Hallo,
habe da folgendes Problem und würde mich über Hilfen freuen.
Ich habe einen H-Brücke, dahinter einen Trafo und dahinter einen
Gleichrichter.
Die Schaltung lief bisher ganz gut. Ich hatte eine Spannungsregelung mit
einem uC realisiert und über die Steuerung der H-Brücke am laufen
gehabt. Das ganze mit Ohmscher Last (hinter dem Gleichrichter).
Letzte Woche hatte ich aber beim anschließen ein merkwürdiges
schaltendes Geräusch (Klackern). Daraufhin habe ich den Trafo abgemacht,
um mir die Signale der beiden Treiber der Mosfets an zu sehen und auch
die Ausgänge der H-Brücke (Messung 1 und Messung 2).
Die Signalverläufe der Treibersignale habe ich, wie ich sie in
Erinnerung habe, skizziert.
Das Treibersignal des ersten Highside Schalters beginnt etwas höher,
also nicht vom Nullpunkt. (nennt man glaube ich offset)
Das Treibersignal des ersten Lowside Schalters hat eine höhere
Amplitude, verglichen mit dem Treibersignal für Highside 2 und Lowside 2
Schalter. Es ist genauso hoch wie die vom Highside 1 Schalter und ist
ganz leicht vertikal am schwingen (am Oszi zu sehen).
Wenn ich die Ausgänge des H-Brücke messe sehe ich bei Messung 1 (siehe
Bild) einen PWM Verlauf, dessen Amplitude der Eingangsspannung
entspricht (so wie erwartet). Bei Messung 2 sehe ich nur konstante 5V,
bei einer deutlich höheren Eingangsspannung.
Ich frage mich nun, was die Ursache dafür sein könnte, bevor ich nun
stur beginne Mosfets und Treiber aus zu wechseln.
Danke
Mach dir klar, das für die Highside nicht die absolute Treiberspannung
gegen Masse entscheidend ist, sondern nur das, was der Schalter
(MOSFet/Transistor) ziwschen Gate und Drain resp. Basis und Emitter
sieht.
Die einzige vernünftige Ausage darüber erhältst du also, wenn du als
Bezugspunkt Drain/Emitter nimmst (NPN bzw. N-Channel vorausgesetzt) und
gegen die Gate/Basis misst.
Mach aber da bitte mal ein richtige Schaltbild und sag uns, was du für
Treiberbausteine nimmst.
Steffen W. schrieb:> ... oder daran das einen Thread zu diesen Thema vom gleichen Autor> existiert.
Und ich frage mich seit 2 Tage, warum mein Thread gelöscht wurde. Also
wurde es nur verschoben.
Tut mir wirklich leid, ich lade den Schaltplan hoch.
@Alex (Gast)
>Hier die Schaltpläne. Die Messungen werde ich erst Morgen machen können.
Da sind ein paar satte Fehler drin! Es fehlt bei allen High Side
Treibern die Verbindung VS zum Source der MOSFETs.
Was man auf den bildern nicht sieht ist das layout bzw. die
Kabelführung. COM vom Treiber muss direkt sternförmig an die Low Side
MOSFETs gehen.
Im Layout bzw. der Kabelführung existiert die Verbindung zwischen VS und
den Sources der Highside Schalter.
Die COM´s haben auch eine direkte Verbindung an die Sorces der Lowside
Schalter.
Ich hatte bevor ich die Frage gestellt hatte, das Gate Beinchen des
ersten Highside Treiber vom Kontakt abgelötet und mir dann die Signale
des Treibers angesehen, die ja einen Offset haben.
Als das Gate-Beinchen vom Mosfet weg war, sehen die Signale gut aus,
sprich alle PWM Signale hatten dieselbe Amplitude und kein Offset. Ich
habe den Mosfet ersetzt und es funktionierte ganz gut.
Später habe ich die Mosfets mit konstanten PWM Signalen laufen lassen
(Tastgrad 0,5 mit 1us Totzeit, um Kurzschluss zu vermeiden). Das lief
auch ganz gut.
Doch als ich die Spannungsregelung auf den uC lud, spielte alles wieder
verrückt.
(Ich glaube da habe ich einen Fehler in meienr Schaltung zur
Spannungsmessung gehabt, wodurch die Regeldifferenz nicht anständig
berechnet werden konnte. Das ist jetzt erstmal nicht relevant, da dies
auf einem anderen Board ist.)
Danach habe ich mir die Treibersignale erneut angesehen, siehe da... die
selben Fehler wie zuvor.
Der Defekt ist sehr wahrscheinlich durch die Regelung aufgetreten,
welche die Totzeit der PWM Signale zur Regelung nutzt. Die Frage ist
nur, was defekt ist, denn der Trick mit dem Beinchen des ersten Highside
Mosdet´s hat danach nicht mehr funktioniert ;d.
@ Alex (Gast)
>Im Layout bzw. der Kabelführung existiert die Verbindung zwischen VS und>den Sources der Highside Schalter.
Und warum ist sie nicht im Schaltplan?
>Die COM´s haben auch eine direkte Verbindung an die Sorces der Lowside>Schalter.
Gut.
>Ich hatte bevor ich die Frage gestellt hatte, das Gate Beinchen des>ersten Highside Treiber vom Kontakt abgelötet und mir dann die Signale>des Treibers angesehen, die ja einen Offset haben.
Das geht nur mit einem guten, DIFFERENTIELLEN Tastkopf.
>Doch als ich die Spannungsregelung auf den uC lud, spielte alles wieder>verrückt.
Kann es sein, dass an den Treibereingängen Pull-Down Widerstädnde
fehlen? Denn wenn dein Prozessor programmiert wird, sind dessen IOs
hochohmig und die Treibereingänge hängen in der Luft! Da kann jeder Mist
passieren, incl. Kurzschluss!
Falk B. schrieb:> Kann es sein, dass an den Treibereingängen Pull-Down Widerstädnde> fehlen?
Die sollte der IR2181 lt. Datenblatt intern haben. Ich vermute aber
auch, das da was mit den Totzeiten nicht stimmt.
Die Ansteuerung kannst Du recht gefahrlos messen indem Du den
Ansteuerbausten bestromst, dabei aber den Leistungsteil entweder
garnicht oder nur aus der Treiberversorgung (12V) speist.
So lassen sich auch die Hi-Side-gates bequem messen.
Mark S. schrieb:> Die Ansteuerung kannst Du recht gefahrlos messen indem Du den> Ansteuerbausten bestromst, dabei aber den Leistungsteil entweder> garnicht oder nur aus der Treiberversorgung (12V) speist.> So lassen sich auch die Hi-Side-gates bequem messen.
So mache ich es auch. Ich schließe die Eingangsspannung erst garnicht
an.
Ich lege nur die benötigte Spannung (15V) für die Treiber an den
entsprechenden Pin.
Lege dann die beiden PWM Signale an die Pins, die an die Treibereingänge
führen.
---
Ich habe nun die Messungen durchgeführt und gespeichert.
Die Highsideschalter habe ich, wie bereits darauf hingewiesen wurde,
über Drain (Masse) und Gate (Messspitze) gemessen.
Den Ausgang der H-Brücke habe ich wie auf den Bildern im ersten Post
angegeben gemessen (Messung 1 und Messung 2).
Die Treibersignale habe ich einmal mit zugeschalteter Eingangsspannung
und einmal ohne Eingangsspannung (nur die Treiber sind versorgt und
bekommen PWM Signale am Eingang)
Für den Fall, dass das ganze nun zu unübersichtlich wird, habe ich zu
den abgebildeten Messungen auch die H-Brücke hinzugefügt, wo genau
durchnummeriert ist, welche Messung wo gemacht wurde.
Alex schrieb:> wie bereits darauf hingewiesen wurde,> über Drain (Masse) und Gate (Messspitze) gemessen.
Ich Dummy habe dir auch was falsches geschrieben, nicht Gate-Drain,
sondern Gate-Source ist das wichtige - und keiner hats gemerkt.
Mache also Messung 1 und Messung 2 nochmal, aber zwischen Gate und
Source und nicht zwischen Gate und Drain.
Übrigens ist eine 2-Kanal Messung von Highside und Lowside Gatesignalen
einer Halbbrücke auch recht hilfreich.
hier wie gewünscht die Messungen. (Messung 1 und 2 korrigiert und 2
Kanal Messung zu den Treibersignalen ohne Eingangsspannung)
Bei den Messungen (Messung 1 und 2) habe ich festgestellt, dass bei der
Messung zwischen Source-Gate bei den Highsideschaltern die
Spannungsquelle (EA-PS 2084-05 B) total verrückt spielt (aus der
Spannungsquelle kommen merkwürdige Geräusche und die Spannung ist sehr
instabil).
Erst bei einer Spannung von ca. 20Volt verhielt sich die Spannungsquelle
normal, sodass ich schnell die Messungen speichern konnte.
Das Phänomen mit der verrückt spielenden Spannungsquelle tritt bei etwa
25Volt auf und auch nur, wenn ich mit der Masseklemme des Oszilloskops
an den Source des 2ten Highsideschalters gehe. (ohne die Messspitze an
zu setzen)
Sobald ich die Masseklemme entferne, verhält sich die Spannungsquelle
normal. Wenn ich ab ca. 30Volt an den Source der 2ten Highsideschalters
gehe, meldet die Spannungsquelle Error und fährt runter.
Dieselben Geräusche hatte ich auch, als ich die gesamte Schaltung samt
Trafo und Last aufgebaut hatte. Ich hatte gedacht, die Geräusche kommen
von den Schaltern, weil es sich so anhört, als wenn was sehr schnell
durcheinander schalten würde.
Alex schrieb:> Das Phänomen mit der verrückt spielenden Spannungsquelle tritt bei etwa> 25Volt auf und auch nur, wenn ich mit der Masseklemme des Oszilloskops> an den Source des 2ten Highsideschalters gehe.
Es versteht sich bei dieser Messung von selbst, das es keine Verbindung
zwischen Schaltungsmasse und Oszimasse geben darf. Wenn die vorhanden
ist, kannst du lediglich aus 2 Tastköpfen (einen am Gate und einen an
der Source der Highside) eine Differenzmessung machen - du schliesst
sonst ganz simpel den Ausgang gegen Masse kurz.
Die Gatesignale sehen eigentlich richtig aus, allerdings müsste das Gate
der Highside durch die Ladungspumpe im IR2181 immer mindestens auf dem
Vs Niveau sein. Im aktiven Bereich (Highside durchgesteuert) stapelt die
Ladungspumpe ihre Versorgung (die 15V an Vb) auf die Spannung an Vs auf
und sorgt so für Ugs.
Ohne Vs als Bezugspunkt am IR2181 kann das nicht funktionieren.
Alex schrieb:> Erst bei einer Spannung von ca. 20Volt verhielt sich die Spannungsquelle> normal, sodass ich schnell die Messungen speichern konnte.
Du solltest also mal eine Pufferung der Leistungsversorgung mittels Elko
in der Nähe der Endstufe andenken. Vorsicht - wenn du dann
kurzschliesst, geht vermutlich die Highside den Weg in die ewigen
Jagdgründe.
Matthias S. schrieb:> Alex schrieb:>> Das Phänomen mit der verrückt spielenden Spannungsquelle tritt bei etwa>> 25Volt auf und auch nur, wenn ich mit der Masseklemme des Oszilloskops>> an den Source des 2ten Highsideschalters gehe.>> Es versteht sich bei dieser Messung von selbst, das es keine Verbindung> zwischen Schaltungsmasse und Oszimasse geben darf. Wenn die vorhanden> ist, kannst du lediglich aus 2 Tastköpfen (einen am Gate und einen an> der Source der Highside) eine Differenzmessung machen - du schliesst> sonst ganz simpel den Ausgang gegen Masse kurz.
Da hast du recht, ich muss die Messung, wie in dem Thread bereits
erwähnt, mit einem differentiellen Tastkopf machen.
Das merkwürdige ist jedoch, dass das selbe Phänomen auch auftritt, wenn
ich nicht messe, sondern nur den Trafo anschließe.
Die Spannungsquelle geht sofort in die Strombegrenzung.
(Aufbau: H-Brücke->Trafo->Gleichrichter)
Ich kann den Gleichrichter (Gegentaktflusswandler als Fehlerquelle
ausschließen, weil ich die beiden selbst gewickelten Spulen nicht
anschließe, während ich den Trafo drauf habe.
Alex schrieb:> Das merkwürdige ist jedoch, dass das selbe Phänomen auch auftritt, wenn> ich nicht messe, sondern nur den Trafo anschließe.
Schliess doch mal statt des Trafo eine rein ohmsche Last wie einen
dicken Widerstand an, notfalls auch etwas unlineares wie eine Glühlampe
etc.
Ich habe den Verdacht, das du mit deinem selbstgewickelten Trafo
Probleme hast, du wärst jedenfalls nicht der erste, dem falsches
Kernmaterial oder unpassende Drahtstärken passiert sind.
Die ohmsche Last hilft dir, die Schaltung im Betrieb mal durchzumessen,
vor allem die Stabilität deiner Versorgung (Netzteile sind manchmal
eigenwillig, vor allem bei Induktivitäten im Lastkreis).
Bedenke, das durch die Bodydioden der MOSFet nette Spannungsspitzen
zurück ins Netzteil fliessen und dort das Gerät richtig durcheinander
bringen können. Das betrifft vor allem hochmoderne Labornetzteile mit
MC.
Also ich habe jetzt die Primärseite am laufen.
Habe aus Frust einfach alle Bauteile ausgetauscht (2xTreiber, 4xMosfet,
2xDiode und ein paar Kondensatoren/Widerstände)
Danach ging funktionierte alles ohne Probleme und auch die Signale am
Ausgang sehen einwandfrei aus.
Da dies der Fall war, habe ich alles angeschlossen (Trafo und die beiden
gewickelten Spulen für den Gleichrichter).
Doch die Ausgangsspannung ist A) zu klein und B) nicht
Ich habe Spannung hinter dem Trafo gemessen (die Spannung, die an den
Gleichrichter geht) und es zum Anhang gelegt.
Wie zu sehen ist, ist die Spannung einwandfrei (nicht von den 500mA per
division irritieren lassen, das sollten 5V sein).
Doch wenn ich die Spulen des Gleichrichters anschließe und das ganze an
10 Ohm Last, dann ist eine zu geringe Spannung zu sehen, die auch nicht
konstant bleibt, sondern springt (davon habe ich auch eine Messung, das
springen wird auf dem Bild leider nicht verdeutlicht ;D) nach ein paar
Sekunden höre ich dann ein Zittern, welche mir der springenden Spannung
am Oszi synchron ist.
Ich frage mich was die Ursache dafür sein könnte. Würde mich über
Hinweise freuen.
Den Aufbau der Sekundärseite habe ich auch hinzugefügt. Dazu muss
erwähnt werden, dass die Mosfets nicht angesteuert werden, es werden die
Bodydioden verwendet (Kurzschluss Gate-Source).
Signale.png
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