Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arge Probleme mit BLDC Steuerung


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von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Hallo!

Seit einiger Zeit bastel ich an einer BLDC Steuerung. Schaltplan im 
Anhang. Ein kleiner Test Motor hat auch schon gedreht. Nur musste ich 
feststellen, das mir regelmäßig die Mosfets kaputt gehen. Mit dem Attiny 
261 kann man recht leicht einen aktiven Freilauf programmieren, er 
unterstützt es in Hardware. Er hat einen Death-time Zähler, 4 bit mit 
eigenem Prescaler. Zuerst habe ich diese Werte für diesen Zähler 
mithilfe der Datenblätter der Mosfets errechnet, habe allerdings 
großzügig gerechnet.

Als mir dann die Mosfets zu oft kaputt gingen, habe ich begonnen, ohne 
Motor und auch völlig ohne eine Last den Fehler zu suchen. Die Mosfets 
werden selbst mit maximaler Death-Time und ohne Last etwas warm, je 
länger ich das ganze betreibe, umso wärmer werden sie. Heißt für mich, 
hier gibts immer einen Kurzschluss, also ist der eine Mosfet noch nicht 
richtig gesperrt während der andere schon öffnet. Nach einer Weile gehen 
die Mosfets dann eben kaputt, ist verständlich. Nur verstehe ich nicht, 
wieso anscheinend die Mosfets nicht schnell genug sperren. Laut 
Datenblatt hat der N-Mosfet IRLR7843 eine Turn-Off-Delay_Time von 34ns + 
und eine Fall Time von 19ns. macht zusammen 53ns. Der P-Mosfet 
IPD042P03L3G hat eine Turn-Off-Delay_Time von max. 134ns + Fall Time von 
max. 33ns. Macht zusammen 167ns.

Wenn ich den Death-Time Zähler auf max stelle, habe ich 16MHz/Prescaler 
8 = 2MHz. 4-Bit sind max 16, also 2MHz/16= 125KHz. 1/125KHz = 8ms.

Diese 8ms reichen anscheinend nicht, die Mosfets zu sperren. Das gleicht 
sich aber ganz und gar nicht mit den Datenblatt Angaben. Ich habe mein 
kleines USB Oszi mal an beide Gates gehangen und da kann ich die 
Death-Time wunderbar sehen, also der Attiny macht genau das, was er 
soll. Leider kann ich euch das Oszi-bild nicht zeigen, da die Mosfets 
mal wieder kaputt sind und ich heute echt keine Lust mehr habe, diese 
nochmal zu tauschen. Ich reiche es aber, wenn gewünscht, gern nach.


Irgendwie habe ich langsam das Gefühl, als wenn ein Fehler in meinem 
Schaltplan liegt. Der Gate-Widerstand des N-Mosfets mit 100 Ohm habe ich 
einfach für den maximalen Strom, den ein Pin liefern kann ausgewählt. 
Habe ich auch schon so bei anderen Halbbrücken gesehen, scheint also 
woanders auch so zu funktionieren. Bei der Ansteuerung des P-Mosfets 
lassen manche den ersten Basis-Widerstand gleich nach dem Pin weg. 
Könnte das so ein Problem sein, da 1kOhm als Basiswiderstand zu haben? 
Ein Phänomen habe ich gefunden, ich weis aber nicht, ob es vielleicht ok 
ist. Wenn ich nur den P-Mosfet mit der PWM betreibe, bleibt die Source 
immer auf der VCC. Da ich ja durch die BEMF aber zwei Widerstände in 
Reihe zur Masse habe, dachte ich mir, müsste die Spannug an Source doch 
eigentlich nahezu Ground-Potenzial haben, wenn der P-Mosfet sperrt. Dies 
ist aber nicht so. 0V messe ich allerdings an Source, wenn ich den 
P-Mosfet gar nicht ansteuer, also sperrt er schon irgendwie.

Vielleicht sind auch die BC817 ein Problem, aber diese können einen 
"großen" Strom schalten und es wird eine maximale Schaltfrequenz von 
100MHz angegeben, also bin ich mit meinem Attiny noch weit drunter.

Der Timer 1, der für die ganze PWM zuständig ist bekommt den Systemtakt 
als Quelle(16MHz) und ich habe jetzt auch einen Prescaler von 8 
eingestellt. Ich betreibe den Timer im 8-Bit Modus. Also ansich auch 
nicht zu schnell für die ganzen Bauteile.

Also nochmal zusammengefasst:

Ist der Basiswiderstand zwischen Pin und Basis des Transistors ok?

Ist der fehlende Spannungseinbruch beim P-Mosfet im PWM-Betrieb ok?

Gibt es vielleicht noch irgendwo einen Fehler, den ich einfach nicht 
sehe?

Vielen Dank für eure Hilfe schonmal im Voraus.


MfG Dennis

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Hier mal noch die Links du den Datenblättern der Mosfets, falls diese 
jemand sehen möchte:

IRLR7843:

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlr7843.pdf

IPD042P03L3G

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/399678/INFINEON/IPD042P03L3G.html

MfG Dennis

von Qwerty (Gast)


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1. Die Gate-Kapazitäten (~4000-12000 pF) der verwendeten FETs sind viel 
zu hoch, um sie direkt mit dem Mikrocontroller (20-40mA/Pin) oder 
kleinen Transistoren (BC817) anzusteuern. Das führt dazu, dass sie 
langsam, d. h. im Linearbetrieb, angesteuert werden u. dementsprechend 
heiß werden. Ich würde einmal den Rest der Soft- u. Hardware mit viel 
kleineren LL-FETs testen. Den Gate-Widerstand für den N-Channel FET kann 
man 0-100 Ohm wählen. Für große FETs später dann einen Treiberbaustein 
verwenden.

2. Funktioniert das Timing in der Software tatsächlich? D. h. werden 
high u. low side wirklich niemals gleichzeitig angesteuert? Eine 
"normale" Totzeit liegt im Bereich von µs.

3. Die high-side Ansteuerung ohne z.B. T1 u. D1 realisieren. Statt D1 
dann einen 100 Ohm Widerstand einsetzen.

Diverse Schaltpläne gibt es z.B. auch hier:
http://home.versanet.de/~b-konze/

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Hallo!

Qwerty schrieb:
> Die Gate-Kapazitäten (~4000-12000 pF) der verwendeten FETs sind viel
> zu hoch, um sie direkt mit dem Mikrocontroller

Okay, das würde den N-Mosfet betreffen, das könnte sein, das dieser 
Umstand etwas schwierig wird.

Qwerty schrieb:
> oder kleinen Transistoren (BC817)

Das wäre dann der P-Mosfet. Der Strom, der zum umladen der 
Gate-Kapazität benötigt wird, errechnet sich doch soweit ich weis aus: 
I=dQ/dT, wären in meinem Falle 12,4nF/134ns=89mA. Dieser Strom fließt 
bei jedem umladen. Der BC817 lässt schon bei einem Basisstrom von 1,6mA 
einen Kolletorstrom von 200mA durch. Von der Seite her denke ich nicht, 
das es an den Transistoren liegt. Zumal auf der Seite von B.Konze auch 
diese Transistoren verwendet werden, wie ich gerade gesehen habe, auch 
für mehrere Fet's parallel.

Qwerty schrieb:
> 2. Funktioniert das Timing in der Software tatsächlich? D. h. werden
> high u. low side wirklich niemals gleichzeitig angesteuert? Eine
> "normale" Totzeit liegt im Bereich von µs.

Ja, das passt, ich werde dann gleich nochmal die kaputten Fet's 
rauslöten, da kann ich das Oszi nochmal anschliessen und ein Bild hier 
einstellen. Das eine übliche Totzeit natürlich keine 8ms ist, ist mir 
schon klar, das war auch einfach mal eine Testeinstellung, um zu 
schauen, ob das Problem dann behoben ist, was es anscheinend nicht ist, 
sonst würden die Fet's nicht warm werden.

Qwerty schrieb:
> 3. Die high-side Ansteuerung ohne z.B. T1 u. D1 realisieren. Statt D1
> dann einen 100 Ohm Widerstand einsetzen.

Die Schaltung habe ich genommen, weil überall gesagt wird, sie wäre 
schnell. Und da mir sowas wie EMV egal ist, wollte ich schnell. Ganz 
nach dem Motto, ein Fet, der schnell sperrt, sollte nicht warm werden..


Vielen Dank für deine Antwort


MfG Dennis

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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So, ich habe mal ein paar Bilder gemacht. Ich habe leider nur ein 
2-Kanal Oszi, deswegen kann ich nicht alles in ein Bild fassen.

Death-Time.png:

Blau ist direkt am Gate des N-Mosfet gemessen
Rot ist direkt am Gate des P-Mosfet gemessen

Die Death-Time ist gut zu sehen, wenn man meinem recht einfachem Oszi 
Glauben schenkt beträgt sie etwa 5µs. Wundert mich jetzt etwas, da es 
mit meiner Rechnung ganz und gar nicht übereinstimmt, da muss ich 
nochmal das Datenblatt studieren. Trotzdem sollte es eigentlich 
funktionieren.



Highside u Ausgang.png:

Blau ist der Ausgang der Halbbrücke
Rot ist direkt am Gate des P-Mosfet gemessen

Hier sieht man, dass der P-Mosfet offensichtlich nicht schnell genug 
sperrt, erst wenn der Lowside Fet durchschaltet, sinkt die 
Ausgangsspannung auf  nahezu 0V.



nur Highside.png:

Blau ist der Ausgang der Halbbrücke
Rot ist direkt am Gate des P-Mosfet gemessen

Jetzt bekommt nur die Highside die PWM. Lowside ist dauerhaft gesperrt. 
Diesmal eine deutlich kleinere PWM-Frequenz gewählt. Jetzt sieht man, 
das zwischen umschalten des Gates und wirklich 0V am Ausgang etwa 1ms 
liegt. Finde ich ehrlich gesagt sehr lang. Erklärt aber, warum die ganze 
Sache warm wird, sobald ich High und Lowside im Wechsel schalten will.


Warum könnte der Highside Fet so langsam erst abschalten, wo doch das 
Gate wirklich schnell umgeladen wird?


Ich hab langsam keine Idee mehr, was noch faul sein könnte.


MfG Dennis

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Dennis H. schrieb:
> Ich hab langsam keine Idee mehr, was noch faul sein könnte.

Eigentlich ist schon alle gesagt: Der winzige Strom aus einem MC Pin ist 
einfach nicht geeignet, das Gate umzuladen, schon gar nicht, wenn da 
noch ein 100R Gatewiderstand mit drin ist. Du brauchst also einen 
Treiber, der mindestens 100mA liefern kann und dann kannst du auch die 
Gatewiderstände auf Werte um die 10R-33R senken, die du zum schnellen 
Umladen brauchst.

Mit der jetzigen Schaltung hast du nur dann eine Chance, wenn du die PWM 
Frequenz massiv niedriger machst.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Matthias Sch. schrieb:
> Du brauchst also einen
> Treiber, der mindestens 100mA liefern kann und dann kannst du auch die
> Gatewiderstände auf Werte um die 10R-33R senken, die du zum schnellen
> Umladen brauchst.

Das habe ich ja soweit verstanden, aber eigentlich macht zumindest nach 
meinen Messungen genau der andere Fet Probleme, der seine 
Treiber-Schaltung hat. Aber ich könnte ja einfach Testweise mal nen 
Transistor als Treiber für den Lowside Fet dazwischen basteln, das ich 
VCC auf das Gate schalte. Die 15V sollte der Fet aushalten, schau ich 
morgen nochmal ins Datenblatt.

Jedoch würde das nicht erklären, warum der Highside Fet einfach nicht 
abschaltet, obwohl das Gate schon lange umgeladen ist. Ich probier das 
die Tage einfach mal mit dem zusätzlichen Treiber-Transistor am Lowside 
Fet aus und werde dann berichten, ob es was gebracht hat, oder obs immer 
noch Mist ist.


Vielen Dank erstmal bis hier her für eure Antworten.


MfG Dennis

von Anon Y. (anonymous)


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Wenn du den Ri und die absolute maximum ratings eines portpins 
einberechnest, kommst du auf ca. 60Ω für die lowside. Trotzdem wird das 
noch zu langsam sein.

Bei der highside kommst du um größere Umbauten oder andere FETs nicht 
herum.

Setz die PWM-Frequenz mal weit herunter. Angenommen du hast du das 
8fache deiner Drehfrequenz, dann würdest du immer noch eine halbwegs 
saubere Leistungsmodulation hinbekommen.

Ein analoges Oszi hilft sehr. Vom Aufbau hast du nichts erzählt. Gerade 
die highside kann sehr schön schwingen. Shoot-through erkennst du, indem 
du mit dem oszi die Versorgungsspannung über einer Halbbrücke misst.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Mir ist bei deiner Ansteuerung nicht ganz klar, warum du nicht in 
Highside und Lowside die gleichen N-Kanal FETs benutzt. Immerhin hast du 
dann die gleichen Schaltzeiten und musst dich nicht noch mit den 
Unterschieden der Fets rumschlagen.
Dü müsstest lediglich den letzten BC817 durch einen PNP ersetzen und 
zwischen Kollektor des ersten BC817 und der Basis des PNP einen 1k-3k3 
Widerstand setzen.
High an der Basis des BC817 schaltet dann die Highside durch, evtl. also 
die Polarität umdrehen.

von Anon Y. (anonymous)


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@ Matthias

nFETs lassen sich leider nicht so einfach in der highside einsetzen. Du 
brauchst dafür VCC + ca. 5V. Angenommen, der mosfet wäre 
durchgeschaltet. Dann wäre Source auf Vcc. Und das Gatepotential muss 
ca. 5V gegenüber source sein. D.h. Gate muss auf Vcc + ca. 5V sein, 
damit der mosfet voll durchsteuert.
Wenn man das nicht macht, hat man eine schlechte Konstanstromquelle.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Der Aufbau sieht wie folgt aus, doppelseitige platine, auf der 
unterseite sind nur die 6  fets angeordnet. Die restliche Schaltung ist 
auf der oberseite der platine. Heute abend, wenn ich zuhause bin, poste 
ich nochmal mein layout. Wo es ging, habe ich smd Bauteile eingesetzt. 
Widerstände und kondensatoren in 0805, transistoren und dioden in sot23 
und die fets im D-Pack.

Das mit dem schwingen könnte sein, ich habe manchmal Störungen auf der 
vcc Seite gesehen, ich konnte nur nix damit anfangen. wie könnte ich so 
eine schwingung weg bekommen?
ein analoges  oszi kann ich leider nicht bieten, hab nur mein 
schätzeisen, sicher nix zum genauen messen, aber um mal einen 
spannungsverlauf anzusehen reicht es.

für die grauenvolle Rechtschreibung möchte ich mich entschuldigen, über 
mein altes Handy zu schreiben ist ein echter krampf.

mfg Dennis

von hmm (Gast)


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Wie soll durch die Kollektor-Emitterstrecke von T1 im statischen Fall 
ein Strom fließen? Dieser Strom ist aber nötig, damit er leitend wird 
und somit Q1 gesperrt wird.

Vielleicht steh ich auch grad auf dem Schlauch. Könnte mir das bitte 
jemand erklären?

von Qwerty (Gast)


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Das Problem liegt, wie man schon an den Oszilloskop-Bildern sieht, am 
P-Channel FET. Der verwendete P-Channel ist einfach schlecht geeignet 
für die Aufgabe. Im Datenblatt wird der FET als "load switch" o. 
"high-switch" bezeichnet mit hoher Gate-Kapazität (9290-12400pF) u. 
langsamen Schaltzeiten. Das Teil ist ein P-Channel Monster, geeignet um 
mit niedriger Frequenz irgend etwas zu schalten. Wie schon erwähnt kann 
man den höchstens mit niedriger Frequenz ansteuern, vielleicht 500Hz.

Eine Endstufe mit so hoher Leistung würde man außerdem niemals mit 
N/P-channel FETs konstruieren, sondern nur mit N-FETs und Ladungspumpe 
bzw. Treiberbaustein. Deshalb kleinere FETs verwenden oder N-FETs und 
Treiber. Das funktioniert an der high side nur, wenn am Gate des N-FETs 
eine entsprechende Spannung (mindestens Vgs) höher als an Source 
anliegt. Man benötigt also eine Ladungspumpe o. Hilfsspannung.

Den IRLR7843 kann man schon mit einem Port-Pin low side ansteuern, wird 
aber niemals auch nur annähernd so gut funktionieren wie mit einem 
Treiber.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Anon Ymous schrieb:
> nFETs lassen sich leider nicht so einfach in der highside einsetzen. Du
> brauchst dafür VCC + ca. 5V. Angenommen, der mosfet wäre
> durchgeschaltet. Dann wäre Source auf Vcc.

In der Theorie hast du natürlich recht, in der Praxis allerdings ist ja 
eine Last an der Source, die sie gegen Masse ziehen wird (wäre ja sonst 
sinnlos). Dadurch hast du dann wieder eine Gatespannung.
Allerdings hast du natürlich auch recht, das eine Ladungspumpe einen 
hier jeglicher Sorgen enthebt, auch ich setze H-Treiber gerne ein, um 
jeglichen Potentialfragen zuvorzukommen :-)
Ich habe hier einen winzigen Tiny25 9V/50Hz Generator mit 4 Stück 
IFRBC40 in der Endstufe, bei diesem Projekt habe ich mal auf die 
Gatetreiber verzichtet und ganz simpel mit 2 PNP Transistoren als 
Treiber gemurkst. Da geht das noch.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Qwerty schrieb:
> Der verwendete P-Channel ist einfach schlecht geeignet
> für die Aufgabe.

Nunja, das ich nicht zuviel Ahnung davon habe, werden alle schon 
mitbekommen haben und das weis ich auch. Deswegen habe ich nicht einfach 
aus dem Nichts angefangen, mir irgendwelche Mosfets zu suchen, sondern 
habe welche genommen, die andere auch nutzen. Beim sicher den meisten 
bekannten Mikrokopter Projekt werden genau diese Mosfets genutzt, 
deswegen habe ich diese auch einfach genommen. Die BLDC Regler vom 
Mikrokopter werden von vielen eingesetzt, also können die Mosfets ja gar 
nicht so schlecht sein. So waren zumindest meine Gedankengänge. Die 
restliche Schaltung stammt schon von mir, oder besser, aus gewissen App 
Notes von Atmel oder hier von der Seite. Das ich dort fast zum selben 
Ergebnis gekommen bin, wie beim Mikrokopter, war ehrlich gesagt nicht 
beabsichtigt, aber so habe ich wenigstens auch verstanden, was sich die 
Mikrokopter-Leute überlegt haben und ich habe nicht einfach mal einen 
Schaltplan kopiert. Ich habe schon mit einem Treiberbaustein gearbeitet, 
mit einem IR2110. Der Regler funktionierte gut. Jedoch sind diese 
Treiber doch gut teuer, deswegen habe ich mich nach einer anderen 
Variante umgesehen.

Qwerty schrieb:
> Das Problem liegt, wie man schon an den Oszilloskop-Bildern sieht, am
> P-Channel FET. Der verwendete P-Channel ist einfach schlecht geeignet
> für die Aufgabe. Im Datenblatt wird der FET als "load switch" o.
> "high-switch" bezeichnet mit hoher Gate-Kapazität (9290-12400pF) u.
> langsamen Schaltzeiten.

Also so langsam finde ich die Schaltzeiten nicht, die im Datenblatt 
angegeben werden, und wenn er diese Schaltzeiten bringen würde, wäre das 
völlig ausreichend für mich. Das diese Angaben natürlich nur unter 
perfekten Bedingungen erreicht werden, ist mir auch klar, aber mich 
wundert eben, warum er nichtmal annähernd an diese Schaltzeiten 
rankommt. Wenn das Datenblatt mir 167ns verspricht und ich in Realität 
etwa 1ms habe, muss irgendwas faul sein.

Im Anhang nochmal mein versprochenes Layout. Auf der Top-Seite sind die 
Bauteilbezeichnungen nicht gut zu erkennen, deswegen noch ein Bild nur 
die Bauteile.

MfG Dennis

von Qwerty (Gast)


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Im Vergleich zu Mikrocopter fehlen die zusätzlichen Widerstände für Gate 
u. Umladung (18k). Also die Ansteuerung der high side von der BL-Ctrl 
2.0 sieht noch etwas anders aus. Bei der Schaltung hier fehlen zwei 
Widerstände.

Man weiß auch nicht wie in der Mikrocopter-Software die Ansteuerung 
erfolgt. Der P-Channel FET ist langsam, keine Frage. Ich formuliere das 
einmal so: Wer sagt denn, dass auf der high side überhaupt eine PWM 
anliegt? So ein Brushlesscontroller besteht im Prinzip aus drei 
Halbrücken. Betrachtet man eine H-Brücke bestehend aus zwei Halbrücken, 
so wird zum Betrieb diagonal jeweils eine high- u. eine low-side 
angesteuert. Der Einfachheit halber, und um z.B. Schaltverluste zu 
vermeiden, wird man aber die high side immer offen lassen und die PWM 
nur auf die low-side legen. Die high-side muss nur im Falle einer 
Richtungsumkehr geschaltet werden.

von hmm (Gast)


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Im Vergleich zu Mikrocopter fehlen die zusätzlichen Widerstände für Gate
u. Umladung (18k). Also die Ansteuerung der high side von der BL-Ctrl
2.0 sieht noch etwas anders aus. Bei der Schaltung hier fehlen zwei
Widerstände.
----------------

Wie ich schon schrieb: im statischen Fall wird der P-Kanal FET nicht 
sicher sprerren. Wie auch? Da fehlt der Widerstand. Der 
Bipolartransistor kann nur leitend sein, wenn auch ein Strom von E nach 
C fließen kann. Das geht da nur wärend dem Umladen. Danach liegt das 
Gate doch floatend (ohne 18K).

Bitte korrigieren wenn ich falsch liege.

von myzyn (Gast)


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Ich habe in einem deiner Plots mal was markiert was ich merkwürdig 
finde.
Das Baue ist fast selbsterklärend.
Du solltest dir auf jeden Fall folgende Fragen stellen:
Sind da wirklich nur ca. 1,9V?
Wenn ja – warum?
Ist der Junge damit schon satt an?
Habe das Datenblatt nicht gelesen, aber ich glaub da nicht so richtig 
dran.

Grün ist noch interessanter. Hier sieht man wie das hohe dU/dt am Drain 
den N-Ch (verursacht durch das Einschalten des P-Ch) das Gate des N-Ch 
mitunter recht hochgezogen wird (C_Miller ist Schuld). Liegen diese 
Spitzen über U_GS_th, fließen in diesem in diesem Moment Querströme und 
die tun weh.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Qwerty schrieb:
> Im Vergleich zu Mikrocopter fehlen die zusätzlichen Widerstände für Gate
> u. Umladung (18k). Also die Ansteuerung der high side von der BL-Ctrl
> 2.0 sieht noch etwas anders aus. Bei der Schaltung hier fehlen zwei
> Widerstände.

Ich weis, das sie noch etwas anders aussieht, ich habe ja auch gesagt, 
ich habe den Schaltplan nicht einfach kopiert. Für mich war dieser 
Widerstand einfach nur ein Pull up, um im unprogrammierten Zustand den 
Fet gesperrt zu halten. Fand ich etwas sinnlos, da ein Transistor(von 
der Treiberstufe) schließlich einen Strom braucht, um durchzuschalten, 
und der sollte bei einem Pin des Attiny nicht einfach so fließen. Das 
eine Spannung anliegen kann, ist keine Frage, aber ein nennenswerter 
Strom sollte ansich nicht fließen.

hmm schrieb:
> Das geht da nur wärend dem Umladen. Danach liegt das
> Gate doch floatend (ohne 18K).

Der Umstand war mir jetzt so nicht bewusst. Ich dachte, wenn einmal die 
Ladungsmenge in dem Gate ist, verschwindet sie nicht einfach, wohin soll 
sie auch gehen. Sie verschwindet erst, wenn der andere Transistor 
durchschaltet. Aber so ein Widerstand ist schnell Probehalber mal 
angelötet, nur habe ich heute abend dafür keine Zeit mehr, aber ich 
probiers einfach mal aus. Aber auch wenn es so wäre, würde der Fet ja 
trotzdem erstmal vernünftig sperren und dann vielleicht wieder öffnen, 
weil er die Ladung nicht halten kann.

myzyn schrieb:
> as Baue ist fast selbsterklärend.
> Du solltest dir auf jeden Fall folgende Fragen stellen:
> Sind da wirklich nur ca. 1,9V?

Nein, ich hätte einfach mal auf die richtige Spannung umschalten sollen. 
Mehr als Maximum darstellen geht halt nicht, kann ich aber auch nochmal 
machen, um zu sehen, obs wirklich so gut aussieht, oder ob dort der Hund 
begraben liegt.

myzyn schrieb:
> Grün ist noch interessanter. Hier sieht man wie das hohe dU/dt am Drain
> den N-Ch (verursacht durch das Einschalten des P-Ch) das Gate des N-Ch
> mitunter recht hochgezogen wird (C_Miller ist Schuld).

Diese Spitzen fand ich auch schon interessant, konnte sie aber auch 
nicht einordnen. Aber da sie sich höchstens bis 1V bewegen, hab ich sie 
erstmal ignoriert, da im Datenblatt als Gate Threshold Voltage Minimum 
1,5V und Maximum 2,3V angegeben wird. Also müsste dieser Peak nochmal um 
die Hälfte größer werden, um evtl. interessant zu werden. Das dieser 
Spike von der Millerkapazität abhängt, war mir neu, wieder was gelernt.

Qwerty schrieb:
> Wer sagt denn, dass auf der high side überhaupt eine PWM
> anliegt?

Mh, das ist auch mal interessant, bis jetzt mache ich es genau 
umgekehrt, das die Lowside dauerhaft anliegt und die Highside die PWM 
bekommt. Besser gesagt, der Anschluss, der mit der Highside beschalten 
werden soll wird während des PWM-Ein mit der Highside beschalten und 
während des PWM-Aus mit der Lowside. Aktiver Freilauf eben. Den könnte 
ich dann nicht so einfach umsetzen, wäre aber die Frage, ob er überhaupt 
nötig ist, da der Fet, der dadurch geschützt werden soll ja dauerhaft 
durchschaltet.
Und ich müsste meine Software dahin gehend ändern, wenn die Highside 
ausgeschalten ist ich noch eine kurze Weile warte, bis ich dort die 
Spannung messe für den Komparator, für die BEMF. ABer das ist ja das 
kleinste Problem.

Aber auch mal vielen Dank für die rege Beteiligung, die Fehlersuche 
macht richtig Spaß mit euch und ich hab schon wieder so einiges dazu 
gelernt.

MfG Dennis

von Anon Y. (anonymous)


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Matthias Sch. schrieb:
> In der Theorie hast du natürlich recht, in der Praxis allerdings ist ja
> eine Last an der Source, die sie gegen Masse ziehen wird (wäre ja sonst
> sinnlos). Dadurch hast du dann wieder eine Gatespannung.

Hi Matthias,

tut mir leid, dass ich es so deutlich sagen muss, aber das stimmt nicht. 
In der Praxis soll die Spannung zwischen Drain und Source gegen 0 gehen, 
V_DS = 0V, und damit R_DS_on = 0Ω. Der nFet schaltet "ein wenig", d.h. 
so, dass sich V_DS und V_GS sich rückkopelnd einpendeln. Das wird dann 
V_GS_Threshold plus 1V - 2V sein. Mit so angesteuerten nFets in der 
highside verliert man also ca. 4V. Im nFet ensteht dann die 
entsprechende Verlustleistung P = U * I. Bei angenommen 10A wären das 
dann schon 40W!

Und noch schlimmer: Ein aktiver Freilauf ist nicht möglich. D.h. die 
Body-Dioden leiten. Und die haben eine reverse-recovery-time die nicht 
schön ist. Das sorgt für tolle Spitzenströme in dem lowside-Fet.

Falls du es nicht glaubst, kannst du es gerne selbst probieren. Ich habe 
es gemacht. Jedem anderen rate ich stark davon ab. Selbst ein sehr 
schlechter pFet wäre besser als ein so getriebener nFet.

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Hallo!

Ich war eine Weile beruflich unterwegs, so konnte ich nicht weiter 
basteln. Ich habe heute einfach mal den vermeintlichen Pull-up am P-Fet 
eingelötet. Es zeigt sich erstmal keine Änderung. Jedoch habe ich etwas 
anderes komisches festgestellt. Ich habs einfach mal als Bild 
angehangen.

Rot ist das Gate des P-Mosfet, blau ist der Ausgang der halben H-Brücke. 
Es werden nach wie vor abwechseln der P- und der N-Mosfet mit einem 
Abstand einer eingestellten Totzeit durchgeschalten.

Also ich selbst habe es noch nie gesehen, wenn eine Schaltung schwingt, 
aber irgendwie sieht dieses Bild für mich genau danach aus. Aber es 
tritt nicht immer auf, nur in recht regelmäßigen Abständen. Und ich 
denke, das auch dort der Hund begraben liegt. Sollte ich einfach mal 
einen kleinen Widerstand (<50 Ohm) in die Zuleitung zum Gate einlöten? 
Oder wird das keinen Effekt haben? Ich hatte noch nie mit so einem 
Problem zu tun.

Danke für alle, die sich bisher mit einen Kopf gemacht haben.


MfG Dennis

von Dennis H. (t1w2i3s4t5e6r)


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Hallo!

Ich glaube, ich werde die ganze Schaltung einfach mal als Lehrgeld 
verbuchen. Die Mosfets, zumindest der P-Mosfet war nicht sehr klug 
ausgewählt. Und die Schaltung ansich zwar billig aufzubauen, aber wie 
man sieht, funktioniert sie nicht einfach mal so. Ich hatte schonmal 
einen Versuch mit IR2101 als Treiberbaustein und dann mit 6 N-Fets. Das 
hatte ganz gut funktioniert und werde ich jetzt auch nochmal mit den 
IRLR7843 aufbauen. Ich denke, mit allem anderen komme ich hier zu keinem 
vernünftigen Ergebnis, da fehlt mir einfach noch die Erfahrung und 
ehrlich gesagt verliert man irgendwann die Lust an der Schaltung, wenns 
echt gar nicht will und egal was man macht, es sich wirklich gar nichts 
ändert.

Trotzdem vielen Dank an die helfenden Worte, ein bisschen schlauer bin 
ich dadurch trotzdem geworden. :-)


MfG Dennis

von Joe (Gast)


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In der Schaltung http://ups.bplaced.de/images/Runner2_H_36V.png siehst 
du MOSFET-Treiber und Endstufe, die wirklich belastbar ist.
Statt zwei dieser Endstufen, hier in einer H-brücke, brauchst du drei 
davon.

Joe

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Anon Ymous schrieb:
> Falls du es nicht glaubst, kannst du es gerne selbst probieren. Ich habe
> es gemacht. Jedem anderen rate ich stark davon ab.

Ich hab ja selber schon geschrieben, das ich diese Ansteuerung für Murks 
halte, bei ernstzunehmenden Projekten setzte ich immer Ladungspumpen und 
4 NFets ein, einfach schon, weil dann das Timing der Totzeit 
vorhersehbar ist und die Gate Spannung in jedem Fall ausreicht, die 
Endstufen sauber und mit guter Flankensteilheit durchzusteuern - vom 
Luxus eines Shutdown Eingangs mal ganz abgesehen :-)
Siehe mein Wettbewerbs Beitrag zum Frequenzumrichter.:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_Wettbewerb

In der winzigen Schaltung meines Tiny-50Hz Wechselrichters funktioniert 
die Ansteuerung der Highside mit den PNP Treibern nur deswegen, weil es 
eben eine H-Brücke ist, indem oben links und unten rechts gleichzeitig 
durchsteuern, und nach der Totzeit dann oben rechts und unten links.

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