H-brug aansturing

L.S.

Ik heb de schakeling van de H-brug die bij de artikelen staat nagebouwd. Hij werkt goed tot ongeveer 20V. Boven de 20V gaat komt er ruis te staan over de gatespanning (zie afbeeldingen), hierdoor neemt de stroom niet verder toe. Ik heb al geprobeerd de bootstrap condensator te variëren, maar dit werkt niet. Ook de frequentie aanpassen maakt geen verschil.

Plaatjes: 90kHz, 10V/div, 10us/div

Zou het misschien aan de voedingselco (2200uF) kunnen liggen?

Kunnen jullie aangeven welke componenten er vervangen moeten worden om een hoger voltage (tot 80V) mogelijk te maken.

Groeten,
Michaël

Je hebt iets gemist, de gatespanning mag de 20V niet overschrijden.
Ik vermoed zelfs dat je de tekening niet hebt gevolgd, anders kun je maar 15V op de gates krijgen of mogelijks is de LM7815 defect.

edit: meer dan 24V moet je daar niet aanleggen, de inputs van die LM78xx kunnen maar een paar volts meer dan die 24V verdragen.

LDmicro user.
Lambiek

Special Member

Je hebt het over deze neem ik aan.
http://www.circuitsonline.net/files/images/000444.png
Ik gebruik dat ding al jaren, heb de regelaar +/- 10 jaar geleden ontworpen, en ik heb er geen problemen mee.

De max spanning die ik er op zet is 30VDC, de 7815 zorgt ervoor dat de spanning op de gates niet hoger wordt dan 15VDC. Als je dus 20VDC op de gates krijgt is er iets niet in orde.

Als je er 80VDC op wil zetten zal je andere spanningsregelaars moeten gebruiken, een type die de 80VDC op zijn ingang mag hebben. Ook zal je andere mosfets moeten gebruiken, dit type (IRF1405) gaat maar tot 55VDC.

Dus ik weet niet wat er gebeurt is, maar iets is er niet goed.

En waarom schakel je met 90KHz, dat is helemaal niet nodig. 10 tot 20KHz is meer dan voldoende.

Oja, en nog iets. De driver (IR2184) moet wel een pwm signaal blijven hebben, dus je pwm mag geen 100% worden. Laat deze max 98% worden, als hij 100% wordt stopt de driver er mee. Hij gaat er trouwens niet stuk van.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
benleentje

Golden Member

Hij werkt goed tot ongeveer 20V. Boven de 20V gaat komt er ruis te staan over de gate spanning

Ik lees dat TS met een voedingsspanning tot 20V het goed en dat daarboven de gate's raar gaan doen. Ik lees nergens dat er 20V op de gate komt te staan.

Dus graag meer duidelijkheid.

IS je voeding zelf wel goed en kan die ook genoeg stroom leveren. Wellicht dat je voeding met piekstromen op 90kHz problemen geeft. en niet snel genoeg kan regelen.
Probeer anders eens met 2 voedingen 1 voor 15V en 5V regelaars en 1 voor de H-brug.
Met een spanning van 80V moet je zeker 2 voedingen gaan gebruiken en zoals lambiek al aangeeft andere fets gebruiken

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
Lambiek

Special Member

Heb je er trouwens een print voor gemaakt, of staat het op gaatjes print?

Op blz. 108 van het boek werken met Profilab staat de print die ik gebruik.
http://www.circuitsonline.net/artikelen/view/46

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Ik gok dat je overspraak krijgt op de signaal ingangen van de gate driver, waardoor deze de MOSFET weer uit gaat zetten, of de gedeelde ground zoveel parasitaire inductie heeft dat je die optilt en de gate driver een laag signaal ziet, waardoor hij wederom de MOSFET uit gaat zetten.

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

Op 21 december 2015 22:03:34 schreef benleentje:
Ik lees nergens dat er 20V op de gate komt te staan.

Op 21 december 2015 11:37:56 schreef MichaëlH:
Plaatjes: 90kHz, 10V/div, 10us/div

Als je de scoopplaatjes bekijkt staat er zelfs 27V op de gates, zie rechtse foto.

LDmicro user.

Je hebt een schema nagemaakt, en dan verwijs je naar een pagina waar diverse schemas staan. Daarnaast post je wat plaatjes, van een scoop zonder dat voor mij duidelijk is welk signaal tenopzichte van welk punt gemeten is.

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

Dank voor de reacties,

Iets betere toelichting is wel op zijn plaats. Ik heb het schema van Lambiek niet volledig nagebouwd, maar wel als leidraad gebruikt. Ik heb mijn schakeling toegevoegd, deze is zo opgebouwd in een breadboard. Zoals te zien is heb ik twee aparte voedingen voor de H-brug en de IR2184, wel met common ground.

Ik schakel inderdaad met een PWM signaal van 1%-99%, deze moet een zo hoog mogelijke frequentie hebben om een zo constant mogelijke stroom over de last te hebben staan. Hierbij accepteer ik de dead-time verliezen.

Zoals ik vermoedde zit er een probleem in de filtering van de voeding. Nadat ik tweede C van 2200uF over de voeding (labvoeding 0-80V) heb gezet kan het voltage verhoogd worden tot ongeveer 40V. Voor nog hogere voltages treedt de distorsie van het signaal van de gates weer op. Dus er is een nog grotere elco over de voeding nodig. De vraag is hoeveel F moet deze worden.

Hoe kan ik berekenen hoe groot die condensator moet zijn?

Op 22 december 2015 10:11:24 schreef MichaëlH:
.. deze is zo opgebouwd in een breadboard.

Zoiets werkt niet op een breadbord en waarschijnlijk nog draadjes gebruikt van enkele cm..

LDmicro user.

Dat schema mag gebruikt worden... tot 20V. Als het daarboven raar gaat doen, dan is dat te verwachten. Ik wil aanraden om de 12V bron van dat schema niet hoger dan 12-15V te draaien, gedeeltelijk om wat marge te hebben tegenover de 20V max van de drivers en de fets.

Zo zie je maar dat het nuttig is om je schema er bij te laten zien.

Het opbouwen op een breadboard is "verdacht" als er geen andere oorzaak voor het niet-werken gevonden kan worden, dan wijzen we daarnaar. Maar vooralsnog is er een aanwijsbare oorzaak.

[Bericht gewijzigd door rew op dinsdag 22 december 2015 12:23:18 (33%)

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

Golden Member

een PWM signaal van 1%-99%, deze moet een zo hoog mogelijke frequentie hebben om een zo constant mogelijke stroom over de last te hebben staan.

Over wat voor last heb je het dan? Voor een motor maakt dat vaak helemaal niet uit omdat die zelf als spoel fungeert en door de inertie van de motor.

HEt lijkt me zeker in deze fase van het project verstandig om op een lagere frequentie te testen en daarna indien nodig op te schalen.

Heb nog even de datasheet van IR2184 na gekeken en daar staan mooie grafieken in van temperatuur vs frequentie met verschillende gate weerstanden. Met een gate weerstand van 10Ω op 90kHz word hij al 50°C. Met een gate weerstand van 4,7Ω op 90kHz lijkt mij te veel. Nu zijn die grafieken wel met een andere FET. Toch moet er denk wel iets veranderen of een hogere gate weerstand of een lagere frequentie.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Niet perse; ijzerloze motoren hebben een veel lagere zelfinductie, en moeten daarom met een veel hogere frequentie geschakeld worden om de stroomrimpel onder controle te houden. Ik heb ooit bij een regelsysteem voor zo'n motor, waar de PWM frequentie echt niet verder omhoog kon (was al zo'n 50kHz geloof ik), een flinke spoel in serie gezet om het ding maar in continuous conduction mode te kunnen houden. Zodra het ding in discontinuous conduction mode kwam, klopte het model in de feed-forward regelaar niet meer.

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

Ik meet de gate spanning van Q1 ten opzichten van de ground. Ik varieer de voeding over de brug. De vcc over het IC blijft 12V. Hierdoor blijft de gate-source spanning ook 12V.

Ik neem de aanbeveling van benleentje over en ga pas in een later stadium mijn f opvoeren.

Dat ik nog steeds ruis krijg op de gate-spanning kan dus liggen aan de lengte van de draden. Deze heb ik tot een minimum proberen te beperken maar zijn nog steeds een paar cm.

Maar hoe komt het dan dat, als ik de C over de variabele voeding verander, de ruis pas bij een hoger voltage problematisch word? Dus nogmaals de vraag hoe ik deze C moet uitrekenen?

Meet eens hoe groot de rimpel is direct op de elco's met de scoop. Als dat meevalt zit je probleem ergens anders...

AKA fry, Stichting EMM, ElectroMagnetic Magnificence

Sorry, je had het schema zo getekend dat ik niet gezien had dat er twee verschillende voedingen waren. Ik dacht dat de voeding van de brug ook als voeding voor de gate driver gebruikt werd.

Het idee is:
* De gate gaat AAN.
* De fet gaat geleiden.
* Dan DENK *JIJ* dat de drain omlaag komt. Daar denkt die fet anders over.
* Hij trekt Z'n drain omlaag en de GND omhoog. "meet in the middle". Boven de 20V wordt dan de gate spanning weer zolaag dat ie UIT gaat.
* Dus GND en DRAIN gaan weer uit mekaar...
* gate spanning komt terug.... Terug naar af!

Hoe beter je met dikke draden en goede condensatoren de GND (source) van je mosfet op 0V weet te houden, hoe beter het werkt.

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

Bedankt voor je uitleg rew, dat is precies wat er gebeurd.

Bij 30V zit er ruis op de voeding op het moment dat Q1 ingeschakeld wil worden (dutycycle 70%). Bij het inschakelen van Q3 zit de ruis er ook, maar is snel verdwenen. Hoe komt dit?

Met 2200uF over deze voeding ziet het er beter uit dan met 4400uF. Wel is de amplitude van de ruis dan lager ±10V ten opzichte van 1 elco ±15V.

Moet ik nog iets veranderen aan de condensator over de voeding? Of ligt de ruis aan de draden en kan ik beter meteen een pcb maken?

m.i. moet het niet zo'n probleem zijn als je voeding een volt op en neer stuitert. Maar wat wel een probleem is dat je schakeling nu HEEL lang loopt te stuiteren. Meet de source van de mosfet eens met GND op de GND van de gate driver?

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

Special Member

Je zou ook nog wat met je gate weerstanden kunnen experimenteren, soms is een wat grotere waarde beter.

En hier heb je een voorbeeld welk signaal er op de gates komt te staan.
http://www.circuitsonline.net/files/imagecache/content-full/images/000…

http://www.circuitsonline.net/files/imagecache/content-full/images/000…

Kijk ook wat er gebeurt met de spanning.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.