H-brygga, bra komponentval eller ej?

[chille]

> Du blandar fortfarande ihop olika saker! Läs citatet du anger igen och första vad det handlar istället. Läs gärna mer där du har det ifrån, du har ganska tydligt tagit det ur sammanhang.

Okej, ska plöja igenom guiden några gånger till och se om jag förstår.

> Nejdå, symbolen är helt OK, du har bara vänt det upp-och-ner. Men du menar alltså att alla dina scheman innehåller liknande fel? Och i så fall: hur har du egentligen kopplat/kommer att koppla?

Nej, symbolen är fel. Den stämmer INTE överens med databladet. Nu har jag däremot rättat till felet som jag påpekade tidigare.

> Testa att rita in i schemat och se skillnaden... (men svaret är: nej!)

Nu har jag ritat in ett par schottky-dioder. Förutom att jag nu ritat om symbolen så att det är en vanlig diod och inte en schottky så tycker jag inte det är någon uppenbar skillnad. Däremot fick jag förklarat för mig att de inbyggda dioderna inte är tillräckligt snabba och jag därför behöver extern snubbing. Lämpligtvis då via schottky-dioder eller en t ex en transorb som är oerhört mycket snabbare än de inbyggda dioderna (113nS mot 1pS). Utöver dessa tycker även vissa att man bör ha en RC-snubber parallellt med lasten. Dels för att ta bort de initiala transienterna, men även för EMI.

> transistorn du har valt har 11nF kapacitans på gaten, ett ganska högt värde, vilken switchfrekvens tänker du använda?.
> vilket värde på R3 tänker du använda? omslagstiden blir typ R3x11nF.
> omslagstiden ger en förlusteffekt som kan vara mycket större än 3W
> Vilka effektförluster får du på R3? R3 skall även klara strömpulsen
> totala effekten, jag gissar minst 20W kan du inte kyla bort utan kylfläns

Jag är osäker på vilken frekvens jag behöver, men jag tänker mig åtminstånde ett tiotal kHz. Kanske till och med ett par hundra kHz.

Den här biten är utanför mitt kunskapsområde. Jag sitter och plöjer igenom det kapitlet nu och försöker förstå hur man räknar. Men om det nu stämmer att det blir 20W förluster har jag antagligen valt helt fel komponenter.

> IT2181, skall den matas med 5V? räcker de 5volten till att driva låga sidans mosfet?

Ser nu att de rekomenderar 10-20V matningsspänning till IR2181. Är det så att Vgs på låga sidan inte kan gå högre än matningsspänningen? För då måste jag upp i minst 10V. Vid 5V blir Rds(on) på tok för högt, vid 10V når man lägsta möjliga Rds(on).

> ledningsbanorna på kortet måste vara grova för att klara strömmen.

Jo, det blir nästa problem. Kortast möjliga avstånd till lämpliga anslutningar som klarar strömmen.

Hoppas jag fick med allt nu. Jag har även uppdaterat schemat en gång till.

[Icecap]

Men allvar?
Shottky-symbolen är INTE samma som zener-symbolen! Fel igen alltså.
På MOSFET-symbolen ska gaten komma ut närmast source, fel där fortfarande.

Det känns lite som att be en ordblind korrekturläs en text om du förstår. Passar schemat inte eller man får gissa vad som EGENTLIGEN menas är det ju ganska svårt att ge vettiga svar, det kan ju vara felkopplat, feltänkt eller rätt, vad gäller?

Och detta med snubberdioderna:
Du verkar totalt att ha översett att om T2 eller T4 leder och sedan släpper kommer det att komma en strömspik på MOTOR_A hhv. MOTOR_B. Även om substratdioderna i MOSFET-transistorerna skulle ha varit snabba nog fungerar de som zenerdioder på, i detta fall, 80V. Alltså kommer det att finnas strömpulser på 80V på Vs-ingången på drivkretsen.

IR2181 tål förvisso detta men andra kretsar kan ha "psykiska problem" med detta.

[Andax]

>> IR2181 tål förvisso detta men andra kretsar kan ha "psykiska problem" med detta.

Icecap, nu verkar du lite virrig. IR2181 är ju designad för just detta. VS ligger och flyter och skall göra så för att man skall kunna styra Vgs på mosfet på high-side. Det är ju till och med så att T2 och T4 måste toggla tillräckligt ofta för att ladda upp kondingen som ligger mellan VB och VS.

[Icecap]

Nejdå, jag skriver ju just att den tål det eller hur?

Andra drivkretsar <i gemen> kan däremot ha problem med så höga spänningar.

[rikkitikkitavi]

Vad är en strömpuls på 80V ?

Menar du en spänningsspik/puls på 80V (ex pga induktanser och plötsliga transienta strömmar) eller en strömspik/puls på X ampere (tex vid laddning av en kondensator)

Det är mycket viktigt att hålla isär dessa begrepp innan vi kan gå vidare. Att blanda samman brukar leda till förlust av magisk rök.

[Andax]

Att han valt IR2181 är ju just att den är till för applikationen. Att det sedan finns drivkretsar som inte uppfyller dessa krav är 100% säkert, men då börjar det bli lite fånig nivå på diskussionen.

[chille]

> Shottky-symbolen är INTE samma som zener-symbolen! Fel igen alltså.

Hoppsan. Jo det stämmer att jag blandat ihop symbolerna för schottky- och zenerdioder. Men det är av mindre intresse då jag ändå hade tänkt köra en transorb och en sådan verkar ha alla möjliga varianter av symboler i scheman. Oftast ritas de ut som någon form av zenerdiod. Det är svårt att veta exakt hur symbolen ska vara då det inte framgår i de datablad jag kollat och eftersom jag inte ens valt vilken specifik modell jag tänker använda mig av.

> På MOSFET-symbolen ska gaten komma ut närmast source, fel där fortfarande.

I databladet kommer den förvisso ut i mitten. Men jag flyttar ner den eftersom det verkar vara praxis.

Andax: Jag ser nu att jag kollat i fel datablad. Jag har kollat i det som Farnell länkar som är till 2183/2184, men som även verkar inkludera lite information om 2181. Hur som helst har jag ju ändrat till +12V matning och övriga specar verkar ju vara likvärdiga.

[rikkitikkitavi]

glöm inte att prpgrammera in dödtid i styrningen av bryggan, annars får du byta fetar ofta. och läs databladet noga för storlek på bootstrapkondensatorn, så att den har laddning nog map switchfrekvens att bottna fetarna, annars får du byta fetar ofta...

dina schottkys behöver inte tåla mer än några ampere Iavg, vilket underlättar urvalet. Egentligen går det med vilken switchdiod som helst som leder före bodydioden i Feten.

driv fetarna hårt och snabbt.

jag vet inte vad en rimlig switchfrekvens är för en motor, har bara lattjat m DCDC innan och då har man rätt bra koll på magnetiseringsinduktanserna.

[chille]

Jo, programmeringen blir ju ett kapitel i sig. Nu tror jag förvisso att det åtminstånde finns shotthrough-skydd inbyggd i drivarna, så det lär inte bli något totalhaveri för att man råkar göra något misstag i utvecklingsfasen. Och så länge det fungerar i utvecklingsfasen har man ju god tid på sig att analysera med oscilloskopet.

Även bootstrapkondingen är ett kapitel i sig då den begränsar hur jag kan styra transistorerna. Jag har inte räknat så mycket på vilka tider som krävs för att hålla den tillräckligt laddad. Om den skulle bli ett stort problem får man väl i värsta fall använda extern bootstrap och styra det från microcontrollern.

[H.O]

IR2181 har inget skydd för cross conduction, den slår gladeligen på både höga och låga switchen om du ber den så se upp med det. Beroende på vilken "typ" av PWM man kör så är det ibland vanligt att man knyter ihop de båda ingångarna och driver med en och utgång. Eftersom den en är inverterad så finns det ingen risk att man slår på båda två samtidigt - av misstag eller annan anledning. Notera dock att även kretsar som HAR skydd för cross conduction bara skyddar "dig" från att slå på bägge switcharna samtidigt.

Deadtime är till för att säkerställa att den övre switchen är avstängd innan den nedra börjar leda - och tvärtom. Vissa drivkretsar har fast dödtid, andra har ställbar, IR2181 har ingen utan det måste man sköta med PWM generatorn. Många PIC och säkert alla andra uC har PWM-generator med dödtid. Notera dock att när du applicerar dödtiden på PWM-signalen (kontra att låta drivkretsen sköta det hela) är att då kan du inte koppla ihop HIN och LIN\ till en och samma utgång - vilket igen gör kretsen känslig för felprogrammering.

Jag har använt IR21844, den är rätt trevlig då den har skydd för cross conduction, ställbar dödtid och shutdown ingång som funkar bra till cycle-by-cycle strömbegränsning. 180V, 25A DC-servo med IRFP264N - inga externa dioder - fungerar bra.

Jag har inte så stor erfarnhet av motorstyrningar med riktigt höga spänningar (över 200V etc) eller riktigt höga effekter men jag har en del erfarenhet av styrningar för lägre effekter både vad gäller "hobbyprylar" och industriprylar. Till hobbyprylar räknar jag t.ex Geckodrive och CNCDrive och till industriprylar räknar jag bl.a Parker Motion, MAXON, Pythron, Advanced Motion Control och Grantie Devices. Inga av de modeller från någon av dessa tillverkare - varken för steg- eller för borstade DC-motorer som jag använt har externa dioder över switcharna. De har säkert valt MOSFET med omsorg men att man SKA ha extern diod köper jag bara inte.

JAG kan inte tillräckligt mycket för att avgöra NÄR det verkligen behövs en extern diod över switchen. Varför skulle man inte använda den interna? Visst, det är lätt att säga att den interna är för långsam men vad är för långsam och vad är snabb nog? Jag köper inte "så snabb som möjligt" och jag köper inte argumentet att man SKA ha en extern diod - det finns ju redan en - och även om den är en "biprodukt" av själva switchen så finns den där och data på den finns i databladet för respektive MOSFET. Vad är snabb nog?

Självklart blir det något högre förlusteffekt i switchen om man använder den interna dioden istället för en extern men det totala förlusteffekten borde inte bli så mycket högre.

Jag har vid tidigare diskusioner kring ämnet länkat till en IR app note: The do's and don'ts of using MOS gated transistors, kan vara intressant läsning.

EDIT: IR21884 -> IR21844.

[Swech]

Om du klarar dig med 40V så har Infineon riktigt trevliga rackare
BTS7960 är en halv brygga, levererar 40A.
7mOhm / 9mOhm internt

Fördel - allt är redan konstruerat och klart.
Nackdel - max 40V

Swech

[chille]

Just ja, det är ju även dead-time och cross-conduction prevention som skiljer IR2181 och IR2183. Jag kollade ju som sagt i databladet för IR2183 eftersom Farnell länkade fel. Då uppdaterar jag schemat till en IR2183 så får jag ju lite extra skydd. Om det inte räcker med 500nS dead-time kanske man till och med skulle välja en IR21834.

HIN och LIN kan jag ju dessvärre inte koppla till samma pinne på mikrokontrollern, för då kommer jag inte kunna bromsa.

Jag har hört från flera säkra källor att man inte ska ha snubber-dioder. IR rekomenderar till och med själva att man förlitar sig på den interna. Jag funderar på om man ska ta bort den från schemat igen.

PDF:en du länkar har jag redan öppen. Tyvärr har jag inte hunnit läsa igenom den då de PDF:er jag använder som referns totalt är cirka ett hundratal sidor.

Swech: Det är i gränsfall att jag klarar mig på 40V. Dessutom är det ju trevligt att få mindre förluster och även möjlighet att kunna bromsa, vilket jag inte får med det där chipet.

EDIT: H.O: Jag gissar på att du menar IR21844 och inte IR21884?

[H.O]

Yes, IR21844 ska det såklart vara.

Nej, som sagt det beror på vilken typ av PWM man kör. Om man kör locked antiphase så bromsar man ju aktivt genom att slå på bryggan i "motsatt riktning" så att säga. Om du vill bromsa genom att "kortsluta" motorn så går det såklart inte att ha HIN/LIN ihop. För övrigt ser jag nu att även jag sett fel. På IR2181 är båda ingångarna aktivt höga så på den hade det ju inte funkat i alla fall. På IR2183 är den ena inverterad.

Tala gärna om vart du hittade att IR rekomenderar att använda den interna dioden - jag behöver lära mig mer.

[chille]

Jo, och om motorn redan står stilla och man vill försäkra sig om att den håller sig kvar där är det ju väldigt smidigt kortsluta motorn.

Jag har inte själv läst citatet om att de interna dioderna skulle vara tillräckligt. Jag har fått höra det från en av alla människor som sagt åt mig att plocka bort det externa snubber-dioderna. Han verkar inte ha länken på rak arm, men återkommer om han hittar den igen. Någonstans på IR's hemsida ska det iaf finnas. Nu har jag iofs inte IR-transistorer, men principen borde vara den samma för de från Infineon som jag har valt att använda för tillfället.