A3930/A3931 BLDC Controller Loopt, maar start niet goed!

Beste Forumleden,

ik heb jullie expertise nodig bij het oplossen van een stom probleempje;

Ik heb een BLDC Controller ontworpen rond de A3930/A3931 BLDC Driver van Allegro. Voor dat ik de daadwerkelijke print heb ontworpen heb ik eerst een 2 laags Naked Proto van eurocircuits besteld.

Op dit board had ik de driver keurig werkend, opstartkoppel was perfect en ook op hogere toeren draaide de motor top. Echter, ik had de regeneratieve modus aanstaan, en remde abrupt, met als gevolg dat de teruggeleverde spanning opliep tot >50V. Mijn print overleefde dit niet.

Aangezien ik hem werkend had gehad, ging ik door met ontwerpen van de 4 laags versie. Deze versie drijft de motor perfect aan, behalve dat hij in sommige posities niet wilt opstarten.

De FF1 blijft continue laag (Open drain dus in de tabel een 0), dit houdt volgens de datasheet een "low load current" in. Wat opzich geen fout is. Echter, tijdens het draaien van de motor knippert FF2 mee, en dit kan maar 2 dingen betekenen volgens de datasheet;

-Logic Fault
-Undervoltage

Undervoltage kan niet van toepassing zijn aangezien de voedingsspanning op de scope continue netjes blijft.
Logic fault is dan de enige resterende mogelijkheid, maar zie de bijlage, mijn hall sensor commutatie klopt, de 2e hall sensor is trouwens niet inverted.

De FF2 lijkt te schakelen op hall sensor transities, zou het EMC gerelateerd zijn??

Ik heb zowel het schema als het board als bijlage geüpload, misschien dat iemand hier een blik op kan werpen, ik heb het foutje bij de via bij de bovenste hall sensor al gecorrigeerd door een spoortje door te krassen.

Alvast erg bedankt!

Volgens mij probeert hij je te vertellen dat ie niet ziet dat er stroom door je motor loopt in 1 van de 6 toestanden van je motor. Als er dan ook werkelijk geen stroom loopt.... dan zal je motor in bepaalde posities ook niet kunnen opstarten. .... Hey!

Op de een of andere manier is er 1 van combinaties van hoge-fet-lage-fet die niet werkt. Het rare is dat het blijkbaar maar in 1 van de 6 fases gebeurt, en niet in twee. Als er 1 fet kapot (= niet werkend) zou zijn (en dan kan ook een gate driver of boost cap zijn) dan wordt ie in 2 van de 6 states gebruikt en zou je dus een probleem in 2 van de 6 fases zien.

Update: Hey! In sommige cycli vind hij dat er te weinig stroom loopt gedurende TWEE van de zes BLDC-fases! Krijg nou wat!

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

Hee rew, het gekke is dat ik de shuntweerstand kan vervangen voor een kortsluiting, de stroommeting functie kan ik volledig uitschakelen, maar toch blijft hij dezelfde fault flag geven.

Ik heb net het prototype boardje weer aan de praat gekregen, deze doet het goed, start netjes met veel koppel op.

Toen ik de grote (10uf) caps van het 4 laags board weghaalde en de LSS aan de CSP pin koppelde wou deze ook ineens goed opstarten... Hij beschouwd nu alleen het pwm signaal van 50% duty als 0 en je kan de motor nu 2 kanten op laten draaien door de duty cycle naar 100% of 0% te brengen. Hij start alleen goed op als je van kant wisselt, dus van 50% -> 100% ->50% dan wil hij alleen goed opstarten als je naar 0% gaat...

Shiptronic

Overleden

Hier is het lekker werken met een 4 kanaals scoop.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

ik heb jaren terug ook zoiets gehad bij een spacpomp met bdlc motor. die starte ook af en toe niet op, maar eenmaal lopende was het prima. de igbt driver hybride was dood, dus die eerst vervangen. er bleek na wat meetwerk met de scope een aansturing van dat ic los te liggen. de aansturing gaat allemaal via opto's en er zat 1mm laklaag over de print, dus wel even zoeken geweest.

waar rook was, werkt nu iets niet meer

Gaaf! Ik heb het kunnen oplossen dankzij rew!

Het bleek inderdaad dat in 2 van de 6 stappen er een fet niet goed werd aangestuurd. Dit bleek de high-side fet van fase C te zijn. Door de max spanning op de gate van deze fet te vergelijken met die op de andere twee high side fets, (bij VDD = 16V -> 16V t.o.v 28V) kon je zien dat hij aanzienlijk lager was. Hierdoor kon er geen stroom lopen aangezien de n-fet niet open ging. De motor wou daardoor niet opstarten en niet stabiel lopen.

Door de fet met zn fancy VSON package te vervangen voor een TO-220 fet was het probleem opgelost, heeft dus waarschijnlijk met de gate capaciteit te maken, en misschien de layout van mn print. Wieweet is het spoortje net even te lang of wat dan ook waardoor de capaciteit van het spoortje plus gate te hoog was voor de A3931 om volledig te kunnen vullen voordat de bootstrap condensator leegliep.

Zie onderstaand filmpje, voor mijn afstudeerproject kan ik nu het BLDC wiel soepel in beide richtingen laten draaien. Alle andere BLDC motoren met hall sensoren werken ook goed!

Het was wel even zoeken naar de juiste fase en hall sensor combinatie. Met de logic analyzer kwam ik er achter dat een van de 3 hall sensor outputs geinverteerd moest worden, na dit te hebben gedaan, en de commutatie trapgewijs te laten af of toelopen kunnen de 9 combinaties van de fasedraden worden geprobeerd.

Top!! Ik ben er zeer gelukkig mee.
Zie onderstaand filmpje(sorry voor VVS);

https://www.dropbox.com/s/s279d5xr5685yai/2016-04-29%2011.24.07.mp4?dl…

Even terugkomend op het probleem,

door mijn slordigheid in eagle bleek een van de 3 high side mosfets niet aan de V+ te zitten. Daardoor kon er geen stroom gaan lopen. Zie bijlage. De drain van de TO-220 Mosfet had ik door gebrek aan ruimte maar aan de V+ gesoldeerd, dit bleek het probleem logischerwijs te verhelpen.

Daar ben je dan bijna een week mee bezig.... x_x

Aha, copy paste van een component-prombleempje. Als je erna een move doet zit het wel vast. Ik heb het ook wel eens meegemaakt (gelukkig voor ik de print had laten maken)
Maar mooie print/project, heb je wat achtergrond informatie?

Shiptronic

Overleden

Had je dan geen DRC errors?

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

@shiptronic, ik check mn print altijd op DRC fouten, maar eigenlijk nooit mn schema. Stomme gewoonte, ga ik in de toekomst maar wel doen.

Wordt vaak gek van alle loze foutmeldingen die Eagle geeft omdat ik vaak zelf componenten teken (zoals de desbetreffende FET met VSON package)

@RVL-Electronics,

ik ben op het moment aan het afstuderen (HBO Elektrotechniek Inholland Alkmaar) en ben een soort 4 wiel aangedreven invalide voertuig aan het maken (qua schaal gelijk aan zon opakarretje).
Dit voertuig heeft echter 4 (300W) BLDC motoren als aandrijving, en elke motor kan individueel worden gestuurd door middel van een DC motor met wormwielvertanding. Doordat je dus elk wiel individueel kan draaien kun je hele krappe manouvres maken. Ook binnen het huis zou hij moeten kunnen rijden.

Er zit ook nog een DC motor op het frame aangesloten waarmee het hele frame gekanteld kan worden. Bij hogere snelheden (20-50km/u) kan het frame dan los van de ophanging meekantelen met de bochten.

Ik heb dus nu een werkende BLDC/DC controller print;

https://www.youtube.com/watch?v=5jNp6MwLA0o&feature=youtu.be

Elke print is voorzien van een dual RS-485 Driver. Deze worden alle 4 gepolled door een master print, die de kantel DC motor aandrijft, snelheid en draaihoek naar elk van de 4 drive printen stuurt en de bestuurders joystick uitleest.

Elke drive print heeft een connector voor 2 afstandssensoren, (HC-SR04 type maar dan waterdicht) en kan dus op elke hoek de afstand tot mogelijk gevaarlijke objecten meten.

Doel voor mn scriptie is hem stabiel rijdend krijgen door een goed communicatiesysteem op te zetten, en als het kan natuurlijk onbotsbaar :).

Dit zou toepasbaar kunnen worden voor ouderen die niet meer veilig op een scootmobiel de deur uit kunnen worden gelaten, omdat zij mensen aanrijden of andere ongelukken veroorzaken.

Toekomstmuziek is het plaatsen van een GPS en de zorginstelling de patiënt op afstand laten volgen, en het eventueel beperken van het rijgebied waarin de patiënt zich mag bevinden. Maar dit moet eerst nog even langs de ethische commissie ;)

Rond 16 Juni hoop ik klaar te zijn!

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 2 mei 2016 21:06:33 (7%)

Op 1 mei 2016 11:52:12 schreef Chagay:
..
een soort 4 wiel aangedreven invalide voertuig aan het maken
..
Doordat je dus elk wiel individueel kan draaien kun je hele krappe manouvres maken. Ook binnen het huis zou hij moeten kunnen rijden.
..
Bij hogere snelheden (20-50km/u) kan het frame dan los van de ophanging meekantelen met de bochten.
..
Dit zou toepasbaar kunnen worden voor ouderen die niet meer veilig op een scootmobiel de deur uit kunnen worden gelaten, omdat zij mensen aanrijden of andere ongelukken veroorzaken.
..
en het eventueel beperken van het rijgebied waarin de patiënt zich mag bevinden. Maar dit moet eerst nog even langs de ethische commissie ;)
..

Sorry, kon het niet laten om één en ander te "combineren".
Ik wil hem wel testen hoor, Nürburgring?

TonHek
P.s.
Knap project !

The fastest way to succeed is to double your failure rate.

Op 30 april 2016 23:29:06 schreef Chagay:
Daar ben je dan bijna een week mee bezig.... x_x

't loont ook de moeite om nog even naar je layout te kijken als je daarmee bezig bent en/of ook nog naar de gerbers.... Doe ik (tegenwoordig (*)) ook... :-)

(*) = natuurlijk door schade en schande wijs geworden. (Laatste PCB run kennelijk DRC vergeten te runnen -> GND via patsboem midden op een spoortje...)

[Bericht gewijzigd door rew op zondag 1 mei 2016 13:39:23 (21%)

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

Overleden

de zorg instelling kan dus ook een "come Home" button instellen , 1x drukken en de kar rijd vanzelf terug :)

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Hopen dat de object avoidance ook werkt als de patient aan de andere kant van de snelweg linea recta naar huis komt.... :-)

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