Motor H-brygga, en kanal dör. skydd ?? (Lösning funnen!!)

[lizerdboy]

Tjena.

Jag har inte pysslat så mycket med effekt H bryggor så jag gick nästan helt efter OSMC open source projektet när jag gjorde min motor drivare. http://www.robotpower.com/downloads/osm ... -clean.pdf

Jag har testat båda korten på labb bänk med oscilloskop utan att något se konstigt ut, visserligen bara 15 volt.
Men när jag testa dom monterad och med 24volt så dog samma kanal på båda motorkorten "Jag har 2 separata kort, för varsin motor"
Rättare sagt så var det bara en mosfet U12 som gick söder och kortslöt hela den kanalen.

Jag gissar att det har med att det kommer för hög spänning på Gaten på mosfetarna, konstiga var bara att det var samma kanal på båda korten.


Nu skulle jag vilja höra vad ni tror.




hela schemat
http://www.lizerd.se/images/wysiwyg/webb/Motor1.jpg

Jag kommer testa med att sätta en skydds diod mellan Gate och source på 15v.

Frågan är då vilken typ av diod är bäst, TVS eller Zenerdiod (förstår att skyddet ska vara dubbelriktat)
Vad tror ni ??

tex


Här är motor drivaren

[H.O]

När går/gick den sönder? Vid spänningstillslag eller efter en stund?

I en app note för HIP4081, sidan 13, hittade jag följande:

The HIP4080 and HIP4081 H-Bridge Driver ICs require external circuitry to assure reliable start-up conditions of the upper drivers. If not addressed in the application, the H-bridge power MOSFETs may be exposed to shoot-through current, possibly leading to MOSFET failure.

Det hela kontroleras genom DIS-ingången och den verkar styras "externt" i ditt schema så det är lite svårt att säga hurvida det är den troliga orsaken - men det är EN möjlighet i alla fall.

[lizerdboy]

Det funka fint vid första testet då båda motorerna gick fullt, men när jag drog ner hastigheten, tills motorerna gick åt andra hållet så gick båda säkringarna.
jag körde motorerna 0 -> 100% upprepade gånger, men när jag körde från 100% mot 0 och sedan mot -100% så gick säkringarna samtidigt.

detta anser jag konstigt att den skulle dra mer vid ~50% dutycycle vilket den inte borde.
Men jag är inte helt säker på att det kan ha haft med hastigheten (dutycycle) utan det kan vara som du säger , vid tillslag.

Ska kolla lite mer på om jag kan sätta ett skydd i mjukvaran så att när matningen till motorerna är av -> slås på så finns det ett delay tills det är ok att sätta motor drivarna i Enable.

hmm ska kolla om jag kan lösa det så.

säkringen som var till varje motor drivare var på 20A

[H.O]

Det är ju rätt brutala transistorer men du kan ju alltid sätta, typ 0.5-1ohm eller nått i serie med matningen, då ska ju inte switcharna kunna dö av överström pga av shoot-thru i alla fall. Har du tillräckligt med dead-time?

100% dutycycle föresten, stödjer HIP4081 det?

[lizerdboy]

Aa när du säger det så kan det jag skrev vara väldigt otydligt.
+-100% i koden i MCU är = 5 - 95% dutycycle ut till HIP4081, 0% i koden är = 50% dutycycle.

Kan tillägga att jag bytte den felaktiga transistorn på ena kortet och så funkar det igen (endast testat ena då jag bara hade en extra transistor)
har endast testat med 15v, väntar tills jag beställt hem skydds dioder.
Men gate-source spännings skillnaden är 12v peak to peak.

Dead time är satt på max, med fast 250K motstånd.
Edit , såg nu att det var 220K, så nästan max

[blueint]

Att mäta är att veta(tm) ..

Kika på vågformen på utgångarna från mikrokontrollern ..?

MOSFET gate-source vågformen, gärna i kombination med mikrokontrollerns utgång ..?

Externa backspänningsdioder korrekt inkopplade ..? ..och fungerar dom?

Dead-time ..?

Kylning?

[lizerdboy]

Nu har jag lagat den andra modulen + satt på gate skydd ( 2 motriktade zenerdioder på 15v)

Har nu tagit massa oscilloskop bilder för att höra om jag har något mer fel innan jag testat dom i maskinen.

Frågan är nu, ser det här bra ut så jag kan testa igen ??

Dead-time är satt till ~150ns
Kylning finns det ordentligt av, har inte märkt att modulerna blir varma.

Signaler på Low side (innan och efter en resistor på gate signalen)





Signaler på High side (innan och efter en resistor på gate signalen)





Gate signaler (High and Low side)





Samma signaler fast från HIP4081 (High and Low side)





Mätning direkt på Motor utgångarna




gul = Signalen från mikrokontrollen
blå = signal ut från HIP4081 (low side)
det är mycket svängningar på processor signalen, vet ej om det är överhörning mellan oscilloskops kanalerna.


alla mätningar är gjorda med jord på oscilloskopet till samma jord på nätdelen.

[PeterH]

Om det är två olika MOSFET på två olika kort men på samma position (U12) kan det ju tänkas bero på layouten

[lizerdboy]

Precis vad jag tänkte då det var exakt samma mosfet som gick sönder på båda modulerna.
dock så tycker jag strömmarna är inte är så stora för att det ska bli kortis i mosfeten, men men.

Dessa moduler skulle driva en motor på 200~300w med matning 24v
Nu har jag förstärkt med koppar ledningar.

Har börjat på två andra moduler och dessa har jag förstärkt lite extra.

[blueint]

Prova lämplig snubber för att få kontroll på insvängningen.

[lizerdboy]

Hur skulle den snubber schemat se ut ?, är inte helt säker ?
RC filter mellan pwm <-> inverterad pwm ??

ingångarna på HIP4081 har smith trigger funktion.

[lizerdboy]

Nu har jag hittat orsaken till varför säkringarna/mosfetarna gick sönder vid start.

När allt är spänningsatt och HIP4081 går från Disabled -> Enabled (pinne 3 DIS),

så blir det en enorm ström spik, har inte tänkt på att mitt slår till på strömbegränsning som är satt till 15A .
Dock så är det en väldigt kort stund som strömmen rusar, dock tillräcklig för säkringar och mosfetar att gå sönder kan jag tänka mig.

gula = matningen, blå = ena motor anslutningen


En annan triggning med samma anslutningar inzoomat




Ingen motor/ belastning är ansluten !!
Så det måste vara Pass-Through fel !!

Gate signaler , Blå = low side, gul = high side


signal från HIP4081 signaler , Blå = low side, gul = high side


Ser inget konstigt på signalerna, ser likadant på andra kanalen.

Man ser att det tar ett tag för highside gate signalen att öka i spänning, men de kan väll inte vara orsaken ??

tankar ???


Edit**

Nu testade jag med 5 och 95 % duty cycle

Här ser man att båda är aktiva i början, och strömbegränsningen tar hårt




Hmm hur ska man lösa detta ??

[H.O]

Läste du sidan 13 i app-noten jag länkade till i andra inlägget? Jag tycker problemet du beskriver låter exakt som det de behandlar där.

[lizerdboy]

Tjena H.O:
Jo då, det förklarar bra sätt att undvika shot trough vid spännings tillförsel.

Det problem jag har är när alla spänningar finns och man går från hög -> låg signal på DIS, när jag sätter HIP4081 i Enable läge.
Det är då jag får strömspik.

Har nu kollat DIS signalen och den är precis som den ska vara.

[H.O]

OK, så när du går från disabled till enabled så bortser drivkretsen från statusen på ingångarna och driver både övre och nedre switchen trots att ingångs-signalerna dikterar annorlunda? Nice...
Driver du alla fyra ingångarna direkt från din mikro-kontroller? I så fall kanske du ska prova att dra alla fyra låga när du går från disabled till enabled och därefter "släppa på" PWM-signalerna.