Dead time suggesties halve H brug.

Op 42us is 100ns 0.25%. 50ns is 0.125%
Ik denk niet dat er veel te winnen valt onder de 100ns, dus gewoon 100ns doen?

100ns is wel wat kort, ik zou met 250ns beginnen en op de scope de gate en drain spanning bekijken en dan de dode tijd kleiner gaan maken. Vergeet niet dat het allemaal wat verloopt met de temperatuur en voedingsspanning.

Ik zou de IRF2114 half bridge driver als leidraad nemen. Die heeft een interne typ. dead time van 330 ns.

Of meteen die als driver nemen, ben je van een hoop sores verlost.

Ik zou ook hoger beginnen, en dan met de scoop kijken hoe ver je kunt gaan naar een kleinere waarde.

Ik ben hoger begonnen 12 microseconden.

Ik heb hem op de ene flank zitten afregelen, en kwam rond de 100ns uit. Dan zag je nog duidelijk dat de diode "effe" wat deed voordat de geleidingsfase kwam.

Dat bleek de verkeerde flank te zijn (vanaf een afstandje zagen ze er ongeveer hetzelfde uit)... Duh! Op de andere flank moest ik inderdaad meer richting 16*20ns = 320ns....

Huidige ontwerp van de print was "vanaf scratch" in 7 uur gemaakt en opgestuurd. Een paar domme dingen er in. Bijvoorbeeld: Geen pulldown op de gate-signalen. Bij het flashen van nieuwe software gaat de boel kennelijk zo nu en dan in shoot-through. Dat hoor ik nu aan m'n labvoeding die clickt door CC mode..... We merken wel wat er gebeurt (*) als ik ga testen met een dikkere voeding en motor.

(*) Optie 1: Fet wint. Voeding (accu?) Heeft het effe zwaar, maar het blijft werken. -> niets aan doen. Optie 2: Ik blaas een setje fets op -> dan ga ik de pulldowns monteren op het 2e exemplaar....

Een MCP14628 heeft een Cross conduction protection ingebouwd, misschien is dat iets?
Je hebt wel 5V nodig en ik vermoed dat jij altijd met 3v3 werkt.

De dead time is natuurlijk ook erg afhankelijk van de aansturing van de FET's. Je kunt pas met open sturen beginnen als de FET die in geleiding was volledig uit geleiding is. Daarvoor moet de gate capaciteit ontladen worden. Doe je dat met een gammele driver dan duurt het langer. Ik heb veel met discrete drivers gekl**t, maar ben uiteindelijk toch bij de IRF211X terecht gekomen.

Ik heb een LM5109. Is dat een gammel ding? (Doet 1A, de IR2112S doet 200mA).

Er zijn ook driver (o.a. van TI als ik me goed herinner) die de gatespanning van de overstaande FET gebruiken om cross conduction te voorkomen. Het handige daarvan is dat de dode tijd dynamisch wordt geregeld, waardoor deze altijd zo kort mogelijk maar wel lang genoeg is, en omdat ze een klein beetje shoot-through toestaan, gaan de body diodes nooit in geleiding, waardoor de reverse recovery verliezen ook weg zijn.

Als ik de motor langzaam laat draaien, duurt het langer voordat de "diode gaat geleiden" bereikt wordt dan wanneer ik de motor tegen houd. Is dat die "reverse recovery" van de diode? Zou dat niet in het datasheet moeten staan onder "drain capacitance" of zo?

Nee, reverse recovery is juist een diode die uit geleiding moet gaan; nadat hij in geleiding is geweest, kan er kortstondig nog in tegengestelde richting stroom lopen.

Dat de diode bij een kleinere motorstroom iets later in geleiding gaat lijkt me wel redelijk logisch; bij een kleinere stroom moet de MOSFET verder dicht zijn voordat de spanningsval daarover groot genoeg is om de diode in geleiding te krijgen. In de meeste gevallen is dit verschil zo klein dat je het niet merkt; hoe groot is het verschil dan? De motorstroom moet altijd ofwel door de MOSFET, of een van de diodes lopen (welke is natuurlijk afhankelijk van de richting van de stroom).

Post even het schema van je h-brug en/of welke fets je gebruikt (liefst beide)? Dan maak ik een mooi gate-discharge-plaatje voor je. Ik heb daarvoor een model gebouwd. Vergeet niet de voedingsspanning van je LM5109 te geven.

Je hebt geen condensatoren in je h-brug staan? Die kunnen wel invloed hebben.

[Bericht gewijzigd door Hoeben op donderdag 3 december 2015 15:18:04 (10%)

FETS: PSMN5R8-40YS. De LM5109 wordt gevoed met ongeveer 12V. 12.08 zegt de multimeter geloof ik. Ik heb een condensator over de voeding staan (19.4V), maar natuurlijk niet op de uitgang.

Het schema is als volgt gegroeid: Eerst: gewoon met een N-FET PWMen terwijl de motor met de andere kant aan de V+ hangt. Als vrijloop diode: weet je wat, ik pak nog zo'n fet. Dan: De werk-fet moet ik aansturen met een fet-driver, laat ik de LM5109 pakken. Dan kan ik net zo goed de high side fet/vrijloop diode ook aansluiten. En als ie toch aangesloten is, kan ik ook wel "synchronous" gaan gelijkrichten.....

Het uitgangssignaal begint ongeveer 80-90 ns na het inacitef worden van het digitale aanstuur signaal omhoog te gaan. Als de motor draait, duurt het ongeveer 200ns voordat ie bij de voeding aankomt. Als de motor stilstaat duurt het maar 100ns. De steilheid van die flank hangt af van de rotorpositie. Als ie draait, zie je hem wiebelen, hou je hem goed stil, is ie stabiel.

Op 3 december 2015 14:58:01 schreef SparkyGSX:
Nee, reverse recovery is juist een diode die uit geleiding moet gaan;

Dus: Nadat de "aan" periode voorbij is, jast de inductie de spanning naar V_MOT+0.6V. Dan gaat de diode in geleiding. Na de deadtime zet ik die mosfet aan. DAT is het "uit geleiding halen" van de diode. Bij het aangaan van de PWM is het verhaal vergelijkbaar. Zodra ik dat wil zet ik eerst de highside fet uit, de diode gaat in geleiding en even later ram ik met de lowside fet de uitgang weer omlaag. Ik zie niet direct het voordeel van "een beetje shoot through" tegenover een beetje extra stroom door "reverse recovery". Het nadeel zie ik wel: als je het verkeerd timed, heb je de poppen aan het dansen.....

Op 3 december 2015 15:49:30 schreef rew:
FETS: PSMN5R8-40YS.

....

Ik zie niet direct het voordeel van "een beetje shoot through" tegenover een beetje extra stroom door "reverse recovery". Het nadeel zie ik wel: als je het verkeerd timed, heb je de poppen aan het dansen.....

Ik zie (bij 20V, tp = 10us (veel langer dan jouw 100ns)) een max current van 200A voor die FET (datasheet fig 3).

200A/100ns, bij 20V => maximale inductie is 100nF. Dat worden korte draadjes naar die accu Oftwel, die FETjes gaan niet stuk. Draad ook niet van zulke korte pulsen. Hooguit trek je je voeding onderuit (maar 200A*100ns=> 20uF/V, dat is feasable).

Blijft natuurlijk dat je nog steeds heel erg nat kunt gaan op EMC op zo'n manier, en het gewoon niet netjes is. Zet die dead-time wat ruimer, zodat je worst-case over temperatuur geen shoot-through krijgt.

100ns 0.6V verliezen over je nominale stroom is waarschijnlijk minder vermogen dan 10ns shoot-through.

Mijn model zeurt dat je teveel stroom door je LM5109 wil laten lopen. Die is 1 A. Maar 12V gatespanning / (4,7+0,53 Ohm) = 2,3 A. Ook tijdens het milleren ga je nog steeds wat over de 1A.

Dan gaat denk ik de LM5109 in verzadiging en wordt de gatespanning langzamer afgebouwd. Ik vraag me af of de LM5109 hier op de lange duur wel tegen kan.

Op 3 december 2015 17:16:13 schreef Hoeben:
Mijn model zeurt dat je teveel stroom door je LM5109 wil laten lopen. Die is 1 A. Maar 12V gatespanning / (4,7+0,53 Ohm) = 2,3 A. Ook tijdens het milleren ga je nog steeds wat over de 1A.

Dan gaat denk ik de LM5109 in verzadiging en wordt de gatespanning langzamer afgebouwd. Ik vraag me af of de LM5109 hier op de lange duur wel tegen kan.

Die 1A is niet een "absolute maximum rating", maar een "electrical characteristic": Je mag verwachten dat ie (typical (*)) 1A de gate van je mosfet in kan rossen.

Wel moet ik rekening houden met dat ie effectief die 30nC m'n fet in jaagt, en STEL dat er dan de hele tijd 12V over staat, dan is dat 360nJ. Doe ik dat op 24kHz, 2x per cyclus, dan is dat volgens mij 17mW. Dat moet ik verifieren dat dit binnen het power-budget van de chip blijft.... Met 160 graden per watt kom ik op 2.7 graden opwarming. Of doe ik iets verkeerd?

*) 't is niet eens een min of een max-spec.

Meer over reverse recovery (Trr) plaatjes. De totale Trr valt uiteen in 2 dingen, storage time en transition time.

Een plaatje zegt meer:

Extreem gesproken zou de Trr zo lang kunnen zijn dat je diodes niet meer volledig in geleiding komen. Meestal staat het in de datasheet maar als ik wat ontwerp of bij reparatie van een smps een onbekende of niet te krijgen diode moet vervangen dan meet ik voor de zekerheid even de Trr. Om het lastiger te maken zijn er ook nog soft recovery diodes. Een appnote over Trr en nog meer leuke dingen mbt schakelende diodes

Als je met een scoop meet en twee kanaklen gebruikt check dan eerst of er geen delay tussen de kanalen zit. Dat is meestal heel klein maar bij sommige Chinese DSO's is dat niet het geval. Gewoon beide probes aan het zelfde (snel genoeg) signaal hangen.

[Bericht gewijzigd door fred101 op vrijdag 4 december 2015 08:11:04 (15%)

Goed. Ik heb dus een trr waar ik mogelijk last van kan hebben.

Wat ik in jou experimenten mis is: Gedraagt zich dat niet als condensator? Is het een vaste tijd, of halveert die tijd als je de belastingweerstand halveert?

Iedereen spect het als een "tijd" zonder de belastingweestand te vertellen, dus het zal dan toch wel zich gedragen als een redelijk constante tijd.

Maar goed. In mijn toepassing treed dit dus op in de mosfet die als diode dienst doet. Hij moet zelf dus IMAX * 0.6V * Trr aan energie verstoken iedere cyclus als ie aan gaat na de dead-time. Z'n compagnon krijgt het zwaarder: Als de diode ECHT uit geleiding moet, gaat door de deadtime de diode enige tijd toch geleiden. De andere tor krijgt dan IMAX * VMOT * Trr voor z'n kiezen. Oh, Verrek! Da's een shoot through. Die is niet beperkt tot IMAX. Dus de fet wil ik niet te plots aansturen. Die moet "soft" aangestuurd worden om de stroom hier wat te beperken. Dus: overweeg om de gate weerstand te verhogen als dit een probleem lijkt. Prima. Hou ik in gedachten....