Hallo,
ich wollte einen Regler für einen BLDS selber bauen, einfach weil es
spaß macht. Das habe ich um den TI BLDC-Treiber DRV8350 getan und der
Motor läuft soweit auch. Nur bei höheren Lasten klingt es etwas schwach.
Also habe ich mal mit einem Oszi eines Freundes die Spulenspannungen
angesehen. Zunächst sieht beides, Original und Nachbau gleich aus,
Trapezansteuerung, Frequent beim Nachbau ist 20 kHz, denke das Original
ist gleich. Aber bei Last ist klar zu sehen, dass beim Nachbau die
Spannungskurve stark abfällt, beim Original bei weitem nicht.
Ist es dann doch eine viel höhere Frequenz als 20 kHz? (Ic habe auch
bereits mit 40 kHz probiert, das Verhalten ist jedoch gleich).
Könnte es an den MOSFEt liegen, dass diese nicht schnell genug sperren?
Wäre schön Hinweise zu bekommen um es einfach weiter zu verbessern.
Danke bereits im Vorfeld.
Wenn ich mir selbst die Oszi-Bilder so ansehe, scheint es als würden die
MOSFET nicht mehr richtig durchschalten? Diese sind vom Typen
CSD18511KTT und werden bis 160 Ampere Spitzenstrom belastet. Das
Verhalten zeigt sich mit zunehmendem Strom mehr. Geschalten werden die
MOSFET mit 50mA vom DRV8350.
Ist richtig, wird der Strom zu hoch gewählt tötet es den DRV. Man soll
sich in Grenzen von Anstiegseiten zwischen 150 - 300 ns bewegen. Bei dem
Eingesetzten MOSFET entspricht es 50mA oder 100mA.
Wenn ich mir die Spannungsverläufe weiter ansehe, dann sieht es ja so
aus als würde die Spannung welche aus dem Akku kommt eher richtung 12V
einbrechen, zumindest werden die nur noch geschalten? Beim original wird
aber der gleiche Akku zum Test verwendet.
Warum dann der schlagartige Anstieg wieder auf die ca. 18V bzw. die
schalgartgie erholung? Kann das mit Temperaturproblemen oder zu viel
Strom zusammen hängen?
Habe das Datenblatt noch einmal geprüft. der Bootstrap Kondensator wird
mit 47nF direkt vorgeben. Sollte also stimmen. Ich könnte nun den
Schaltstrom für die MOSFET erhöhen (bei zu hohem Wert tötet man jedoch
den DRV) oder die Schaltfrequenz verringern, derzeit bin ich bei 20kHz.
Peter schrieb:> Wie könnte ich beides nachprüfen?
Wenn DU mein Einwand meinst, Miss doch mal die Versorungsspannung direkt
über den FETs.
Also das Oszi-GND direkt am Source des/eines unteren Transistors und das
Oszi-Signal direkt am Drain des/eines oberen Transistors.
Das sollte ja eine stabile Gleichspannung sein.
Anbei der Schaltplan vom Leistungsteil. Der Anschluss des Akkus zu den
Mosfets is so kurz wie möglich und direkt. Die Motorkabel von er Platine
zum Motor sind ca. 10 cm.
Aus meiner SIcht geht es um C14,17,18.
Diese sollten so nahe wie möglich sein.
Also die Fläche, die durch folgenden Stromkreis gebildet wird, sollte
möglichst klein sein
T1:2 nach C14:+ nach C14:- nach T2:3
(für die anderen zwei Brückenteile identisch).
Weiterhin finde ich die 3x1µ zu klein.
>160 Ampere Spitzenstrom belastet
Hm. Eine Batterie ist sehr träge, besonders wenn sie noch hinter langen
Kabeln hängt.
nach i/c = du/dt ergibt sich mit i=160A, C=3µ ein Spannungsfall von
53V/µs, bis der träge Akku das nachliefert. 20kHz sind 50µs
Periodendauer. Es ist also davon auszugehen, das die Versorgungsspannung
der Brücke (direkt über den FETs) beim Einschalten zusammenbricht.
Ich würde zusätzlich parallel zu diesen Kondensatoren noch paar grosse
parallel anschliessen.
Matthias L. schrieb:> Ich würde zusätzlich parallel zu diesen Kondensatoren noch paar grosse> parallel anschliessen.
Du meinst parallel zu C14, C17 und C18? Was wäre da für eine Größe als
erstes zu Empfehlen?
Die Kondensatoren befindet sich direkt an den oberen MOSFET und gehen
mit VIAS an GND, nicht an Source der unteren MOSFET.
>Du meinst parallel zu C14, C17 und C18?
Ja. Zeig mal besagtes Oszibild und vergleiche das doch mal mit zb 3x100µ
parallel. Damit würden aus den 53V/µs ja schonmal nur 0,5V/µs
>MOSFET und gehen mit VIAS an GND,
Ok. Gibt es einen Masselayer?
>nicht an Source der unteren MOSFET.
Und wie sind die Sources an GND angeschlossen?
Mach doch mal ein Foto vom Aufbau.
Werde das morgen mal probieren. Also 330 uF direkt über jede Brücke oder
nur einmal?
Es gibt ein GND Layer, an diesem hängen die Kondensatoren C14, C17 und
C18.
Peter schrieb:> Also 330 uF direkt über jede Brücke oder> nur einmal?
Am besten über jeden Brückenteil einen. Direkt an die + und -Verbindung
der FETs löten.
Sieh Dir mal Figure 4.x an:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/atmel-1619-emc-design-considerations_applicationnote_avr040.pdf
Der µC im Bild ist ein Zweig Deiner Brücke, schnellschaltend.
>Es gibt ein GND Layer, an diesem hängen die Kondensatoren C14, C17 und>C18.
Besser wäre es, wenn die Leiterbahnen diesen Weg gehen würden:
UB_via -> Pin_Kondensator -> Drain_UpperFET
GND_via -> Pin_Kondensator -> Source_LowerFET
Somit muss der Versorgungsstrom (vom AKku) quasi am Kondensator
"vorber".
Und die 160A Impulse können zwischen der Brücke und den Kondensatoren
"kreisen".
Anbei ein Bild vom Aufbau. Ich hab mal versucht die Lagen + und - zu
skizzieren. So haben die Kondensatoren sicherlich wenig Wirkung?
Werde nun jeweils über jede Halbbrücke einen Löten.
Habe nun über den ersten High und Low MOSFET 1000uF gelötet, also nur
einen nicht über alle drei.
Das Ergebnis bleibt exakt gleich, nicht mal minimal besser.
ALso wenn ich Deine Bilder von eben mit dem Nachbau.jgp des
Ausgangsaposts vergleiche, bin ich der Meinung, sehen die Gatesignale
schonmal drastisch besser aus.
Nachbau.jpg ist die Spannung direkt am Motor, die letzen sind die VGS
Signale. Beides wieder ohne Kondensator über den MOSFET Drain - Source,
da es keine Änderung brachte!
Argh. Kannst Du nicht mal direkt sagen, was wo zur Messung angeschlossen
ist?
Um die Gatesignale zu beurteilen muss auch immer gegen S gemessen
werden. Bei den HiFets muss dann entweder das Oszi an deren Source, was
wegen dem Float eher schwer ist. Oder man Misst HiFet_S gegen GND und
HiFet_G gegen GND und lässt das Oszi die Differenz rechnen.
Habe nun am Eingang der Spannungsversorgung, also da wo der Akku
Angeschlossen wird, 1000 uF angeschlossen. Das verändert das ganze aber
nur sehr minimal. Ein vergleichbares GErät mit gleichem Motor hat das
nicht!
Die Akkukabel sind von den Motorkabeln getrennt verlegt.
Wenn ich mir Highside_1ms und Lowside_1ms ansehe und vergleich, sieht
das Lowside gut aus. Das Highside gefällt mir nicht richtig. WIeso sind
da so viele Nadeln drin?
>DRV8350
Kannst Du mal zweikanalig folgendes aufnehmen:
Wenn beide Kanäle voll galvanisch getrennt sind dann:
CH1: HI_Fet_Gate nach HI_Fet_Source
CH2: VCP(Pin7) nach VM. Hier erwarte ich eine stabile Gleichspannung
von ca. 10V
Die Highside wird ja mit PWM geschalten, daher die Nadelb, Low-Side wird
nur durchgeschalten ohne PWM. Lowside sehe ich auf den Bildern auch mehr
Nadeln als Highside, könnte aber ein einfache Störung durch den Motor
sein?
> vielleicht 1000 uF viel zu groß um etwas zu puffern
Die Frage immer eher, wie sind sie angeschlossen, also geroutet. SInd
sie HF-wirksam? Siehe meine Links weiter oben. So gesehen sind mehrere
kleinere Cs immer besser.
> Die Highside wird ja mit PWM geschalten, daher die Nadelb,
Naja, die PWM müsste dann aber wie eine schmalere Version der LOWside
Ansteuerung aussehen. Also sauberes Rechteck bin auf
FET_Source-Potential.
< Low-Side wird
> nur durchgeschalten ohne PWM. Lowside sehe ich auf den Bildern auch mehr> Nadeln als Highside, könnte aber ein einfache Störung durch den Motor> sein?
Ja. Die Nadeln auf Lowside_1ms sind erstmal vertretbar.
Habe den Kondensator nur angelötete aber die Lagen gegen durch alle vier
Lagen. Somit kann es schon sein dass es ungünstig ist. Löte ihn mal
zwischen Akku und Platine, dann muss die Spannung da durch.
Hätte ich die Zeit verkleinert würde man die PWM am Highside MOSFET
sehen.
Was wäre ein geeignet Kondensator? Habe einen aus der Ramschkiste
genommen. Am gekauften Controller mit sauberer Spannung sind 820 und
verbaut.
Nachbau.jpg
(240 KB)
Original.jpg
(240 KB)
