Hi,
Ich habe die Schaltung wie im Anhang aufgebaut, die ja den Strom auf
1.15A beschränken müsste, tut sie aber leider nicht. Wenn ich Vcs messe
komme ich auf 450mV, obwohl ja bei 230mV eingegriffen werden sollte.
Habe ich da etwas total falsch verstanden?
Gruss Walter
Walter schrieb:> die ja den Strom auf 1.15A beschränken müsste
Du hast da ein Bauteil, dessen Sense Eingang laut Datenblatt eine
Toleranz von 150mV bis 320mV aufweist, und erwartest einen auf 2
Nachkommastellen genauen Schaltpunkt?
> Wenn ich Vcs messe komme ich auf 450mV
Wie und mit was misst du da? Wie ist die Schaltung aufgebaut?
Bei den 9 Bauelementen würde ich das schnell "fliegend" zusammenlöten
und die Parameter messen. Einer Simulation traue nicht so weit, wie
einem realen Aufbau.
MfG Paul
Paul B. schrieb:> Einer Simulation traue nicht
Ich denke, das ist wirkliche Hardware, denn
Walter schrieb:>>> Ich habe die Schaltung wie im Anhang aufgebaut
Hmm ok, das ganze habe ich in Hardware aufgebaut. die 450mV habe ich mit
einem Multimeter gemessen, aber auch sonst ist der Strom bei blockiertem
Motor viel zu hoch. Die Stromversorgung erfolgt über ein Labornetzteil
und bei blockiertem Motor zieht es mir über 2.2A, da wird also kein
Strom begrenzt.
Ich denke eher das Problem ist, dass der Kondensator bei PIN3 falsch auf
die PWM Frequenz abgestimmt ist, ich weiss aber nicht genau, wie man die
wählen sollte? Nach Datenblatt gilt: dt = Cx1.8V/100uA, doch wie genau
muss ich dt wählen?
Datenblatt: http://www.mikrocontroller.net/part/IR2121
Ich habe hier noch eine detailliertere Beschreibung gefunden, werde aber
daraus noch nicht wirklich schlau:
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1014.pdf
Mein Problem scheint zu sein, dass ERR schnell mal 5-6V für C <15nF ist
und so verbleibt, daher greift die Strombegrenzung die ganze Zeit ein.
Für C=15nF greift ist beim Starten ERR um die 3.3V, geht aber dann auf
1.2V runter, beim Blockierten Start hingegen erhöht sich ERR direkt auf
6V und der Strom wird auf 0.5A begrenzt, nicht auf die 1.15A. Auch bei
R_sense = 0.1Ohm erreiche ich maximal um die 0.7A bei blockiertem Motor.
Wenn ich den PIN3, also ERR auf GND lege, dann bekomme ich die
berechnete Strombegrenzung, doch darf man das? Habe noch nirgends eine
Schaltung ohne Kondensator bei PIN3 mit dem IR2121 gesehen.
@ Walter (Gast)
>http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1014.pdf>Aber ich werde trotzdem nicht schlauer daraus.
Ich auch nicht so ganz ;-)
>Die Strombegrenzung folgt>ohne den ERR Eingang/Ausgang,
Doch, mit.
> der anscheinend für mehrere Zwecke>vorhanden ist.
Ja.
IR2121/IR2125 Current Sensing Function
Eigentlich müsse die harte Strombegrenzung nur funktionieren, wenn das
ERR Pin OFFEN ist bzw. dort nur ein sehr kleiner Kondensator dranhängt.
Denn laut Beschreibung funktioniert der IC so.
Wenn der Eingang IN von LOW auf HIGH schaltet, ist erstmal für 500ns der
Überstromkomparator stumm geschaltet, um den Strompuls über das Gate des
MOSFETs auszublenden. Dann wird er wirder aktiv. Überstzeigt der CS
Eingang die Schaltschwelle von typ. 230mV, schaltet der Komparator.
Darauf hin schaltet die Ausgangsstufe vom harten Schaltbetrieb in
Linearbetrieb und versucht, den Strom konstant zu halten (komischer IC).
Gleichzeitig wird eine 100uA Stromquelle am ERR Pin aktiv, die einen
angeschlossenen Kondensator lädt. Übersteigt dessen Spannung 1,8V,
schaltet die Ausgangsstufe vollkommen ab.
Ergo. Wenn man den "Käse" mit dem Linearbetrieb nicht haben will, muss
am ERR-Pin ein kleiner Kondensator ran.
C = I * t / U = 100uA * 1us / 1,8V = 55pF
Mit deinen 15nF dauert es
t = C*U/I = 15nF * 1,8V / 100uA = 270us
bis deine Ausgangsstufe den Linearbetrieb abschaltet.
Ich würde 47 oder 100pF ans Pin klemmen und gut. Dann hast du eine rein
digital schaltende Endstufe.
So wie ich das möchte, klappt es leider noch nicht; Der IC lässt einen
Strom bis zur angegebenen Grenze zu, dann regelt er runter, und zwar
extrem runter. Wenn ich auf 2A begrenze, dann bekomme ich bei aktiver
Strombegrenzung um die 0.15A, was ja absoluter mist ist. Daher kam ich
irgendwie auf die 15nF, denn dann war der Strom bei der Strombegrenzung
am höchsten. Anscheinend spielt auch die PWM Frequenz eine Rolle, ich
habe aber noch nicht herausgefunden, wie ich die in etwa setzen soll.
Wenn ja ERR aktiv wird, schaltet die Ausgangsstufe ab. Bei zu hohem
Strom ist dies zu jeder Zeit der Fall und wenn nun diese dt=C*1.8V/100uA
klein ist, dann werden die aktiven cycles auch sehr klein, daher hatte
ich mit den 15nF die besten Resultate. Ich sehe aber nicht ein, wie ich
den Strom nun bei der Begrenzung auch konstant (bei der Grenze und nicht
um den Faktor 10 darunter) halten kann. Ist das überhaupt mit diesem IC
möglich? Bei kurzgeschlossenem ERR kam ich zumindest in die Nähe der
Stromgrenze, die Abweichung entspricht nur etwa der Toleranz.
Gruss Walter
Was suchst du eigentlich?
Ein Stromquelle, die auf einen Maximalwert begrenzt?
Nimm eine Konstatstromquelle, die kann ihren Maximalstrom, gibt aber
auch wenigerab, wenn die Last nicht mehr aufnimmt. Passende
Eingangsspannung der KSQ vorausgesetzt.
Was soll das Geeiere mit dem IC, das wohl für deinen Zweck nicht
geeignet ist?
"The IR2121 is a high speed power MOSFET and IGBT driver with
over-current limiting protection cuitry.
The protection circuitry detects over-current in the driven power
transistor and limits the gate drive voltage."
Das klingt schon nach dem was ich brauche.
"After the blanking time has elapsed if a CS voltage above the threshold
is still present, the output driver is
switched into a linear mode with a feedback amplifier controlling the
output gate drive voltage. The amplifier
and the output power switch form a negative feedback loop which controls
and settles the gate drive voltage to
a lower value in order to keep the switch current limited to the preset
value determined by the sensing resistor
between the CS pin and VS(IR2125) or COM(IR2121). "
Das ist sogar genau das was ich will. Ich kann nur mit dem ERR nichts
anfangen. Der ERR ist ja eigentlich auch dazu da, denn Strom extern zu
unterbrechen oder auch für eine soft Strombegrenzung, das brauche ich
aber alles nicht. Wenn ich denn ERR Eingang auf unter 1.8V halte, dann
funktioniert alles wie gewünscht, doch ich weiß nicht ob das eine gute
Idee ist oder es evtl den IC beschädigt, dafür habe ich aber noch 4 in
Reserve.
Ok, ich denke ich das geht klar, denn der ERR hat einen 1MOhm Pull Down,
daher kann man den auf GND setzen.
Danke für die Hilfe Falk Brunner.
Gruss Walter
@Walter (Gast)
>extrem runter. Wenn ich auf 2A begrenze, dann bekomme ich bei aktiver>Strombegrenzung um die 0.15A, was ja absoluter mist ist.
Dann stimmt was nicht. Entweder deine Schaltung, Layout oder sonstwas.
>am höchsten. Anscheinend spielt auch die PWM Frequenz eine Rolle,
Jain.
>Wenn ja ERR aktiv wird, schaltet die Ausgangsstufe ab.
Ja, damit wird die PWM-Dauer begrenzt.
> Bei zu hohem>Strom ist dies zu jeder Zeit der Fall und wenn nun diese dt=C*1.8V/100uA>klein ist, dann werden die aktiven cycles auch sehr klein,
Das ist doch der Sinn einer Strombegrenzung!
>um den Faktor 10 darunter) halten kann. Ist das überhaupt mit diesem IC>möglich?
Ja.
> Bei kurzgeschlossenem ERR kam ich zumindest in die Nähe der> Stromgrenze, die Abweichung entspricht nur etwa der Toleranz.
Dann schaltet die Endstufe aber nie hart ab und dein MOSFET verheizt
verdammt viel Energie im Linearbetrieb!
@ Walter (Gast)
>switched into a linear mode with a feedback amplifier controlling the>output gate drive voltage. The amplifier>and the output power switch form a negative feedback loop which controls>and settles the gate drive voltage to>a lower value in order to keep the switch current limited to the preset>value determined by the sensing resistor>between the CS pin and VS(IR2125) or COM(IR2121). ">Das ist sogar genau das was ich will.
Nicht wirklich. Du willt KEINEN Linearbetreib. Mit ist soweiso unklar,
wo man das in der der Form brauchen sollte, von Spezialfällen abgesehen.
>aber alles nicht. Wenn ich denn ERR Eingang auf unter 1.8V halte, dann>funktioniert alles wie gewünscht, doch ich weiß nicht ob das eine gute>Idee ist oder es evtl den IC beschädigt, dafür habe ich aber noch 4 in>Reserve.
Wie misst du denn überhaupt? Wo misst du GENAU?
In deinem Schaltplan gibt es eine Spule mit 43mH. Welchen ohmeschen
Widerstand hat die? Die Diode 4148 ist real hofftenlich eine andere,
denn diese ist eine 100mA Schaltdiode. Du braucht dort eine schnelle
Schottkydiode mit 3A oder so.
Es gibt auch gute Chance, dass deine Verdrahtung ordentlich Stress macht
und dir EMV-Probleme ins Handwerk pfuschen. Dann kann auch der beste IC
nicht sauber arbeiten.
@TO
Poste mal bitte ein Foto von deinem Aufbau + Layout
Falk's Hinweis mit den EMV Problemen würde ich ernst nehmen...auch wenn
die Schaltung einfach aussieht bekommt man sehr leicht Probleme mit
parasitären Kapazitäten/Induktivitäten
Ok, ja das mit dem Linearbetrieb ist natürlich Unfug. Die Spule hat 2.2
Ohm Widerstand. Die 1n4148 ist natürlich nur symbolisch, habe eine
MBR4040 verbaut. Die Verdrahtung ist sicher nicht gut (Steckbrett und
eine Realisierung auf einer Leiterplatte aber ohne auf EMV zu achten).
Das die PWM-active-cycle Dauer für die Strombegrenzung zurück geht ist
ja schon in Ordnung, aber doch nicht so stark, dass fast kein Strom mehr
fließt? Kann EMV wirklich einen so grossen Einfluss haben? Die PWM
Frequenz ist ja gerade mal 2.4khz? Ströme sind unter 1.2A?
Die Messung erfolgt direkt durch das Labornetzteil. Auch wenn ich die
Shunt Spannung Messe komme bei aktiver Begrenzung nie in den vom
Hersteller vorgegebenen Spannungsbereich um die 230mV.
Peter schrieb:> Auch wenn ich die> Shunt Spannung Messe komme bei aktiver Begrenzung nie in den vom> Hersteller vorgegebenen Spannungsbereich um die 230mV.
Darf man fragen womit du misst? Ich hoffe nicht mit einem Multimeter...
Walter schrieb:> After the blanking time has elapsed if a CS voltage above the threshold> is still present, the output driver is> switched into a linear mode with a feedback amplifier controlling the> output gate drive voltage.Walter schrieb:> Der IC lässt einen> Strom bis zur angegebenen Grenze zu, dann regelt er runter, und zwar> extrem runter. Wenn ich auf 2A begrenze, dann bekomme ich bei aktiver> Strombegrenzung um die 0.15A, was ja absoluter mist ist.
Siehst du da keinen Zusammenhang ?
@ Peter (Gast)
>Ok, ja das mit dem Linearbetrieb ist natürlich Unfug. Die Spule hat 2.2>Ohm Widerstand. Die 1n4148 ist natürlich nur symbolisch, habe eine>MBR4040 verbaut.
Und warum schreibst du das nicht in den Schaltplan?
> Die Verdrahtung ist sicher nicht gut (Steckbrett und>eine Realisierung auf einer Leiterplatte aber ohne auf EMV zu achten).
Naja.
>Das die PWM-active-cycle Dauer für die Strombegrenzung zurück geht ist>ja schon in Ordnung,
Das ist das elementare Prinzip!
> aber doch nicht so stark, dass fast kein Strom mehr>fließt? Kann EMV wirklich einen so grossen Einfluss haben?
Ja.
> Die PWM>Frequenz ist ja gerade mal 2.4khz? Ströme sind unter 1.2A?
Es reicht, wenn Ströme schnell geschaltet werden. Fehler in der nicht
sternförmigen Masse etc. können einem da ganz fix in die Suppe spucken.
Peter schrieb:> Die Messung erfolgt direkt durch das Labornetzteil.
Schau Dir das Innenschaltbild des IR2121 auf S.4 an.
Ja, der begrenzt, aber dabei kann der auch schwingen wie Sau.
Du musst Fehler über ERR erkennen und abschalten wenn die länger
anliegen.
Das ist nur ein Schutz gegen Crossconduction o.ä. und keine gutmütige
lineare Stromquelle.
Wie willst Du schnelle Schwingungsvorgänge mit einem Labornetzteil oder
Multimeter messen ?
Du wirst ein Oszi brauchen wenn Du solche Schaltungen vermessen willst.
PWM_2.png
(13 KB)
