Hi,
für eine PWM-Ansteuerung eines Motors (betrieben mit ca. 12V,
Ansteuerung mit µC) habe ich eine H-Brücke auf einer Lochrasterkarte
aufgebaut, mit zwei Halbbrückentreibern IR2184 und vier N-Mosfets
IRL3803.
Im Anhang findet ihr den Schaltplan dazu.
Das Problem ist aber, dass die Brückentreiber warm werden (je nachdem,
welchen ich in den Sockel setze, habe 6 davon), und mir die Mosfets
immer wieder abrauchen.
Folgende Messungen habe ich ohne eingesteckte Mosfets und ohne PWM
durchgeführt, daher etwas niedrigere Spannung der Treiber:
a) /SD wird vom µC auf 5V (4,95V) gezogen, Treiber 1 hat am Eingang
0,02V und Treiber 2 hat am Eingang 4,95V.
Dann liegt an LO von Treiber 1 0,2V an, an HO 10,52V.
Bei Treiber 2 hat LO 0V und HO 10,56V.
Das Signal von Treiber 1 ist falsch, oder? Dieser wird außerdem recht
warm.
b) /SD weiterhin auf 4,95V, Treiber 1 bei IN 4,95V, Treiber 2 bei IN
0,02V.
Treiber 1 hat das gleiche Ausgangssignal wie vorher, LO bei 0,2V und HO
bei 10,52V.
Treiber 2 hat bei LO 0,31V und bei HO wieder 10,56V.
Also ist hier das Signal von Treiber 2 falsch?
c) /SD liegt auf 0,05V (vom µC gegen Masse), die Eingänge beider Treiber
liegen auf 0,02V.
Treiber 1 hat wieder das gleiche Ausgangssignal, LO bei 0,2V und HO bei
10,52V.
Treiber 2 hat bei LO 0V und bei HO 10,56.
Hier muss doch das Signal von beiden Treibern falsch sein, oder?
Mit eingesteckten (nagelneuen) Mosfets und evtl. anderen eingesteckten
Treibern brennen jedenfalls öfters die Mosfets durch.
Ist meine Schaltung falsch, liegt die Ursache der Probleme in der
Dimensionierung der Leitungen (Schwingungen etc.), oder sind einfach die
Treiber defekt?
Vielen Dank schonmal,
electricsheep
push
Weiß vielleicht einer, warum die Brückentreiber so seltsame Signale von
sich geben?
Sind die Treiber einfach kaputt?
Danke schonmal,
electricsheep
Sind die Abblockkondi's wirklich nur 1nF? Scheint sehr klein.
Auch die 100nF für die Bootstrap könnten zu klein sein, hab aber auf die
Schnelle jetzt keine Werte parat.
Bei einem Motor musst Du auch immer auf die Versorgungsspannung
aufpassen. Sobald Du den Motor langsam abbremst, speist er seine Energie
zurück. Die Versorgungsspannung (12V) steigt an. Schnell hast Du
20,30,50V ..
Vielleicht überprüfst Du auch das mal.
Ansonsten sieht die Schaltung aus meiner Sicht gut aus. Bootstrap-Dioden
sind schnell.
Ja, wegen der Größe der Kondensatoren habe ich lange gesucht,
letztendlich hab ich die Werte in dem letzten Beitrag dieses Threads
übernommen:
www.mikrocontroller.net/topic/195196
Ob die Kondensatoren zu klein sind, weiß ich also nicht... ich schau mal
noch schnell nach der Kapazität der Mosfet-Gates.
[EDIT] Ist die Gatekapazität die Input Capacity? Also 5000pF bzw. 5nF?
Brauche ich zusätzliche Abblockkondensatoren?
@ qwertzuiop:
Ja, das stimmt, aber die Treiber werden auch ohne Mosfets warm, und die
Mosfets brennen auch ohne Motor durch. :-D
Ansonsten, danke für das Einschätzen der Schaltung!
Mach mal die abblockkondis auf 1uF oder mehr. 1nF ist zuwenig.
Vielleicht schaltet der Treiber daher die mosfets nicht ganz um, d.h.
beide leiten gleichzeitig.
Schau Dir mal DT97-3 und AN-978 (google) an. Vielleicht ist auch Dein
Layout daneben. Ausserdem ob statische Messungen hier funktionieren,
weiss ich nicht, müsstest das schon mit PWM und Oszi checken. Mehr lässt
sich aus der Ferne kaum sagen.
Ach ja,
mach mal ein Bild.
Und gib noch an wie die PWM Frequenz ist. Vielleicht ist der IR2184 auch
einfach zu schwach, die 4 fetten Teile zu treiben. 4x5000pF
Gatekapazität ist schon heftig. Dann müsste ein Nachbrenner wie in Fig
15 bzw 16 in AN-978 weiterhelfen.
Die Appnotes schau ich mir mal an...
Oszi hab ich leider keins, vielleicht komme ich am Montag an eines ran.
Von was soll ich ein Bild machen?
Die IRLB8748PBF Mosfets haben nur etwa 2000pF Gatekapazität, lohnt sich
das eher bzw. funktioniert das besser?
Lohnt es sich evtl. auch, von IR2184 zu IRS2109 (neuer) zu wechseln?
Welche PWM soll ich denn wählen? Aus µC-Frequenz und Prescaler habe ich
z.B. die Möglichkeiten 625Hz, 1kHz, 9kHz, 72kHz. Bisher hab ich einfach
1kHz genommen. Am Anfang hat das auch wunderbar funktioniert, bis die
ersten Mosfets durchgeraucht sind.
1kHz hört sich ok an. Wenn ich recht gelesen hab, treibt der IR2184 1,4
bzw. 1,8A und der IRS2109 nur max 250mA. Was genau benötigt wird, müsste
man rechnen.
Bild von Aufbau/Platine wg. Layout war gemeint.
Vielleicht meldet sich dann auch noch jemand mit mehr Kompetenz als ich.
Oh ja, danke für den Hinweis mit der Stromstärke!
Ok, dann nehme ich weiterhin diese Frequenz.
Größere Kondensatoren und neue Treiber + Mosfets sind auf dem Weg.
Gut, ein Foto stelle ich morgen hier rein, wegen besserem Licht.
Die Platine ist sowieso etwas chaotisch, da auf Lochrasterplatte...
Dann mal bis morgen. :)
Im Anhang wie versprochen die Fotos der Schaltung.
Von oben sieht man die Sockel für die beiden Halbbrückentreiber (mit C,
D und R) und die Buchsenleisten (ich weiß, etwas schief) für die
Mosfets.
Von unten sieht man je Treiber einen zweiten Kondensator und die (etwas
komplizierte) Verkabelung (von unten gesehen sind die Treiber links und
die Mosfets rechts).
Die roten Kabel nach links gehen zum µC, die vertikalen Kabel nach oben
und unten sind Vcc (links) und GND (rechts).
Vielleicht hat jemand eine Idee, warum die Treiber nicht so
funktionieren, wie sie sollten.
Grüße,
electricsheep
push
Kann sich vielleicht jemand die Fotos der Schaltung anschauen, und
prüfen, ob die Leitungen eine passende Länge haben etc., ob sich
Schwingungen bilden oder ob ich unsauber gelötet habe?
Vielen Dank,
electricsheep
Zu lange Leitungen, keine Abblock-Cs über der Brückenversorgung
(zumindest nicht in der Nähe zu finden), mind. 470µF, unten als C
gezeichnet.
Mach das Layout so, dass die beiden Treiber in unmittelbarer Nähe der
Fets sind, so kurze Leitungen wie möglich.
Gnd-Leitung viel dicker machen.
FET C FET
IC o o IC
FET FET
Und Fassungen für die Fets sind zwar verständlich, jedoch suboptimal.
Und eine Präzisionsfassung schadet auch nicht für die ICs, geben einfach
besseren Kontakt. Und parallel zum 1nF mindestens 100nF zusätzlich,
möglichst nahe am IC.
Welche Daten hat der Motor? Betriebsstrom, max. Anlaufstrom?
Suche mal nach H-Brücke, HIP4080, HIP4081, da habe ich schon einiges zum
Thema geschrieben.
Du brauchst unbedingt ein Oszi, am besten mit Stromzange (Current
Probe).
Ich hatte bei TC4420 Treibern das Problem, dass diese gerne bei 2,5MHz
geschwungen haben. Pulldown von 100k reichte da nicht aus, um dies zu
unterbinden.
Vielleicht doch mal mit dem Oszi das Ausgangssignal der Treiber
betrachten.
Mal ne Frage.
Es wird hier der IRL3803 benutzt. Davon habe ich auch noch einige
rumliegen.
Kann man diese auch mit HIP4080, HIP4081 oder HIP4082 verwenden? Ich
habe nichts in dieser Kombination gefunden **Kopf kratz**....
Die HIPxx schalten auch N-Kanal-Mosfets und liefern auch schon 1,25A,
die sollten also (theoretisch) funktionieren.
Vielleicht kann das noch jemand mit mehr Erfahrung bestätigen? :)
EDIT:
Heute bin ich sogar auch auf die HIP408x gestoßen, haben die Vorteile
gegenüber den IR2184?
Die HIP4080 (81, 82) sind full brigde Treiber. D.h. die können 4 FET's
treiben. Und vor allem haben die eine Charge pump mit drin, um die
HiSides auch auf Dauer-On setzen zu können.
der HIP4080 kann sogar 2.4 A. Das Prob ist eher die Eingangskapazität,
die beim IRL3803 5000p ist. Laut Datenblatt kann der HIP4080 (bei 1 MHZ)
aber nur 1000p. Ob er bei weniger Frequenz mehr kann, habe ich noch
nicht gefunden. Aber ich hoffe auch noch auf die Profis hier..
Electric S. schrieb:> Vielleicht hat jemand eine Idee, warum die Treiber nicht so> funktionieren, wie sie sollten.
Das muste schon selber herausfinden. Ich tippe mal dass die Treiber IC
alle put sind. Bei Abs max. Vss 25V lt. Datenblatt brauchts ja nur 13V
Generatorische Spannung vom Motor plus ein paar Transienten und Schon is
aus.
Netzteil kann in der Regel ja kein Strom versenken. (Bremswiderstand)
Bei den popeligen 12V reicht ja auch ein Motortreiber vom Typ L6305.
Keep Cool schrieb:> Ich tippe mal dass die Treiber IC> alle put sind.
Ja, das ist inzwischen auch meine Vermutung.
Bei einer auf einem Steckbrett aufgebauten Schaltung werden die "alten"
Treiber nur heiß, neue (gleiche IR2184) Treiber verhalten sich
vollkommen normal.
Keep Cool schrieb:> Bei Abs max. Vss 25V lt. Datenblatt brauchts ja nur 13V> Generatorische Spannung vom Motor plus ein paar Transienten und Schon is> aus.> Netzteil kann in der Regel ja kein Strom versenken. (Bremswiderstand)
D.h. soll ich eine Z-Diode von Vcc des Treibers nach GND schalten?
Reicht eine für alle oder eine Diode pro Treiber (6x)?
Ist ein Bremswiderstand nötig?
Die Spannungsquelle ist übrigens ein 11,1V bzw. bis zu 12,6V Lipo.
Keep Cool schrieb:> Bei den popeligen 12V reicht ja auch ein Motortreiber vom Typ L6305.
Welches Bauteil meinst du? Unter L6305 finde ich keinen Treiber.
"powerfreak" hat mir empfohlen, den Artikel "Treiber" im Wiki komplett
durchzuarbeiten. Das mache ich mal, und melde mich dann nochmal.
Woher kommen eigentliche Deine Signale? Bzw. genauer, wie erzeugst Du
die 5V dort und wo ist Dein digital ground? Hast Du es mit dem GND
Deiner Treiberstufe verbunden? Falls nicht, stehen Deine Signale sowieso
im Norwana ;)
SD mit pullup versehen, damit auch ohne uC die Schaltung ein definiertes
Aus hat.
Die 10 Ohm Widerstände ggf. auf 4R7 runtersetzen. Die Bootstrapkondis
eher etwas höher, ca. 220n - müsste man aber genauer nachrechnen.
Die Abblockkondis auf 100n.
Zwischen 12V und GND würde ich noch ein etwas größeren Elko reinsetzen.
Electric S. schrieb:>> Bei den popeligen 12V reicht ja auch ein Motortreiber vom Typ L6305.> Welches Bauteil meinst du? Unter L6305 finde ich keinen Treiber.
Sri das war z.B. L6203Electric S. schrieb:> Die Spannungsquelle ist übrigens ein 11,1V bzw. bis zu 12,6V Lipo.
Damit ist die Versorgung ja in der Lage Strom zu versenken falls keine
Diode oder so noch dran ist.
Keep Cool schrieb:> Electric S. schrieb:>>> Bei den popeligen 12V reicht ja auch ein Motortreiber vom Typ L6305.>> Welches Bauteil meinst du? Unter L6305 finde ich keinen Treiber.>> Sri das war z.B. L6203
Einen L298 habe ich als Zwischenlösung eingesetzt. Dieser wird aber
extrem warm und schränkt die Leistung des Motors ein bzw. hat einen zu
hohen Widerstand.
> Electric S. schrieb:>> Die Spannungsquelle ist übrigens ein 11,1V bzw. bis zu 12,6V Lipo.>> Damit ist die Versorgung ja in der Lage Strom zu versenken falls keine> Diode oder so noch dran ist.
Nein, es sind keine Dioden vor dem LiPo.
Heron schrieb:> Woher kommen eigentliche Deine Signale? Bzw. genauer, wie erzeugst Du> die 5V dort und wo ist Dein digital ground? Hast Du es mit dem GND> Deiner Treiberstufe verbunden? Falls nicht, stehen Deine Signale sowieso> im Norwana ;)
Die Signale kommen von einem Atmega, die 5V erzeugt ein UTC P3596.
Siehe erster Schaltplan im Anhang. Alle Bauteile hängen an der gleichen
Masse.
> SD mit pullup versehen, damit auch ohne uC die Schaltung ein definiertes> Aus hat.
Gut, das mache ich.
> Die 10 Ohm Widerstände ggf. auf 4R7 runtersetzen. Die Bootstrapkondis> eher etwas höher, ca. 220n - müsste man aber genauer nachrechnen.
Mit dem Artikel "Treiber" habe ich die Widerstände und Bootstrapkondis
berechnet; ich komme auf ca. 1 Ohm und ca. 1µF.
> Die Abblockkondis auf 100n.> Zwischen 12V und GND würde ich noch ein etwas größeren Elko reinsetzen.
Die Treiber liegen an den gleichen 12V, also 100n und Elkos parallel?
Wie groß soll ich die Elkos dimensionieren?
Kann ich den angehängten zweiten Schaltplan / Aufbau für eine H-Brücke
auf einer Lochrasterplatte verwenden? (mit G,D,S sind Gate,Drain,Source
der Mosfets gemeint. An den beiden Polen in der Mitte werden die Kabel
zum Motor angeschlossen.)
Vielen Dank schonmal,
electricsheep
Was für ein Motor hängt daran? Wie hoch ist der Anlaufstrom?
Motor und Treiber mit gleicher Versorgung und das bei maximal 12V wird
dir nur
Probleme machen. Der Treiber hat ne Unterspannungsabschaltung bei ca.
10V. Meinste dein Lipo liefert immer sicher 12V plus Abzüge von Regler
etc?
Ich denke da is schonmal ein Problem.
Nachdem ich meinen IR Treiber ne eigene Versorgung spendiert habe
lief bisher alles bei 12V bis ca. 80A Motorlast.
Der Treiber wird bei mir mit 15V versorgt.
Jackfritt schrieb:> Was für ein Motor hängt daran? Wie hoch ist der Anlaufstrom?
Der Motor ist ein Hsiang Neng HN-GH7.2-2414T mit einem 30:1 Getriebe.
Den Anlaufstrom werde ich noch messen.
> Motor und Treiber mit gleicher Versorgung und das bei maximal 12V wird> dir nur> Probleme machen. Der Treiber hat ne Unterspannungsabschaltung bei ca.> 10V. Meinste dein Lipo liefert immer sicher 12V plus Abzüge von Regler> etc?> Ich denke da is schonmal ein Problem.
Sicher bricht da die Spannung ein, das habe ich bisher nicht beachtet.
Brauche ich eine eigene Spannungsquelle (sprich extra Akku) für die
Treiber oder reichen eine Diode und große Elkos vor die Treiber?
Hi,
vielen Dank an Volker / powerfreak, er hat mir in den letzten Wochen
immer wieder weitergeholfen beim Aufbau der Schaltung.
Im Anhang liegt der Schaltplan zum Motortreiber, der nun endlich
einwandfrei funktioniert.
Die Ansteuerung erfolgt dabei über ein 1,2kHz PWM-Signal. Die Mosfets
und die Treiber bleiben kalt, die Motoren bleiben leicht warm, bringen
aber auch ordentlich Leistung.
Vielen Dank nochmal an alle. :)
electricsheep
Electric S. schrieb:> Im Anhang liegt der Schaltplan zum Motortreiber, der nun endlich> einwandfrei funktioniert.
Gratulation!!! Und danke für die Rückmeldung. Wenn ich das betrachte
dann fällt mir auf dass alles doppelt ist also 8 MOSFETS statt
ursprünglich nur 4.
Vieleicht waren die mit dem Anlaufstrom doch überlastet.
Eine Strombegrenzung ist ja nicht vorhanden. Ein Bremschopper ist
wahrscheinlich nicht notwendig. Ich würde aber zur Sicherheit eine 15V
Z-Diode nach dem 10 Ohm Wiederstand zu GND schalten.
Falls ein Speicheroszi. vorhanden ist mal die Versorgungs-spannung und
Strom beim Beschleunigen und Abbremsen beobachten.
Für alle Motor-Teiber-Bastler hier noch ein Schaltplan den ich in Netz
gefunden habe.
http://www.embeddedtronics.com/public/Electronics/uhuservo/schematics/uhuservo_schematic.pdf
Hallo Leute!
Hab mich grade angemeldet. Einzig und allein weil ich ein ähnliches
Problem habe. Benutze demnächst ebenfalls den IR2184 für 2 x 24V / 350W
DC Motoren.
Bsher alles durchgeflogen und verbrannt was ging!
Wofür ist in der letzten Schaltung der 10 Ohm Widerstand und die
Z-Dioden?
Schaltplan.png
(130 KB)
