Controle schema en regelbare rem h-brug

Ok dan is dit beter?

En misschien die 400µF nog iets groter?
En het zijn best allemaal keramische zeker?

Ik raad je aan even wat te gaan lezen over de verschillende soorten condensators... heb je ooit keramische condensators gezien met een capaciteit van 400 uF? Ik niet.

Je moet elco's hebben, en dat zijn hele andere dingen.

Op 10 september 2010 21:01:50 schreef rew:
Pros, volgens mij wil pipsie nu condensatoren over de motor gaan plaatsen. Dat lijkt me geen goed plan. Dat is een manier om de fets kapot te krijgen.

Dit is bij nader inzien misschien inderdaad niet zo een goed idee. Ze moeten dus tussen de Vcc en de GND staan zo dicht mogelijk bij de brug. Klopt dit?

Op 10 september 2010 21:01:50 schreef pros:
Die LOW-WSR moet uiteraard LOW-ESR zijn (heb het even aangepast).

Wat je aan elco's moet plaatsen hangt enerzijds af van de inwendige weerstand van de voeding (en de diameter van de stroomvoerende leidingen!) en anderzijds van de stroom die de motors opnemen. Als er nu geen elco's nabij de H-bruggen zitten, is 470µF alvast een flinke verbetering.

Wat het ontkoppelen van de drivers betreft: als je een groundplane op je print hebt voorzien, kan je waarschijnlijk een 0805 C'tje tussen de plus-pin en die groundplane plaatsen, desnoods op z'n kant.
Nou ja, als er al eentje vlakbij elke driver zit, is het geen noodzaak, hoor...

Ik heb 2 motoren (die elk tot 7A kunnen vragen). Men banen op men print zijn allemaal 1 mm. Er zit nu op elke brug 100nF als ontkoppeling. En men bron is een accu (van een boormachine). Dus als ik die 100nf eraf haal en vervang door een elco van 470µF zou er al veel moeten veranderen?

En als ik de info lees die ik vind over die low esr denk ik dat dit een condensator is met een lage zelfinductie op hoge frequenties. Klopt dit? En is die term low ESR gekend (als ik naar elektronica winkel ga)?

En ik zit ook nog met condensators voor men 7805 (470µF en 100µF en 100nF). Heeft dit dan ook invloed op die accu of de motoren?

Men banen op men print zijn allemaal 1 mm

Toch niet de banen waar de motor-stroom doorheen moet lopen?! Als dat zo is, kan je niet beter doen dan naakte koperdraad van 1.5mm² netjes plooien, zodat hij die sporen volgt, en dan daarop vastsolderen.
Kijk eens naar deze foto:

In het midden zie je een lijn lopen, die het kopervlak horizontaal in tweeën deelt. Het bovenste kopervlak vormt de positieve voedingsrail; het onderste deel is GND. Aan de onderkant van de print is dat net zo.
Bij elke koelvin zitten een N-FET en een P-FET, met de rug naar mekaar (en de koelvin daartussen). De drains zitten bijgevolg maar enkele mm van mekaar, en vandaar vertrekt een soepele draad van 1.5mm².

LOW-ESR elco's zijn geen noodzaak, maar ze presteren wel beter in situaties als deze. En de condensatoren nabij de spanningsregelaar hebben geen invloed op de rest van de schakeling - d'r zit immers een diode tussen.

Heb je raad opgevolgd en een nieuwe print getekend (en geprobeerd volgens de regels van de kunst).

PCB:
- Alles: http://img828.imageshack.us/i/allesa.jpg/
- Juist pads en bottom: http://img72.imageshack.us/i/etsen.jpg/
- Zonder unconnected: http://img29.imageshack.us/i/unconectedniet.jpg/

Shema:
Alles: http://img838.imageshack.us/i/schemafull.jpg/
Detail van 1 brug: http://img443.imageshack.us/i/schemadetail.jpg/

Eagle project: http://uploading.com/files/942283m2/mosfet%2Bsturing.rar/

en 1 motor verbruikt ongeveer 7A max (pieken zullen dus hoger zijn).

Heb nog een paar vragen .

Over de PCB:
- Is het een beetje goed ontworpen (heb men best gedaan, maar ik heb hier nooit uitleg over gehad.
- Ik vrees dat de eilanden van de motor aansluitingen (tussen de fets dus) niet echt genoeg is of wel?
- En onderaan loop ik een paar keer met een wire tussen pads van IC's. Mag dit (DRC gaf geen probleem, maar ik ets wel zelf)
- En ik heb ook nog 9 draadbruggen. Ik zie geen manier om er nog 1 kwijt te graken iemand anders wel?
- En andere elementen die misschien beter kunnen geplaatst worden of beter verbonden worden?

Over het schema:
- Ik moest opletten met mijn ontkoppelcondensators voor de inwendige weerstand van mijn voeding (een accu van makita 14.5V, 3Ah) en de dikte van stroomvoerende leidingen (dikte banen zie project, en de kabels zijn dezelfde als degene die uit een PC voeding komen. Maar ik heb nu geen flauw idee wat ik mag. Kan ik een te grote capaciteit plaatsen? (denk aan max 2 keer 470µF per brug, maar is 3000µF veel beter of is dit dan te veel?).
- Is het waar dat een TC4427 beter is dan een TC427 (datasheet zegt dat het een verbeterde versie is???)

Wat losse opmerkingen:

Ik zou het GND-vlak naar onder uitbreiden.

Wees niet bevreesd voor draadbruggen. Beter een draadbrug, dan een printspoor dat onnodig veel kronkelingen maakt. Dat geldt in het bijzonder voor de verbindingen tussen de FET-drivers en de FET's. Ook professionele ontwerpers maken gebruik van draadbruggen - op een print uit een HP-LaserJet tel ik er zo'n 60!

Een dubbelzijdige print biedt meer mogelijkheden (maar kost uiteraard meer).

Het kopervlak voor de motor-aansluitingen zal wel volstaan, denk ik. Tenslotte gaat het om erg korte afstanden.

Gebruik géén 1N4004 om de P-FET's open te sturen. Gebruik de 1N4148 - dat is een echte schakeldiode.

De voeding komt van de connector rechts. Als je nu de voedingsvlakken aan de linkerzijde zoveel mogelijk uitbreidt, kan je daar wellicht nog een extra elco kwijt. Vier elco's van 470µF lijkt me wel OK, maar meer mag uiteraard ook.

Geef ook de 5V-logica een buffer-elco (100µF of zo) en geef ieder IC z'n eigen ontkoppel-C van 100nF.

De TC4427 ziet er --volgens de datasheet-- beter uit dan de TC427. Heb er verder geen praktijkervaring mee.

Ik heb nu heel de print niet uitgeplozen maar ook nog een goede raad die ik kan meegeven: zorg dat je verbinding naar de gates van de MOSSEN kort blijft, en wat meestal gedaan wordt: leg je trace naar de gate bvb bovenaan en leg onderaan de 'retour' van de source terug naar de driverIC. Doordat deze precies boven elkaar liggen minimaliseer je de oppervlakte van de 'lus' en demp je inductie. Een trace naar gate over een groundplane aan andere zijde kan ook.

Inductie in je gatecircuit kan leiden tot ringing en overshoot, een hoop rommel op je gate die je beter niet hebt. Die oscillatie ontstaat doordat je eigenlijk een RLC serieketen aanstoot: de L is de inductie van de lus en de C is de equivalente ingangscapaciteit van de MOS. De R heb je in de hand, een serieweerstandje van enkele 10 Ω kan zoiets dempen.

- - big bang - -

Ja na alle tips eens te doorlezen te hebben ben ik weer aan het teken gegaan. En het resultaat ziet er nu al weer wat beter uit.

pcb: http://img715.imageshack.us/i/pcbb.jpg/
pcb zwart/wit: http://img228.imageshack.us/i/etsenzwart.jpg/
5V en extra C: http://img844.imageshack.us/i/5venextrac.jpg/

Wat niet gelukt is of ik aan twijfel:
- Ik heb die 74XX niet elk een C kunnen geven. Maar er staat wel 1 van 100nF net na de 7805. En die 7805 heeft extra C's aan zijn ingang staan en een diode. Zou dit niet genoeg zijn om de 5V kring storingsvrij te houden?

- Bij de onderste fets is de GND aansluiting verkleint omdat die TC427's dichter staan bij de fets. Is dit nu niet te klein? (want het vermogen van de motor loop daar toch ook door?).

- Ik heb 5 extra plaatsen voorzien voor condensators over de voedingsspanning (links onder). Dit is nu wel voldoende zeker?

- Als ik alles dan zal testen zou ik de TC427's op een breadbord zetten (dat ze niet weer direct kapot zijn). Maar hoe kan ik dan kijken dat er geen pieken op de voeding komen? (ik heb dus geen oscilloscoop en mijn multimeter is vrij traag). Dus ik hoop dat er een andere methode is om dit te controleren (buiten men driver weer in gevaar te brengen:p).

Iemand nog andere tips?

Je hebt de drivers beter geplaatst, zie ik, Dat is zondermeer een pluspunt.

Ik heb die 74XX niet elk een C kunnen geven. Maar er staat wel 1 van 100nF net na de 7805

Een 78xx heeft het liefst van al een tantaaltje van 1 à 10µF aan zijn uitgang.

Bij de onderste fets is de GND aansluiting verkleint omdat die TC427's dichter staan bij de fets. Is dit nu niet te klein?

Geen mens belet je, om onderaan de source's van de FET's door te verbinden met stijve draad van 1.5mm² of meer, moest dat nodig zijn.

zou ik de TC427's op een breadbord zetten (dat ze niet weer direct kapot zijn)

Ik kan nog steeds niets bedenken dat het voortijdig sneuvelen van de drivers verklaart. "Pieken op de voeding" lijkt me erg onwaarschijnlijk. Die accu gaat toch geen hogere spanning produceren? Een slecht-werkende labvoeding zou het wèl kunnen veroorzaken, uiteraard.

Ik mis wel de ontkoppel-C bij elke 47xx. Dat is sowieso al een must, en bij een schakeling die grote stromen moet verwerken nog meer.

Op 17 september 2010 21:21:08 schreef pros:

Ik kan nog steeds niets bedenken dat het voortijdig sneuvelen van de drivers verklaart. "Pieken op de voeding" lijkt me erg onwaarschijnlijk. Die accu gaat toch geen hogere spanning produceren?

Dat ligt een beetje aan de conditie van de accu, als die slecht is zou het kunnen. Bij fel afremmen genereed de motor toch een behoorlijke spanning.

Ik heb nog 3 ontkoppel C's bijgevoegd aan de 74XX'en. En nog een extra C aan de 7805 bij de 5V output.

PCB: http://img291.imageshack.us/i/pcbw.jpg/
zwart/wit PCB: http://img138.imageshack.us/i/etsenzwart.jpg/

Over die drivers: Het probleem is steeds het zelfde. Ik laat de motor traag draaien (met pwm) en onbelast. Dit gaat een 30sec goed tot 1 van de drivers het begeeft. Als ik de drivers dan uitmeet blijft er meestal 1 kanaal(de out dus) (soms ook beide) constant op de Vcc staan. Ik weet dus niet hoe dit komt maar de opties zijn denk ik beperkt. Of er zitten pieken op de voeding (van die motors) of die fets vragen meer dan de driver kan leveren (maar aangezien jij hier nooit last van gehad hebt lijkt mij dit onwaarschijnlijk).
De accu is inderdaad zeer versleten ( is 1 die langs de kant lag omdat ze direct plat is).

Ton ik met de schakeling 1 lichtere motor aanstuurde heb ik toch eens 5min kunnen rijden zonder problemen (toen was het motortje verbrand). Dus ik denk dat de zwaardere motoren de problemen veroorzaken. En ik hoop dat die betere print en grotere ontkoppel C's de oplossing zullen bieden.

Wat je eens zou kunnen proberen, is een snelle diode in serie met een kleine condensator over de voeding te zetten, en dan de spanning over de condensator te meten. Met een snelle diode zal die opgeladen wordt tot bijna de maximale spanning die over de voeding komt te staat (een peak detector).