IR2101S macht nicht was er soll

[basti 1. (basti1204)]

Ich baue momentan an einem Brushless Regler

Daten:
Atxmega, 12V, IR2101S, PWM 16khz, Mosfets: irfr1205

Der Regler funktioniert gut und der Motor läuft auch der Regler wird 
aber sehr heiß.
Mein Problem ist die Hight-Side, die sehr komische Steuersignale 
erzeugt.
Es fängt schon bei dem Bootstrap an.

Der Ladungspumper funktioniert nicht richtig, was mich auch wundert ist 
das an dem High-Side-Gate auch wenn der PWM aus ist Strom fließt????

Ich kämpfe schon seid 5 Tagen mit dem Problem und mir gehen die Ideen 
aus...
Hat jemand ne Idee, wäre für alle Vorschläge offen.

[Johannes O. (jojo_2)]

VCC Low side and logic fixed supply voltage: min. 10V, max 20V
Absolute maximum rating: 25V
Du hast: 24V. Das ist alles andere als optimal!!


Ansonsten fällt mir noch auf:

Wie sieht denn das Signal am Eingang aus? Also schaltest du High-Side 
und Low-Side abwechselnd oder was machst du genau?

Was ist das für ein Knubbel zwischen den Mosfets?

Wie ist die Schaltung aufgebaut? Lange Kabel? Evtl. noch nen Widerstand 
zwischen Treiber und Mosfet einbauen (25 Ohm oder so...). Im Datenblatt 
ists nämlich auch so gegeben. Und das Ding schaltet sehr schnell um.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Ah, neuer Thread?
Um dir die Verhältnisse klar zumachen, ersetzt doch vorübergehend den 
Motor durch 3 ohmsche (Leistungs-)Widerstände, um den Einfluss der 
Induktivitäten des Motors zu eliminieren. Dann häng das Oszi wieder an.
Ich sehe da nämlich nach wie vor die richtigen Signale, aber vermute, 
das die Highside evtl. nicht voll durchgesteuert wird, oder du den Motor 
mit einer für ihn ungeeigneten PWM Frequenz ansteuerst. Oszillografiere 
auch mal deine 12 Volt Speisung. Wenn die nicht gut entkoppelt ist, 
passieren auch komische Sachen.
Der IR2101 erzeugt übrigens keine eigene Totzeit, das ist Sache des 
ansteuernden MC. Beschreib auch mal bitte, wie du die Signale im 
Programm erzeugst. Nimmst du AWEX?

[basti 1. (basti1204)]

Ich verwende nur 12V keine 24V.
Sorry die Knuppel sind nur 0Ohm Widerstände damit ich den 
Leitungsquerschnitt verringern kann.
Die Phasen werden geschaltet wie bei allen Brushlessreglern, also 
nacheinader.

Hab das Board angehängt.

Danke für die Antwort

[basti 1. (basti1204)]

Matthias Sch. schrieb:
> Ah, neuer Thread?
> Um dir die Verhältnisse klar zumachen, ersetzt doch vorübergehend den
> Motor durch 3 ohmsche (Leistungs-)Widerstände, um den Einfluss der
> Induktivitäten des Motors zu eliminieren. Dann häng das Oszi wieder an.
> Ich sehe da nämlich nach wie vor die richtigen Signale, aber vermute,
> das die Highside evtl. nicht voll durchgesteuert wird, oder du den Motor
> mit einer für ihn ungeeigneten PWM Frequenz ansteuerst. Oszillografiere
> auch mal deine 12 Volt Speisung. Wenn die nicht gut entkoppelt ist,
> passieren auch komische Sachen.
> Der IR2101 erzeugt übrigens keine eigene Totzeit, das ist Sache des
> ansteuernden MC. Beschreib auch mal bitte, wie du die Signale im
> Programm erzeugst. Nimmst du AWEX?


Ja hab ein neues Thread aufgemacht weil das ganze unter falscher 
bezeichnung gelaufen ist ;)

Ich verwende den Xmega. Was ich aber nicht begreife warum fließt Strom 
am High-Gate obwohl die PWM aus ist??

-Ich habe mitlerweile die PWM geändert keine Änderung
-Eingangsspannung gepuffert keine Änderung
-Widerstände ran gehängt auch keine Änderung
-im Programm eine Totzeit von bis 300us hinzugefüht auch nichts

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

basti 1204 schrieb:
> Die Phasen werden geschaltet wie bei allen Brushlessreglern, also
> nacheinader.

Wie jetzt? Mir fallen auf Anhieb schon drei Möglichkeiten ein, um mit 
einem XMega BLDC Motore zu betreiben, bzw. die Phasen zu erzeugen:
1. Per Setzen der OC Ausgänge auf Ausgang bei aktiv, auf Eingang bei 
inaktiv (Prinzip AVR447)
2. Laden der 3 OC Register aus einer 6-Stufen Tabelle
3. AWEX mit DT Registern

[basti 1. (basti1204)]

Ich verwende die Microkopter bekannte komulierung um die Phase 
weiterzuschalten von denen es 6 gibt. Wenn du das meinst. Bin leider 
Maschinenbauer kein Elektriker daher verzeih meine Unwissenheit :)

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

basti 1204 schrieb:
> Hab das Board angehängt.

Und mir fällt auf, das da keinerlei Gatewiderstände verbaut sind? Woher 
hast du den Schaltplan? Was für eine Software benutzt du? Poste doch mal 
bitte das Programm.

[basti 1. (basti1204)]

Den Schaltplan hab ich aus dem Datenblatt.
Ich hab gestern noch ne neue Platine mit größeren Leitungsbreiten, 
Gate-Widerstanänden und besserer Pufferung erstellt... werde die heute 
ätzen.
Wenns dann immernoch nicht klappt kanns nur an der Diode liegen.

[basti 1. (basti1204)]

so alles veruscht immernoch das gleiche Problem. Bin kurz vorm aufgeben, 
hab keine Ideen mehr...

[Sucker (Gast)]

basti 1204 schrieb:
> hab keine Ideen mehr...

Lad dir halt ein paar Bücher über BLDC-Motor Ansteuer-Design runter...

[Basti1204 (Gast)]

das Problem ist ich weis nicht wo ich suchen muß nach dem Fehler.
Diode hab ich jetzt auch mal einen anderen Typ verwendet keine 
Änderung...

[Basti1204 (Gast)]

ok die Störung ist eine Rückkoplung vom High-Side-Mosfet hab den 
Gatewiderstand entfernt und direkt am Gate gemessen ohne das der Treiber 
angeschlossen war und siehe da die Störungen sind ohne Ansteuerung da... 
nur was nun neue Mosfets? oder kann es andere Gründe geben?

[Basti1204 (Gast)]

High-Side mit Oszi ohne Treiber

[Basti1204 (Gast)]

das ergibt auch Sinn, alle 3 Highside schließen nie voll aus, das heißt 
das immer etwas Strom fließt und sich der Kondensator nur teilweise 
aufladen kann daher kann die Spannung nie richtig durch den Bootstrap 
erzeugt werden. Oder seh ich das falsch??

[basti 1. (basti1204)]

Mosfets durch andere Typen ausgetauscht, Problem bleibt. Das wars ich 
geb auf. Danke an alle die mir geholfen haben.

[Jörg E. (jackfritt)]

Ir2101 highside zerbraten?

[Paul Baumann (Gast)]

Suchst Du eventuell an der falschen Stelle? Das Signal sieht doch schon
ganz vorne am Anschluß H-IN so dämlich aus. Wenn vorne keine anständigen
Rechtecke reinkommen, kommt hinten aus nur Gelumpe raus.

Mach mal den Treiberschaltkreis vom Kontroller ab und guck mal, ob nicht
schon aus dem Kontroller nichts Schönes rauskommt.

MfG Paul

[basti 1. (basti1204)]

Jörg Esser schrieb:
> Ir2101 highside zerbraten?

kann nicht sein hab für die neue Plaine frische verwendet.

[basti 1. (basti1204)]

neja PWM High-Side schaut normal aus

[Eddy C. (chrisi)]

Keramische 1µF finde ich in der Anwendung grundsätzlich gut. Aber 
Bauform 0805? Welche Spannungsfestigkeit haben die?

Die Masse"fläche" darf als suboptimal angesehen werden, was sicherlich 
massives Groundbouncing am Treiber hervorruft.

Hast Du dich nie gewundert, warum es den Lowpegel am Treiber hochhebt, 
wenn er das Treiben anfängt? (Siehe 1. Scopebild)

Dein "NF-"Scope verbirgt vermutlich die wahren Problem: 
Induktionsspitzen auf den Leiterbahnen.

basti 1204 schrieb:
> Das wars ich geb auf.
Ne, blos nicht. Dann hast Du nix dazu gelernt.

[Basti1204 (Gast)]

Ground Bouncing hab ich noch nie gehört, scheint ein guter Hinweis zu 
sein dank. Werd für den 1uf Kondensator mal was größeres dran hängen. 
Wie kann ich dem Ground bouncing noch entgegenwirken? Und was bedeutet 
NF-Scope?

[Eddy C. (chrisi)]

>Ground Bouncing hab ich noch nie gehört, scheint ein guter Hinweis zu
sein dank.

Schnelles Schalten von hohen Ströme: Das sind die Komponenten in einem 
System, welche dazu führen, dass sich die Induktivität einer Leitung 
negativ auf den Betrieb der Schaltung auswirkt. Dies gilt ganz besonders 
für den Ground, welcher ja den Bezugspunkt von Signalen darstellt.

Oben wurde ja bereits das Fehlen von Gatevorwiderständen bemängelt. 
Damit wird das Problem weiter maximiert: Noch schnelleres Schalten, noch 
höhere Induktionsspitzen.

>Werd für den 1uf Kondensator mal was größeres dran hängen.

Spannungsfest müssen sie sein. Auf die Grösse kommt's primär nicht an.

>Wie kann ich dem Ground bouncing noch entgegenwirken?

Viele Chancen hast Du mit Deinem Layout nicht. Das Problem muss aber 
erst einmal nachgewiesen werden.

Als erstes würde ich Gatevorwiderstände einbauen, z.B. je 100 Ohm.

Ansonsten könnte man versuchen, den Ground mit weiteren Verbindungen zu 
optimieren. Das Problem aber bleibt: Auch ein Draht ist und bleibt eine 
Induktivität.

Erst eine durchgehende Massefläche kann das Problem ursächlich lösen. 
Insbesondere die Ground-Verbindungen von den Treibern zu den MOSFETs 
müssen kurz und induktionsarm sein, weil hier drüber die Umladeströme 
der Gates fliesen.

>Und was bedeutet NF-Scope?

Niederfrequenz-Scope. Dies war eine Anspielung auf Dein Oszilloskop, 
welches vermutlich keine genügend hohe Bandbreite/Abtastrate bietet, um 
die Induktionsspitzen messtechnisch zu erfassen.

Was für ein Scope benutzt Du?

Wenn die Möglichkeit besteht, solltest Du zumindest die Abtastung auf 
Peak-Mode einstellen.

[basti 1. (basti1204)]

alllllsssoooo, hab jetzt nochmal die Gate-Widerstände erhöht auf 100R 
und mit der Totzeit gespielt. Extra GND und Versorgung verlegt. Nichts 
bleibt alles gleich... Ich glaub ich muß mir eine Alternative suchen

[Henrik Haftmann (Gast)]

Aufgeben gibt's nicht!

Ich denke mal, es ist nur ein Ansteuerproblem:

Bevor nicht der Low-Side-Transistor mal durchgesteuert hat, kann sich 
der Kondensator (typ. Elko 10 µF) (C3, C9, C10) nicht aufladen. Dann 
kommt notgedrungen am Gate des High-Side-MOSFETs nur Murks raus.
Also: Erst mal die (alle) Low-Side-MOSFETs für eine Weile durchsteuern 
und dann mit der PWM beginnen.

Wer sich nicht sicher mit der Firmwareprogrammierung ist,
hängt parallel zu den Kondensatoren frische 9-V-Blöcke mit Seriendiode 
dran (oder, wer hat, drei Netzteile). Dann und nur dann ist die 
statische Gate-Ansteuerung kein Problem.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Henrik Haftmann schrieb:
> Wer sich nicht sicher mit der Firmwareprogrammierung ist

Es ist ja alles schon lange her, aber der TE hat damals hartnäckig das 
Posten seiner Software verweigert, auch auf mehrmalige Anfrage. So 
kompliziert ist die Ansteuerung ja nicht, aber die Fragen nach der 
Erzeugung der Totzeit usw. sind nie beantwortet worden.