Hallo! Nach mehrjährigem lesen, und finden der Lösung für fast jeder meiner Probleme hier im Forum, muss ich nun doch mal aktiv werden: Ich habe vor über einen eine integrierte H Brücke (L6203) Einen DC Motor in Drehtrichtung sowie Geschwindikeit zu steuern. Hier ein paar Daten: Motor: 24V / 1A Motor Induktivität : 1,7mH Ohmscher Widerstand: 2,7 Ohm PWM mit 2,5 Khz liegt am Enable Eingang des L6203 an. Das Signal direkt am Motor sieht aus wie auf angehängtem Foto. Der Puls der PWM auf dem Foto beträgt 80µS. Nun das Problem: beim abschalten des Pulses gibt die Motorinduktivität einen gleichlangen 24V (=Ub) hohen Puls in Rückwärtsrichtung ab und schwingt dann aus. Auf dem Schaltplan eingezeichneter Snubber hilft leider so gut wie gar nicht. Eine freilaufdiode führt zwar zum richtigen Ergebnis, allerdings müsste die dann bei Drehrichtungswechsel abgeschaltet werden. Vielleicht hab ich aber auch ne Denkblockade und die Lösung ist offensichtlich ?! Also wie genau berrechent man einen passenden Snubber? Hoffe hier hatte schonmal einer das gleich problem und fand dafür ne Lösung! Danke schonmal für Eure Zeit und schöne Grüße ausm Münsterlände
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Sigfried Weber schrieb: > Vielleicht hab ich aber auch ne Denkblockade und die Lösung ist > offensichtlich ?! Ja. Die PWM wird nicht auf Enable gegeben, sondern auf IN1 bzw IN2, je nach Drehrichtung. Dadurch wird die induktive Last - der Motor - mit einer Seite auf ein festes Potential gezogen, mit der anderen Seite abwechselnd an Stromversorgung / an das gleiche Potential wie die erste Seite gelegt. Enable dient dazu, den Motor komplett stromlos zu schalten (Freilaufbetrieb). "Schnupper"- Beschaltung sollte überflüssig sein. Bernhard
@ Sigfried Weber (surfer0815) >Motor: 24V / 1A >Motor Induktivität : 1,7mH >Ohmscher Widerstand: 2,7 Ohm Nix wildes also. >PWM mit 2,5 Khz liegt am Enable Eingang des L6203 an. Kann man machen. >Nun das Problem: beim abschalten des Pulses gibt die Motorinduktivität >einen gleichlangen 24V (=Ub) hohen Puls in Rückwärtsrichtung ab und >schwingt dann aus. Ist normal. >Auf dem Schaltplan eingezeichneter Snubber hilft leider so gut wie gar >nicht. Warum auch, der begrenzt nur sehr kurz (Mikrosekundenbereich) die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit (langes Wort ;-) >Eine freilaufdiode führt zwar zum richtigen Ergebnis, allerdings müsste >die dann bei Drehrichtungswechsel abgeschaltet werden. Ist im L6203 schon drin, sogar vier mal. >Also wie genau berrechent man einen passenden Snubber? Siehe Snubber. Ist aber nicht wirklich der Punkt hier. PWM am Enable geht, hat aber gewisse Nachteile. Man kann damit nicht bremsen. Ausserdem scheint deine PWM-Frequenz für den Motor zu niedrig zu sein, denn sonst würde er nicht so ausschwingen. Probier mal eher 5-10 kHz. MfG Falk
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Vielen Dank für die Antworten. Habe nun die PWM auf IN1 bzw IN2 gelegt, und das Schwingen ist weg. Signal am Motor sieht nun aus wie auf dem Foto. Leider wird der L6203 jetzt richtig heiß, bei Puls Pausen Verhältnis wie auf dem Bild komme ich auf 68 °C. Ob die PWM Frequenz 2,5 Khz, 5 Khz oder 10 khz beträgt, ändert nciht viel an der Temp. Das Ding erwärmt sich leider zu stark bei 2,5khz sinds immerhin noch 58 °C. Die Flanken sollten doch steil genug sein, richtig?! Möchte keine Kühlkörper verwenden, da die Schaltung so klein wie möglich sein soll. Erwärmen sich die Dioden im L6203 wirklich so stark? Der RDS On beim L6203 beträgt 0,3 Ohm. Wenn ich die Endstufe voll durchsteuere (kein PWM mehr sondern 5 V Gleichspannung), dann sinkt die Temp auf 38 °C (24V 0,5A) Gäbe es noch Vorschläge wie die Temp im pwm zu senken wäre?
@ Sigfried Weber (surfer0815) >Leider wird der L6203 jetzt richtig heiß, bei Puls Pausen Verhältnis wie >auf dem Bild komme ich auf 68 °C. Naja, RICHTIG heiß ist was anderes. Der IC verträgt bis zu 130°C oder so. >Die Flanken sollten doch steil genug sein, richtig?! Ja. >Erwärmen sich die Dioden im L6203 wirklich so stark? Nicht wenn die PWM auf IN1/2 liegt, dann leiten die Dioden nur für Bruchteile einer Mikrosekunde. >Wenn ich die Endstufe voll durchsteuere (kein PWM mehr sondern 5 V >Gleichspannung), dann sinkt die Temp auf 38 °C (24V 0,5A) Klingt danach, als ob im Motor eine PWM-untaugliche Enstörung drin ist. Was für ein Motor ist das? Datenblatt? Und was ich vermisse ist ein größerer Elko nah am L6203, sagen wir 1000uF. MFG Falk
Hi Falk! Danke für Deine Zeit! Der Verwendete Motor ist dieser: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/191821-da-01-de-PLANETENGETRIEBEMOTOR_DSMP420_24_061_BFE.pdf Es ist die 24 V ausführung mit 61er Getriebe und Encoder. Die 1000µ sind zwar im Schaltplan nicht eingezeichent, aber liegen 2cm vom L6203 entfernt. Das pwm Signal liegt an IN1. IN2 ist low und Enable ist high. Im Motor selbst (Auf der Encoderplatine) gab es 2x einen 4,7n KOndesator, diesen habe ich bereits von Beginn an entfernt. Mfg
@ Sigfried Weber (surfer0815) >Im Motor selbst (Auf der Encoderplatine) gab es 2x einen 4,7n >KOndesator, diesen habe ich bereits von Beginn an entfernt. OK, hast du auch mal deinen Snubber entfernt? Der ist nämlich auch nicht unbedingt nötig, und ggf. kontraproduktiv. MFG Falk
Ob mit oder ohne Snubber, das ändert nichts, auch nicht an der Temp.
Na, so viele Freiheitsgrade hast Du nicht, da die MOSFETs und die Treiberschaltung komplett verbaut sind. Ohne Kühlkörpermontage hat der Chip einen Rth von etwa 35 K/W, bei 40°C Temperaturerhöhung sind das etwa 1W Verluste. Die Leitverluste bei 1A Ausgangsstrom sind schnell auf etwa 0.3W abgeschätzt. Der Chip arbeitet mit synchroner Gleichrichtung, dadurch treten in den Dioden nur Reverse Recovery Verluste und für die Dauer der Totzeit kleine Vorwärtsverluste auf. Mit steigender Schaltfrequenz werden die Verluste munter weiter steigen. Interessant ist in dem Zusammenhang die Induktivität des Motors und damit der sich ergebende Stromripple (kannst mal am Shuntwiderstand messen). Ist der Stromripple zu groß, dann sind die Durchlass- und Schaltverluste ebenfalls höher. Vielleicht hilft einer Erhöhung der Induktivität. Alternativ muss wohl ein anderer Leistungstreiber her. Habe gute Erfahrungen mit dem DRV8811PWP von TI gemacht. Der hat zwar einen schlechteren Rds,on, dafür ist er im TSSOP Gehäuse sehr klein, kann auf einer zweilagigen Leiterkarte gut an eine große Massefläche angebunden werden. Ein Hinweis auf höhere Verluste kann die Angabe der maximalen Schaltfrequenz sein (L6203: 100kHz, DRV8811: 500kHz). Ohne eine Reduktion der Verluste oder eine Optimierung der thermische Anbindung wird es wohl nicht gehen.
Erste Betriebsart: enable chopping, fast decay mit hohem Stromripple
(und bei geringem PWM unterbrochenem (discontinous) Stromverlauf), wenn
nicht aktiv Strom hineingepumpt wird, fließt die in L gespeicherte
Energie in die Versorgung zurück).
Zweite Betriebsart: slow decay (wenn nicht aktiv, wird der Motor
kurzgeschlossen, die Energie bleibt im Motor)
Was ein bisschen Besserung bringen könnte:
- kleine Schottkys mit geringer Recovery parallel zu den internen
Dioden.
- geringere PWM-Frequenz (stört es, wenn der Motor summt?)
- Snubber verkleinern / weglassen
- C (1000µF) lowESR / oder einen 100nF parallel
- kurze dicke Leitungsführung
- verdrillte Leitung zum Motor --> gutes EMI-Verhalten
Ist der Rsense ein induktivitätsarmer Typ?
> Vielleicht hilft einer Erhöhung der Induktivität.
Eine Speicherspule in Reihe zum Motor verrringert den Stromripple und
damit die Eisenverluste im Motor. In der Nähe des ICs angebracht
verrringert sie zusätzlich EMIs.
>> Vielleicht hilft einer Erhöhung der Induktivität. >Eine Speicherspule in Reihe zum Motor verrringert den Stromripple und >damit die Eisenverluste im Motor. In der Nähe des ICs angebracht >verrringert sie zusätzlich EMIs. Die Motorverluste waren hier nicht das Problem. Wenn der magnetische Kern des Motors in die Sättigung geht, dann sinkt schlagartig die Induktivität und der Stromripple steigt dramtisch an => hohe Verluste in der H-Brücke.
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