DC motorcontroller spanningspiek

Je moet denken aan elcos. Die zijn goedkoper en kleiner dan de polariteitsloze. Denk aan 3300uF.

Let ook op dat ze low-esr zijn. Dus niet bedoeld voor 120Hz. Dat soort elcos wil wel eens "waardeloos" zijn op de 20kHz die jij gebruikt..

[Bericht gewijzigd door rew op 22 maart 2015 13:04:01 (43%)]

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

Voor het formaat van de condensators is het meestal verstandig om de toelaatbare ripple current groter te kiezen dan de maximale motorstroom. Meestal is het handiger om een aantal kleinere condensators parallel te plaatsen, aangezien dat een grotere toelaatbare ripple current geeft dan een enkele grote condensator. De weerstand en inductie van de kabels naar de accu moet er dan voor zorgen dat de stroom daar een beetje gelijkmatig wordt.

Je moet sowieso low-ESR types gebruiken, en het is vaak wel verstandig om parallel aan die elco's nog een of meerdere filmcondensators te plaatsen, maar het formaat daarvan is meer op de gok dan iets anders.

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

Goedendag,

Wij zijn druk aan het testen etc maar hebben een vraag. We krijgen ongewenste spanningspieken (Vds) over de MOSFET zodra we deze belasten. Zie onderstaande afbeelding.

http://afbeeldinguploaden.nl/image/kAXGVUVh

We hebben al een RC snubber toegepast, maar dit lijkt niet te werken. Weet iemand waardoor deze pieken worden gegenereerd? Elke piek staat gelijk aan de afschakeling van een MOSFET per periode

Hoe heb je de scope precies aangesloten, met wat voor probe, en exact op welke plaatsen staan de probe tip en ground lead? Bij dit soort schakelingen is het niet moeilijk om iets op je scope te zien wat er in werkelijkheid helemaal niet is, door op een verkeerde manier te meten.

Wat voor type weerstand en condensator heb je gebruikt voor die snubber, en wat zijn de waardes daarvan?

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

Ik meet met behulp van externe draden die ik aan de probe aansluit. Ik gebruik een film condensator samen met een 3W weerstand op het moment van 22nF en 4,7 Ohm. Het is al een paar x gebeurd dat de MOSFET defect is gegaan (door ik denk een te hoge Uds spanning van 200V. De rating voor de FET is 200V). Daarnaast maken we gebruik van een een shockley diode parallel over de motor om bij het uitschakelen de energie weg te kunnen laten vloeien.

Heb je enig idee wat het effect is van een zenerdiode met bijvoorbeeld een zenerspanning vn 68V parallel over de FET? Zal er een maximale piek over de FET optreden van 68 V of kan ik dan nog steeds hogere pieken verwachten?

Is die 3W weerstand wel een film exemplaar, en niet draadgewonden?

22nF zou heel ruim genoeg moeten zijn, en 4.7 ohm is misschien iets aan de hoge kant, maar voordat daar 200V over valt moet er al ruim 40A lopen (zuiver ohms dan, dus met de inductie verwaarloosd).

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

Leuke piekjes op de scoop. Glazenbol is juist even vaag over hoe je het aangsloten hebt.

Hey..... Er trekt een mistwolkje weg in de glazen bol... Ben je de vrijloop diode vergeten?

Een RC snubber "werkt wel". het wel of niet werken, hangt van de waardes van de componenten af. Jou opmerkingen zijn vergelijkbaar met: "ik zoek de ikea, ik heb wat gelopen, maar ik vind het niet. Toen ben ik wat gaan fietsen, en weer kwamen we er niet. Wat doe ik verkeerd?"

[Bericht gewijzigd door rew op 11 april 2015 09:27:12 (43%)]

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

De weerstand is draadgewonden. Heb ook nog een 0,33R liggen anders wordt het andere weerstanden bestellen (http://nl.farnell.com/panasonic-electronic-components/erx3sj1r5/resistor-metal-film-1-5ohm-5-axial/dp/2324675). Daarnaast heb ik de opstelling:

Drain-C-R-Source, omdraaien naar Drain-R-C-Source? heeft dit invloed?

Heb nu ook een beetje gekeken naar andere opties en hierbij kwam ik uit op een TVS diode parallel aan de FET.

@rew. Vrijloopdiode is aanwezig. Het nauwkeurig berekenen van een snubber vergt meer details van je circuit (impedantie etc) vandaar dat ik denk ik overstap op een TVS diode

Een TVS is leuk, voor even, want ze zijn niet gemaakt voor dergelijke repeterend gebruikt.

Je vermeld dat de weerstand draadgewonden is, maar lijkt daar vervolgens helemaal niet meer verder over na te denken. Er was een goede reden dat ik het vroeg. Enige idee waarom?

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

Draadgewonden weerstanden nemen een zelfinductie mee, waar filmweerstanden dit niet doen. Ik zal het proberen met een filmweerstand en kijken wat het effect is van de piek (en de Drain-R-C-Source) combinatie.

Wat gebeurt er met een TVS in dit gebruik? gaat het kapot?

TVSen worden wel eens gespecificeerd op een absurd "max vermogen". Zo van kilowatts voor een component zo groot als een kwart-watt-weerstand.

Dus: stop je er zo'n kilowatt in, dan moet dat niet te vaak gebeuren. Als je component ongeveer even groot is als een kwart-watt-weerstand, stop er dan niet meer in dan een kwart watt. (eerlijk gezegd, een veilige marge is aan te raden).

Als je scoop-plaatje gemaakt is zoals ik denk dat ie gemaakt is, en als jij zegt dat je WEL vrijloopdiodes hebt dan doen die diodes hun werk niet. Misschien snellere diodes plaatsen?

Moderne mosfets mag je (soms? vaak?), zolang ze niet te heet worden, gewoon in breakdown sturen. Dan zou eea zonder TVS en zonder snubber gewoon moeten werken. Maar zolang je geen enkel gegeven prijsgeeft over gebruikte mosfets, belasting weerstanden en diodes blijft het voor ons weer gokken wat er precies aan de hand is.

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

Special Member

Lees dit ook eens door, misschien staat er nog wat bruikbaars in.
http://www.circuitsonline.net/artikelen/view/41

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

De fets worden gebruikt om een 200W motor, op een voedingsspanning van 50V (inominaal = 5A) aan te sturen met een Z van 0,423 mH en 0,607 R.

Verder gebruik ik de volgende diode als vrijloopdiode:
http://www.farnell.com/datasheets/1792446.pdf

Gebruik ik de volgende FETS als FETS (2 parallel)
http://www.farnell.com/datasheets/1648187.pdf

en gebruik ik de volgende driver als FET aansturing:
http://www.farnell.com/datasheets/1561649.pdf

Bij de diodes kan ik geen frequency bereik terug vinden in de datasheet, maar ze geven aan dat deze specifiek voor deze doeleinden wordt gebruikt dus ik mag verwachten dat ze op een frequentie van 20Khz werken? Ik heb nog niet gekeken of de diode in de tussentijd stuk is gegaan (wat natuurlijk zou kunnen). De piek die optreedt duurt rond de 1 us, wat niet overeen komt met de tijdsconstante van de motor (grofweg L/R= 696 us). Verder heb ik een snubber geprobeerd met een filmcondensator van 47 nF icm met de 4,7 R, en toen was de piek zo goed als verdwenen, maar werd de weerstand te warm (P = 1/2CV²f=2,35 W).

Voor de TVS ben ik van plan om de volgende diode te gebruiken:
http://nl.farnell.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDispl...reId=10168

Ik hoop zo een beetje voldoende informatie te hebben gegeven.

Die condensator kan veel kleiner, en daarmee zal de weerstand ook veel minder warmte produceren.

2 van die MOSFETs parallel is een beetje onzin, ze kunnen de stroom apart prima hebben, de enige reden om dat nog te doen zou de dissipatie zijn. Met dergelijke MOSFETs is het ook niet echt noodzakelijk meer om diodes parallel te zetten, aangezien die als het goed is alleen tijdens de dode tijd tussen de MOSFETs in geleiding zijn.

Wat voor gate weerstanden heb je gebruikt, en hoe stuur je de bovenste MOSFET eigenlijk aan? Heb je een standaard booststrap constructie, een charge pump, of een compleet gescheiden voeding voor die high-side drivers? Hoe heb je het level-shiften eigenlijk gedaan, en kun je garanderen dat je voldoende dode tijd hebt gebruikt?

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

Special Member

Op 12 april 2015 23:16:13 schreef SparkyGSX:
Wat voor gate weerstanden heb je gebruikt, en hoe stuur je de bovenste MOSFET eigenlijk aan?

Het wordt toch geen H_brug, of mis ik iets. Anders gaat het zo niet lukken.
http://www.afbeeldinguploaden.nl/photo/view/99140/VfrXe8h

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik heb de volgende DC/DC converter gebruikt voor het aansturen van de FET driver:
http://www.farnell.com/datasheets/1790395.pdf
Valt dit onder gescheiden voeding?

Daarnaast heb ik dit schema:
http://afbeeldinguploaden.nl/image/APsFKS8T
Alle grounds zijn met elkaar verbonden

Aanpassingen:
De spoel in serie met de motor is 2mH ipv 6mH.
De condensator die je ziet na de output van de driver naar ground (0,1uF) is weggehaald).

Ik begrijp alleen niet wat je bedoelt met het aansturen van de bovenste MOSFET en het hebben van voldoende dode tijd.

Dit was de piek (met redelijke belasting) met 47 nF:
http://afbeeldinguploaden.nl/image/gtHSEfgk

En hier zie je de lengte van de piek (zeg 2 us):
http://afbeeldinguploaden.nl/image/MHIDG7sq

@lambiek, nee het wordt inderdaad geen H-brug dus het zou moeten lukken !

Ah, juist, ik dacht even dat het een H-brug zou worden, en dat zou dus niet goed komen met deze drivers. Voor een enkelzijdige geschakelde constructie kan dit natuurlijk wel, er is dan helemaal geen "bovenste" MOSFET.

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

Special Member

Op 13 april 2015 09:01:59 schreef igorbatoukhtine:
Daarnaast heb ik dit schema:
http://afbeeldinguploaden.nl/image/APsFKS8T
Alle grounds zijn met elkaar verbonden.

Dat moet ook anders werkt het niet.

Ik begrijp alleen niet wat je bedoelt met het aansturen van de bovenste MOSFET en het hebben van voldoende dode tijd.

Wij dachten eerst dat het om een H_brug ging, maar dat is dus niet zo. Als dat wel zo was, dan had het niet gewerkt met de door jou gekozen fet driver.

En hier zie je de lengte van de piek (zeg 2 us):
http://afbeeldinguploaden.nl/image/MHIDG7sq

Wat je daar ziet is geen piek, maar dat is ringing, (oftewel oscillatie) dat komt door je gate weerstand. Ik vindt persoonlijk dat die erg klein is, die zou je eens naar bijv. 100Ω kunnen vergroten.

@lambiek, nee het wordt inderdaad geen H-brug dus het zou moeten lukken !

Dat is nu duidelijk. :)

En SparkyGSX haalde het ook al aan, waarom gebruik je twee mosfets. Met één moet het ook makkelijk gaan.

En ik zou ook nog een 10K weerstand van de gate naar de gnd zetten, is een stuk veiliger voor als je pwm signaal weg valt.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Sorry mijn fout, had wat duidelijker moeten zijn :)

Wat je daar ziet is geen piek, maar dat is ringing, (oftewel oscillatie) dat komt door je gate weerstand. Ik vindt persoonlijk dat die erg klein is, die zou je eens naar bijv. 100Ω kunnen vergroten.

Ik heb de 2R uit de datasheet van de FET gehaald, maar ik zal het eens proberen met een grotere weerstand! Heb je misschien wat meer uitleg over de oscillatie mbt de gate weerstand?

En SparkyGSX haalde het ook al aan, waarom gebruik je twee mosfets. Met één moet het ook makkelijk gaan.

Ik deed dit eigenlijk om de dissipatie te verminderen en zo kleinere koelbloekjes te kunnen gebruiken, maar ik zal eens kijken wat er gebeurt als ik een enkele aansluit (startstroom van de motor is 80A).

En ik zou ook nog een 10K weerstand van de gate naar de gnd zetten, is een stuk veiliger voor als je pwm signaal weg valt.

En inderdaad de pull down weerstand nog toevoegen.

Lambiek

Special Member

Op 13 april 2015 16:34:44 schreef igorbatoukhtine:
! Heb je misschien wat meer uitleg over de oscillatie mbt de gate weerstand?

Als je een te kleine gate weerstand gebruikt met een driver, dan wordt de gate zo hard aangestuurd dat hij soort doorschiet. hij gaat dan oscilleren tot dat de juiste spanning bereikt is. Dit is slecht voor je fet, op den duur gaat hij er stuk van. Als je nu een grotere gate weerstand gebruikt, stuur je de fet wat rustiger open. Hoe groot die weerstand moet zijn moet je proefondervindelijk uitvogelen. Let er wel op dat je de weerstand ook niet te groot maakt, dat is ook weer niet goed. Zelf doe ik dat altijd met de scoop erbij, net zolang tot de waarde goed is.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Duidelijk verhaal! Alleen die piek die meet ik over Uds, dit betekent dat de piek optreedt, zodra de FET uitschakelt. Dit komt toch niet overeen met jouw verhaal? Daarnaast verandert de piek van grootte naarmate ik de motor meer belast. Klopt jouw verhaal dan nog steeds?

Ik ga het in ieder geval woensdag allemaal weer testen :)

[Bericht gewijzigd door Henry S. op 14 april 2015 19:03:51 (50%)]

Op 12 april 2015 21:50:35 schreef igorbatoukhtine:
De piek die optreedt duurt rond de 1 us, wat niet overeen komt met de tijdsconstante van de motor (grofweg L/R= 696 us).

Ik weet niet wat de tijdconstante van de spoel met de inductiepiek te maken heeft.

Als er na je PWM periode 5A loopt, en je schakelt hem af, dan komt er 0.6V over je diode en ook over je motor te staan.

Met U = L dI/dt -> dt = L dI/U = 0,423 mH * 5 / 0.6 = 3.6 ms: Het duurt 3.6ms voordat de stroom weer nul is.

Als je pieken ziet van 1 microseconde, dan lijkt het er op alsof de diode er een microsecondde over doet om te gaan geleiden. Dat vind ik raar. Ik dacht dat daar nanoseconden voor stonden. Zeker bij een scottky.

ALS de diode inderdaad te langzaam is, dan kan je met een snubber er voor zorgen dat de tijd overbrugt wordt om de diode "aan te zetten". Een veel kleinere condensator dan wat je nu had zal dan vast genoeg moeten zijn.

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

Special Member

Alleen die piek die meet ik over Uds, dit betekent dat de piek optreedt, zodra de FET uitschakelt.

Het zelfde geld voor het uitschakelen van de fet, je trekt hem naar de gnd met je fet driver. Dus hoe harder jij hem in en uitschakeld, hoe sneller je de interne condensator oplaad en ontlaat.

En kijk ook even naar rew zijn verhaal, die heeft ook een punt van aandacht.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Die gate weerstand is inderdaad een compromis tussen "gerammel", overmatige steile flanken die problemen veroorzaken (vooral als iets dergelijks EMC gekeurd moet worden), en schakelverliezen. Ik probeer meestal eerst wat ik nog weg kan werken met een snubber, en ga daarna pas de gate weerstand verhogen, maar ik begin al wel met meer dan 2 ohm (eerder 6-10 ohm of zo).

Een piek van 1us kan best, als je printontwerp zodanig is (eigenlijk zodanig slecht) dat die diode effectief een in serie staat met een flinke inductie naar de buffercondensators, die bij nader inzien niet in het schema staan, en dus waarschijnlijk ook niet aanwezig zijn...

Kijk eens over de aansluitingen van de voeding, staan daar dezelfde pieken?

Buffercondensators (elco's met film condensators parallel) zijn NIET OPTIONEEL!

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