IR2136 (3-phase bridge driver) "typical connection"

[Martin Z. (mzahedi)]

Hallo liebe Community,

ich entwerfe gerade einen Schaltplan für eine BLDC Steuerung und 
verwende dabei den IR2136. Hier das Datenblatt:
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/salvatori_a_m/apendiceE.pdf

Meinen jetzigen Schaltplan bzw. die "gate driver connection" habe ich 
angehängt - hauptsächlich durch das Datenblatt und Google (heißt aber 
nicht dass ich die Schaltung nicht verstehe. Die Brücke habe ich selber 
dimensioniert) Es gibt aber 3-4 Pins die mir noch "Kopfzerbrechen" 
bereiten und ich würde wirklich gerne wissen was ich hier mache und was 
am meisten Sinn macht daher würde ich mich wirklich über hilfreiche 
Tipps freuen. Habe sie hier mal aufgelistet und jeweils die wichtigisten 
characteristics aus dem Datenblatt ausgesucht. :

* ~FAULT: open-drain high impedance (0V when over-current or low-side 
undervoltage lockout has occurred. Else high impedance)
Recommended Operating Conditions:
VFLT, ~FAULT output voltage, min. VSS (Logic Ground), max. VCC (=12V)
===> was mache ich mit diesem Pin? Bei VCC = 12V, einer 
LED-Durchlassspannung von 2.1V und einen benötigten Strom von 20mA kann 
ich sagen (12V-2.1V) / 0.02A = 495R. Also die VCC-Leitung über einen R 
und LED mit ~FAULT verbinden. Dann würde der selber Strom ja in den 
Treiber hineinfließen wenn man die technische Stromrichtung beachtet. 
Ist das nicht schlecht für den Treiber? Irgendwie finde ich keine max. 
ratings. Wie würde es aussehen wenn ich diese Information an den µC 
"weiterleiten" möchte?

* EN: Logic input to enable I/O functionality
Static Electrical Characteristics:
VEN TH+, Enable positive going threshold, min —, max 3V
VEN TH-, Enable negative going threshold, min 0.8V, max —
===> µC Pin mit 3.3V output (eh klar)

* RCIN: External RC network input used to define FAULT CLEAR delay
Recommended Operating Conditions:
VRCIN, RCIN input voltage, min. VSS (Logic Ground), max. VCC (=12V)
Static Electrical Characteristics:
VRCIN TH+, RCIN positive going threshold, typ. 8V
===> Hier würde ich das Glied so dimensionieren sodass eine Spg. von 8V 
nach 2ms erreicht sind (siehe TFLTCLR).

* ITRIP: Analog input for overcurrent shutdown
Recommended Operating Conditions:
VITRIP, ITRIP input voltage, min VSS (Logic Ground), max VSS + 5V
Static Electrical Characteristics:
VIT, ITRIP positive going threshold, min 0.37V, max. 0.55V
===> so dieser Pin hier ... was mache ich mit dem? Müsste R11 in meiner 
Schaltung nicht ein Shunt-Widerstand sein?
Oder auch hier diese Variante: 
http://u.dianyuan.com/bbs/u/60/2300201197429285.jpg ?!?

Würde mich wirklich freuen wenn ihr mir Tipps geben könnt! Bzw. 
Feedbacks zu der Schaltung allg. sind auch willkommen.

Danke im Voraus und schöne Grüße aus Wien!
Martin

[aSma>> (Gast)]

Servus,
Der Fault Pin ist Opendrain. Wie man eine LED an Opendrain anschließt, 
das lässt sich googeln. Eine gute LED leuchtet auch schon bei 10mA sehr 
hell!

> Irgendwie finde ich keine max.
> ratings. Wie würde es aussehen wenn ich diese Information an den µC
> "weiterleiten" möchte?

Spannungsteiler. Eine Nummer sicherer plus Z-Diode. Oder 5V als 
Opendrain Spannung nehmen bzw. 3.3V je nach µC.

> VIT, ITRIP positive going threshold, min 0.37V, max. 0.55V
> ===> so dieser Pin hier ... was mache ich mit dem? Müsste R11 in meiner
> Schaltung nicht ein Shunt-Widerstand sein?
> Oder auch hier diese Variante:
> http://u.dianyuan.com/bbs/u/60/2300201197429285.jpg ?!?

Keiner kennt deinen Motor. Also muss du jetzt ein wenig rechnen und man 
darf die Verlustleistung nicht aus den Augen lassen.

Annahme: 10A, Uth ist hier 0.37V...0.55V (Komparator), 
R_shunt=R11=0,05Ohm/5W.
Aus R9 und R10 würde ich einen kleinen Tiefpass machen. Jedenfalls eine 
kleinere Zeitkonstante als tRCIN. Wobei du ich grad sehe, dass du C5 mit 
R12 nicht etwas zu groß gewählt hast? Das gibt einen sehr großen 
Rippelstrom.

Bei den obengenannten Link ist eine Sternschaltung beim Itrip Pin. Bei 
dir hast du ein Dreieck. Guck mal beim Hersteller nach einer Appnote. 
Eventuell wird dadurch irgendein Potential berücksichtigt, was mir auf 
die schnelle nicht ersichtlich scheint.

mfg

[Martin Z. (mzahedi)]

Hi,

vielen Dank für deine Antwort.

* Fault Pin würde ich wie im Anhang dargestellt dimensionieren. Welche 
Variante ist die "schönere"?

* Zu ITRIP und Motoren

CIM PM 805-001, 22VDC
scheinbar: "the motor is250W, 22V DC, @ 11.5A. Operates on two 12V 
batteries."

Quelle: 
http://forum.allaboutcircuits.com/threads/22vdc-wheelchair-motor.24129/ 
.. sonst findet man gar nichts im Internet

Motorstrom (eigene Messung): Leerlauf ca. 3,5A. Stark belastet 14A also. 
Also kann man von 30-50A Maximalstrom, und 15A Nennstrom einigermaßen 
"sicher" ausgehen. Achtung ich treibe einen DC Motor mit 2/3 der Brücke 
an. Teilaufgabe des Designs um später blabla ^^
Kannst du mir ein bisschen näher erklären was ich hier rechnen muss?

* C5 würde ich 1nF und R12 mit 2Mohm wählen. Lt. Datenblatt 1.65 ms 
clear time.

Danke im Voraus und LG!
Martin

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

C7 - C12 hast du hoffentlich noch nicht eingebaut. Erstens überleben sie 
das nicht lange und zweitens werden die MOSFet auch noch mit dem 
Kurschlussstrom der Elkos malträtiert.

Du möchtest hier so schnell wie möglich sein, da haben Elkos parallel zu 
den MOSFet nichts zu suchen. Auch die Gatewiderstände mit 1k sind hier 
viel zu hoch und quälen die MOSFet unnötig. Nimm was im Bereich von 
15-68 Ohm.

[aSma>> (Gast)]

> Welche Variante ist die "schönere"?

Siehe Bild. K.A. was du da gemalt hast. Eventuell noch einen Tiefpass 
Kondensator.

Du brauchst aufjeden Fall eine Stromregelung.

> * C5 würde ich 1nF und R12 mit 2Mohm wählen. Lt. Datenblatt 1.65 ms
> clear time.

Das hängt immer von der Induktivität des Motors ab. Ist die 
Zeitkonstante zu groß, dann ist der Rippelstrom groß...
Man muss halt sich mit einen Oszi und Poti ran tasten.

> Kannst du mir ein bisschen näher erklären was ich hier rechnen muss?
Was genau willst du den rechnen?
R_shungt?

Meine Annahme mit 10A war doch gar nicht schlecht. Uth=Imotor*R_shunt. 
Ist doch kein Geheimnis. 2 Hochleistungswiderstände parallel sind 
oftmals billiger/kleiner.

mfg

[Martin Z. (mzahedi)]

Matthias S. schrieb:
> C7 - C12

ah okay und danke! dann habe ich das falsch verstanden wie ich das 
erklärt bekommen habe - gehören zw der +24V und der COM Leitung die 
Elkos?

> Gatewiderstände mit 1k sind hier

Habs auf 51 und die anderen auf 5.1 verringert danke!

aSma>> schrieb:
> Siehe Bild. K.A. was du da gemalt hast. Eventuell noch einen Tiefpass
> Kondensator.

Zu viel des Guten :-/ :D brauche eh nur die rechte Hälfte sozusagen so 
wie du es netterweise dargestellt hast - kommt noch ein Spannungsteiler 
mit einer z-Diode "auf 2.5V" daran - wenn ich mitm PIN low lese (per 
interrupt) weiß ich dass overcurrent aufgetreten ist

> Man muss halt sich mit einen Oszi und Poti ran tasten.

Hab mir soeben den Treiber und die nötigen Bauelemente bestellt um zu 
testen :)

> Meine Annahme mit 10A war doch gar nicht schlecht. Uth=Imotor*R_shunt.
> Ist doch kein Geheimnis. 2 Hochleistungswiderstände parallel sind
> oftmals billiger/kleiner.

klingt logisch - ich probiere mal. Danke auf jeden Fall!

LG Martin

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

Martin Z. schrieb:
> gehören zw der +24V und der COM Leitung die
> Elkos?

Ja, aber die hast du ja auch schon drin, C13,C14,C15 und C17 sind das. 
Da kann es auch nicht schaden, ein paar richtig dicke Klopper mit 50-63V 
zu benutzen, denn die armen Kerle bekommen eine ganze Menge Gegen-EMK 
über die Bodydiden der MOSFets ab. Und alles mit richtig dicken 
Leitungen verdrahten.