ja den Motor PWMe brauche ich den Snubber in diesem Falle gar
nicht wenn ich dich richtig verstanden hab? Der ist nur für Statisches
Schalten gut und ansonsten Überflüssig?
Im Datenblatt auf Seite 13 vom L6203 wird eine Beispielschaltung mit
Schrittmotoren gezeigt, die ja mittels Stromchopper betrieben werden. Da
sind die Snubber aber auch drin parallel zu den Motorspulen. Macht das
da Sinn?
Grüße
Rolle
@ Rolle (Gast)
>ich habe mir das Datenblatt besorgt, der Folienkondi ist ein "MKS-4-100>22N" von Reichelt da hab ich auch das Datenblatt her. Wenn ich das>Wertediagramm auf Seite 4 richtig Interpretiere dann verträgt der Kondi>die schaltfrequenz in Verbindung mit der Spannung nicht.
Naja, 320mA sind eigentlich nicht sooo viel. Aber für den C scheinbar
doch zuviel.
>Da ich ja den Motor PWMe brauche ich den Snubber in diesem Falle gar>nicht wenn ich dich richtig verstanden hab? Der ist nur für Statisches>Schalten gut und ansonsten Überflüssig?
Naja, so richtig ist mir ehrlich gesagt nicht ganz klar, wozu der
Snubber hier überhaupt gut sein soll. Denn eine moderne H-Brücke brauch
sowas eigentlich nicht, oder? Und wenn man den für PWM nicht braucht,
dann für statisches Schalten mit ein paar Hz erst recht nicht. Das hohe
du/dt sollte dem Treiber nichts anhaben, schließlich hat der interne
Freilaufdioden antiparallel zu den MOSFETs (welche hier "nur" die
Bodydioden sind, reicht aber).
Was sagen die Motorexperten?
Falk Brunner schrieb:> Naja, so richtig ist mir ehrlich gesagt nicht ganz klar, wozu der> Snubber hier überhaupt gut sein soll. Denn eine moderne H-Brücke brauch> sowas eigentlich nicht, oder? Und wenn man den für PWM nicht braucht,> dann für statisches Schalten mit ein paar Hz erst recht nicht. Das hohe> du/dt sollte dem Treiber nichts anhaben, schließlich hat der interne> Freilaufdioden antiparallel zu den MOSFETs (welche hier "nur" die> Bodydioden sind, reicht aber).
Hallo Falk,
ja das macht eigentlich Sinn, Beim Schalten im Hz Bereich sollte der
Snubber ja unnötig sein, beim PWM dann ja auch... Aber warum ist der im
Schaltbild drin im Datenblatt? Irgendwie muss der Hersteller sich ja was
dabei gedacht haben.
Ich werde an den Motorausgang vom L6203 zusätzlich zu den Freilaufdioden
gegen Masse noch welche gegen Vcc einfügen. Schnelle Schottkys
natürlich. Macht das Sinn? Die Dioden im L6203 sind ja nicht so toll
laut Datenblatt...
@ Rolle (Gast)
>Ich werde an den Motorausgang vom L6203 zusätzlich zu den Freilaufdioden>gegen Masse noch welche gegen Vcc einfügen. Schnelle Schottkys>natürlich. Macht das Sinn?
Nein.
>Die Dioden im L6203 sind ja nicht so toll laut Datenblatt...
Sie sind ausreichend. Die paar mW die man da spart lohnen sich nicht.
Danke für die Tips Falk,
ich werde nun den L6203 auslöten und durch einen neuen Ersetzen.
Den Snubber lasse ich Ersatzlos weg.
Dann werde ich probieren ob der Motor wieder vollen Strom bekommt...
Grüße
Rolle
Rolle schrieb:> Den Snubber lasse ich Ersatzlos weg.
Ich würde den tunlichst drinlassen, sonst wechselst Du demnächst L6203,
weil deren Mosfets durchlegieren.
Ich hatte mal ne ganze Charge L6202, die mit durchlegierten Mosfets in
einem Zweig geliefert wurden. Scheinen also anfällig zu sein. Ich könnte
mir vorstellen, dass das auch bei Deinem L6203 eine Folge nach Ausfall
des Cs war.
Sollte Dein Motor keine zu hohe Induktivität haben oder den vollen Strom
ziehen, kannst Du den Snubber aber entschärfen: Ich hab mit 3n3 und
33ohm ganz gute Erfahrungen gemacht. Und der Widerstand muss auch
keinesfalls 5Watt haben, der muss ja nur die Leistung im
Umschaltzeitpunkt abfangen.
Berechnung im Anhang, SGS Thomson AppNote: CONTROLLING VOLTAGE
TRANSIENTS IN FULL BRIDGE DRIVER APPLICATIONS by Thomas L. Hopkins
Falk Brunner schrieb:> Naja, so richtig ist mir ehrlich gesagt nicht ganz klar, wozu der> Snubber hier überhaupt gut sein soll.
Wenn ich's noch richtig in Erinnerung hab:
Recovery Time Dioden: 300ns
Rise/Fall Time L6203: 200ns
Der Snubber fängt im Umschaltpunkt die Spannungsspitze in der
Motorinduktivität solange ab, bis die Dioden den Strom übernehmen.
MaWin schrieb:> Es fliessen 320mArms in deinem Folienkondensator.
Das hast Du wie gerechnet?
Es fließen 1.6A Peak mit einer FWHM von etwa 300nsec. Bei einem
Pulsabstand von 27usec sind das grob überschlagen 0.8A x 0.3usec /
27usec = 9mA. Das sind jetzt keine RMS, sondern Mittelwert, aber
dazwischen ist kein Faktor 40.
Damit reicht auch für den Widerstand ein 250mW-Typ. R und C müssen aber
die 1.6A Peak abkönnen.
Btw: Das gilt für One-Phase-Chopping. Für Two-Phase-Chopping ist zu
beachten, dass die Motorspannung nicht zu/abgeschalten, sondern umgepolt
wird. Also höhere Spannungsfestigkeit des C, höhere Umladeströme in C
und R.
Hallo Timm Thaler,
jetzt bin ich etwas verwirrt. Muss der Snubber nun zwingend rein oder
nicht? Habe den L6203 schon ersetzt und wieder alles gereinigt und mit
Plastik 70 geschützt.
Nachtrag:
Ich hab jetzt 10nF (MKP - X2) drin und 22 Ohm. Damit probier ich das
jetzt mal. Der MKP sollte das ja aushalten mit der PWM. Plastikspray ist
wieder drauf und trocknet grade. Vorher natürlich kurze Funktionsprobe.
:-)
Morgen werde ich sehen ob der L6203 das auch gut findet.
Grüße
Rolle
Rolle schrieb:> Muss der Snubber nun zwingend rein oder> nicht? Habe den L6203 schon ersetzt
Schade, dass es kein 6202 ist, den könntest Du sockeln und müsstest Ihn
nicht immer auslöten...
Wem willst Du glauben, einem Mike (Gast), der dazu eine Zeile schreibt
oder dem Hersteller des Schaltkreises, der das in sein Datenblatt
schreibt und extra eine AN dazu macht?
Ich kann Dich insofern beruhigen: Ich hab schon zig 6202 und 6201SP
verbaut, immer mit Snubber. Allerdings Keramik-C. Bisher ist noch keiner
hochgegangen.
Du hast also entweder Pech gehabt, der C hatte einen Vorschaden oder MKS
ist wirklich nicht geeignet.
Rechne doch anhand der Formaln in der AN aus, wie weit Du mit dem R hoch
und mit dem C runtergehen kannst, und wähle entsprechende Bauteile aus.
Achso: Der Widerstand 10ohm war eine 5W-Version? Möglicherweise
gewickelt? Solltest Du möglichst induktivitätsarm auswählen.
Btw: War der Widerstand wirklich 10ohm? Wenn Du z.B. aus versehen 1ohm
verbaut hättest, wäre die Belastung am Kondensator erheblich höher.
Ich verwende in meiner HP-Step (Schrittmotorenstufe mit L6203) seit
Jahren einfache Metallfilmwiderstände (0,25W) und Kerkos. Die sind noch
nie abgebrannt. 15R/22nF sind da im Einsatz. Schaltplan siehe Doku:
http://www.mechapro.de/pdf/hpstep_doku_15b.pdf
Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
