Mosfet H-bridge motor driver dmv PWM

Bij toepassingen zoals rijdende viskarretjes en dergelijke, moet ik altijd denken aan dit:
http://www.uploadarchief.net/files/download/simple%20h-bridge.jpg

Lekker simpel en failsafe.
Zolang het niet snel hoeft te wisselen (voor/achteruit rijden) is dit een prima oplossing. Schakelen terwijl PWM=0 voorkomt slijtage aan relais en motor.

Nadeel, relatief traag en maakt geluid.

Bier zonder alcohol is als een beha aan een waslijn: het beste is er uit!

Hallo Jordi, bedankt voor je reactie, ik zal de schakeling zeker bewaren en t.z.t. uitproberen, al lijkt het me niet zo eenvoudig om aan zo,n relais te komen die grote stromen aan kan.

Lambiek

Special Member

Op 8 februari 2013 15:53:09 schreef r10:
Hallo,ik zit nog met een probleempje, om de diodes op een koelblok te plaatsen moet ik de aansluitingen met ± 10cm. verlengen, kan ik dit doen zonder problemen te krijgen?

Denk het niet, zelf zet ik de diode's altijd bij de motor.
Als je zware diode's hebt, neemt dat alleen maar ruimte in beslag.

Zie foto.
http://www.uploadarchief.net/files/download/motor%20met%20ac...#039;s.jpg

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Hallo Lambiek, bedankt voor je reactie, ik zit nog met de vraag of de diodes MBR2545CT nu 15 ampere kunnen hebben of 30 ampere, als ze 30 ampere aankunnen is er niets aan de hand, mijn karretje zal niet boven een wandelsnelheid uitkomen, dus verwacht ik niet dat er grote stromen gaan lopen, misschien schat ik het verkeerd in, maar dat hoor ik dan wel van jullie.

Op 8 februari 2013 14:07:19 schreef r10:
Bedankt voor je reactie, kun je mij ook zeggen of het type MBR2545CT ook geschikt is voor de Hbrug, mij is het niet duidelijk of de diode nu 30 Amp. aan kan of maar 15 Amp.

Bij die "30A" staat er "per leg" (*). Dus ik denk dat ie 30A per diode aankan, maar dat je dan wel de "TAB" moet aansluiten als je boven de 15A per kant gaat.

Hallo,ik zit nog met een probleempje, om de diodes op een koelblok te plaatsen moet ik de aansluitingen met ± 10cm. verlengen, kan ik dit doen zonder problemen te krijgen?

Ik zou geen lange draden naar de diode nemen. Da's niet fijn. Waarom zou je hem koelen? Als je continue 30A doorheenstuurt gaat ie ongeveer 25W verstoken. Dan moet je hem koelen, en daar is ie ook voor gemaakt. Maar voor een vrijloop diode hoop je dat ie maar kort die stroom er doorheen loopt. Je wil de stroom door je motor hebben, niet door de diode.

(*) Dat is op pag 1, bij "major ratings". Op pag 2 staat duidelijk 15A per pootje, max 30A totaal. Kortom, het staat er DUIDELIJK VERKEERD!.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

Op 18 februari 2013 09:28:41 schreef rew:
Ik zou geen lange draden naar de diode nemen. Da's niet fijn.

Je hebt geen lange draden nodig, zet vaak een brugje (vier diode's)bij de motor, dat werkt prima. En de bedrading naar de motor heb je toch al nodig.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Hoi Lambiek,

De controller lijkt het te hebben begeven.... iig voor nu! De motor kan nog maar een richting opdraaien ipv twee.

Als ik spanning op de controller aansluit begint hij te tikken en 1 FET wordt erg heet (let op geen motor of pwm inputs aangesloten).

De FET die heet wordt is de tweede van links:

http://www.uploadarchief.net/files/download/print%20motordri...20500w.gif

Ik probeer nu het probleem op te sporen. Ik heb eerst de FET die erg heet wordt preventief vervangen maar dit helpt niet. Na het aansluiten wordt deze direct weer heet.

Dit maakt het trouble shooten ook een beetje lastig. Ik wil namelijk eerst kijken of de pulsen de IRF 2184 ingaan en weer eruit.

Hebben jullie tips waar te beginnen voordat de hele controller in rook opgaat?

Alvast bedankt.

Update: Ik heb de "br" verbinding tussen de +24 Volt en de twee drain verbindingen van de middelste FET's losgeknipt. Hierdoor stopt het tikken :) en de FET wordt niet meer heet.

Het valt me wel op dat de 7815 nu erg heet wordt, is er dan mogelijk toch een IRF2184 kapot?

Ik ga morgen de plaat volledig doormeten in de hoop zo het probleem te lokaliseren.

[Bericht gewijzigd door ICcircuit op 1 maart 2013 22:17:59 (15%)]

Ik heb mbv wat simpele testen de printplaat doorgemeten en alles lijkt ok?

Heb net alle FET's losgehaald en ook doorgemeten (http://n0m1.com/2011/12/04/how-to-testing-an-n-channel-mosfet/)

Hebben jullie nog tips? Ik weet even niet hoe nu verder....

Alvast bedankt :)

Lambiek

Special Member

Heb je gekeken of de fet's onderling geen sluiting maken. Dus of er geen isolatie plaatjes doorslaan, of dat er een ringetje stuk is, zodat er een schroefje sluiting maakt.

Die 7815 mag niet echt heet worden als er geen stroom loopt, het zou kunnen dat er een fet driver stuk is. Heb dat ook wel eens gehad.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ok, bedankt!! Zal eens naar de FET drivers kijken (heb ik al even snel gedaan maar kon zo snel niks vinden).

Nu de FET's uit de plaat zijn gehaald wordt de 7815 niet meer heet maar er wordt nog wel 15 volt gemeten.

Wat zou een mogelijke reden kunnen zijn dat er en driver kapot gaat? Misschien maak ik op de volgende print wel IC voetjes zodat deze dan makkelijker kunnen worden verwisseld.

Update FET driver metingen:

Met hoog en laag wordt +5V en 0V bedoeld.

Case 1:
Release = Hoog
PWM streep = Hoog
PWM = Laag

Output 4011:
PWM streep = 5V
PWM = 0V

Bridge:
PWM streep: LO = 0V, HO = 10.5V
PWM : LO = 14.43V, HO = 12.77V

Case 2:
Release = Hoog
PWM streep = Laag
PWM = Hoog

Output 4011:
PWM streep = 0V
PWM = 5V

Bridge:
PWM streep: LO = 14.46V, HO = 10.5V
PWM : LO = 0V, HO = 12.77V

Case 3:
Release = Laag
PWM streep = Laag
PWM = Hoog

Output 4011:
PWM streep = 0V
PWM = 0V

Bridge:
PWM streep: LO = 14.46V, HO = 10.5V
PWM : LO = 14.44V, HO = 12.77V

Case 4:
Release = Laag
PWM streep = Hoog
PWM = Laag

Output 4011:
PWM streep = 0V
PWM = 0V

Bridge:
PWM streep: LO = 14.47V, HO = 10.52V
PWM : LO = 14.44V, HO = 12.77V

Wat me opvalt is dat de FET driver PWM streep HO structureel te laag is tov de anderen (10.5 V).

Voor de rest zijn de resultaten concequent maar weet niet of deze goed zijn (voltages)

IC voetjes zijn vooral handig om een schakeling stukje voor stukje te kunnen opbouwen en testen, maar als het goed is gaan je IC's, net als de andere onderdelen, niet stuk als je ze op de juiste manier gebruikt, en hoef je ze dus ook nooit te vervangen.

Pas met dergelijke constructies wel op: als je zo'n gate driver uit zijn voetje hebt gehaald, en je spanning op de schakeling zet om iets anders te testen, gaan je MOSFETs eraan (of in ieder geval de voeding kortsluiten) als je ze geen weerstanden over de gate-source aansluitingen hebt gegeven. Een gate die los hangt kan door kleine lekstromen gemakkelijk genoeg lading verzamelen om de MOSFET (gedeeltelijk) open te sturen; als dat met de high-side en low-side tegelijk gebeurd, gaat er een grote stroom lopen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Heb de FETs allemaal losgehaald en doorgemeten (http://n0m1.com/2011/12/04/how-to-testing-an-n-channel-mosfet/) en alle FETs lijken nog te werken.

Lambiek

Special Member

Dan is het denk toch één van de drivers die stuk is.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
Lambiek

Special Member

Dit is trouwens het signaal dat op de gate's moet staan.
http://www.uploadarchief.net/files/download/resized/stroomrichting%20-%20halvebrug.gif
Als je in het bezit bent van een scoop zou je dat eens kunnen controleren. High en low_side is geinverteerd tenopzichte van elkaar, dus kijk even of dat ook klopt.

Let wel dit zijn signalen gebaseerd op een voedingsspanning van 30VDC, als je er een voeding van bv 24VDC op zet wordt het bovenste signaal 24 plus 15 is 39VDC op de high_side gate, bij de low_side blijft het gelijk.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Hoi Lambiek,

Het lijkt erop dat er een driver kapot is gegaan. Ik heb een nieuwe besteld :)

Nog even een vraagje over het schema:

http://www.uploadarchief.net/files/download/h_brug%20met%20mosfets.jpg

Waarvoor is C19? Is die daar speciaal geplaatst voor de 4011?

Ik ben het schema een beetje aan het aanpassen, is het mogelijk om op de uitgangssignalen van de NAND gate een ledje aan te sluiten? Of gaat dit ten kosten van het signaal?

Alvast bedankt!

Lambiek

Special Member

C19 is een ontkoppel condensator voor de 4011.
Je zou het met een low current led kunnen proberen, of met een BC547B er tussen. De BC547B laat je dan je led sturen.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik vond gisteren deze site:

http://www.robotpower.com/products/MegaMotoPlus_info.html

Schema:

http://www.robotpower.com/downloads/MegaMoto-v1.5-schematic.pdf

Er wordt gebruikt gemaak van de volgende chips:

http://nl.rs-online.com/web/p/motor-driver-ics/7264068/

Datasheet: http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0f8a/090076...f8a49b.pdf

Ik vraag me af hoe het kan dat er zoveel power in zo'n pakketje zit? T.o.v. de half bridge drivers en fets die ik nu gebruik?

Voordeel van deze chips is dat de footprint van de pcb flink kan worden verkleind en er een current sense circuit in is geintegreerd. Al heb ik wel mijn twijfels of de MegaMoto shield wel voldoende overige maatregelen treft?

Ook valt me op dat deze chip max. to 28 volt kan worden belast. Zou dit kunnen met mij 24 volt accu's?. Ik begreep dat volledig opgeladen accu's hoger zijn dan hun aangegeven voltage? Is er een manier om dit beter te reguleren?

Alvast bedankt!!

BTW: Op deze site staat ook het OSMC project voor het serieuze werk (zeggen zij iig). Misschien ter leering en de vermaek:

http://www.robotpower.com/products/osmc_info.html

Manual: http://www.robotpower.com/downloads/OSMC_project_documentati..._V4_25.pdf

Schema:
http://www.robotpower.com/downloads/osmc3-22sch-clean.pdf

Board layout:
http://www.robotpower.com/downloads/osmc3-2-08222001.zip

Na een hoop studeren heb ik toch besloten met de setup zoals door lambiek beschreven verder te gaan.

Ik heb al een prototype gemaakt (board size: 100x160 mm), deze werkt redelijk goed maar als het kan wil ik voor proto 2 de footprint verkleinen.

Ik wil op voorhand wel zeggen dat de print geforceerd zal worden gekoeld!!

Ik heb alleen nog een aantal vragen:

Wat zijn jullie ervaringen met het toepassen van SMD componenten? Ik kan me voorstellen dat de componenten t/m de gate kunnen worden vervangen door SMD componenten maar weet niet of ik bijv ook de FETs kan vervangen door SMD?

Ik zou het huidige current sense deel graag willen vervangen door een hall sensor. Nadeel is dat er dan wordt overgestapt op een indirecte stroom meting. Een voordeel is wel dat (in mijn geval) de footprint kleiner wordt.

Wat is een juiste waarde voor de fly back diodes? In het schema van lambiek wordet zware jongens gebruikt maar is er een regel toepasbaar? Mij setup zal 2 motoren worden die max 20A/stuk verbruiken. Ik kwam bijvoorbeeld ook de volgende tegen:

STTH2002C

Voordeel is de prijs en de footprint. Nadeel is dat het voltage een stuk lager ligt (factor 3). Het is wel een ultra-fast uitvoering.

Is het beter om een 35 µm of 70 µm dikte koperlaag te gebruiken? 70 µm lijkt mij altijd beter bij prints met hoge stromen maar is het in dit geval ook echt nodig?

Alvast bedankt.

Lambiek

Special Member

1: Ik heb geen ervaring met smd, dus kan daar niets over zeggen.
2: Een hallsensor kan, maar ik weet niet of het daar beter van wordt.
3: De diode's moeten minimaal de stroom aan kunnen die je motor gaat trekken, tenminste dat houd ik altijd aan.
4: 70 micron is natuurlijk altijd beter dan 35 microm.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Bedankt voor je snelle reactie.

Nog 1 vraagje mbt de diodes:

Maakt het voltage hierin nog uit?

Lambiek

Special Member

Ik zou de spanning niet te laag nemen. Maar die jij toont zou het moeten doen.
http://nl.rs-online.com/web/p/rectifier-schottky-diodes/0248574/

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Als je met 35µ werkt en grote stromen kan je altijd nog een draadbrug direct over de prinsporen solderen. Vertinnen help ook hoewel soldeer minder geleid dan koper zal er wel een deel van de stroom hierdoor heen gaan.

http://www.linushelgesson.se/wp-content/uploads/2011/12/power_traces.jpg

http://www.ats.net/wp-content/uploads/2012/10/hsmtec_3.jpg