H-Brug met IR2148

Op 7 oktober 2021 17:52:49 schreef MGP:
Door al die verschillende gegevens die er te lezen zijn zou er minimaal 6mA aan de ingang moeten zijn?
https://www.alibaba.com/product-detail/DD2205HK-5A-Mini-Solid-State-re…

Die Alie Baba sheets vertrouw ik sowieso niet.

Ik begrijp niet goed hoe je met zo'n module kunt sourcen en sinken ofte een H-bridge opstelling kunt maken, de datasheet laat enkel een schema zien met de min aan de GND van de voeding.

Dat snap ik ook niet helemaal, maar het zal wel.

@MGP: dit soort solid-state relais hebben vrijwel altijd galvanisch gescheiden ingangen; dat kan met een geïsoleerde driver en een DC/DC converter voor de voeding daarvan; ik weet ook niet hoe ze het zo zuinig maken, maar ze zijn goedkoop genoeg om er één op te offeren om dat uit te vinden.

Ik zou dan nog eerder gokken op een VOM1271 van een paar cent die een mosfet aanstuurt, dan kan je die SSR plaatsen waar je wilt.

Op 7 oktober 2021 22:42:52 schreef SparkyGSX:
ik weet ook niet hoe ze het zo zuinig maken, maar ze zijn goedkoop genoeg om er één op te offeren om dat uit te vinden.

Op alibaba wordt een < €1 prijs genoemd. Maar op aliexpress zijn ze vrij structureel 3 euro per stuk. Nog niet de hoofdprijs, maar ook niet super goedkoop.

Specs als 5A zijn net als bij mosfets: "Indien ideaal gekoeld". Je moet niet denken dat ie "makkelijk 5A" aankan. Het is 1A en het kan geen kwaad als er kort 5A loopt.

Op 8 oktober 2021 09:15:57 schreef rew:
Je moet niet denken dat ie "makkelijk 5A" aankan. Het is 1A en het kan geen kwaad als er kort 5A loopt.

Dat zou voor de TS dan net gaan met de aanloopstroom van de motor. Maar ik vertrouw de specs niet echt van Alie.

Op 8 oktober 2021 09:33:29 schreef Lambiek:
[...]
... Maar ik vertrouw de specs niet echt van Alie.

Als het over de stuurstroom gaat ben je niet zo kritisch

Op 8 oktober 2021 09:52:41 schreef MGP:
Als het over de stuurstroom gaat ben je niet zo kritisch

Ik weet uit ervaring dat die dingen weinig nodig hebben. Niet alleen dat type, maar meerdere types.

Op 8 oktober 2021 09:15:57 schreef rew:
[...]Op alibaba wordt een < €1 prijs genoemd. Maar op aliexpress zijn ze vrij structureel 3 euro per stuk. Nog niet de hoofdprijs, maar ook niet super goedkoop.

Ik heb in het verleden wat DC grote SSRs gehad van Crydom, die waren >100 euro per stuk, dus een SSR van 3 euro slopen om erachter te komen hoe ze dat precies doen vind ik dan wel meevallen.

Eigenlijk vind ik het vreemd dat ze maar 5A kunnen schakelen; voor heel weinig extra heb je een MOSFET die significant meer kan, dus waarom ze er zo'n schijnbaar beroerd exemplaar in steken is me een beetje een raadsel.

Op 8 oktober 2021 10:18:58 schreef SparkyGSX:
Eigenlijk vind ik het vreemd dat ze maar 5A kunnen schakelen; ....., dus waarom ze er zo'n schijnbaar beroerd exemplaar in steken is me een beetje een raadsel.

Of de specs kloppen van geen kant en kan die meer. Je weet het daar maar nooit.

Ik koop ze daar nooit, ben dus ook duurder gewent.

Volgens mij komt het door de beperkte aansturing van de mosfet.
De mosfet zelf zal wel een veelvoud aankunnen maar het aanstuurmechanisme van de gate zal de beperkend factor zijn.
Met dien verstande dat de SSR kan sourcen en sinken.

En is het wel een mosfet, kan ook een transistor zijn.

Op 8 oktober 2021 10:54:14 schreef MGP:
En is het wel een mosfet, kan ook een transistor zijn.

Als het een transistor is heb je meer verliezen natuurlijk, dan moet je zeker goed koelen. En dit is nu niet een type waar een koelplaat op kan volgens mij.

Ok, dan maar een setje snelle diodes bestellen en een bus isolatielak, dat kan er nog wel bij. Zeker bij Reichelt, die is nog wat voordeliger.

In jullie, verder boeiende discussie, zal ik me niet mengen, maar mogelijk kan ik meer uitsluitsel geven.

Op 7 oktober 2021 22:42:52 schreef SparkyGSX:
ik weet ook niet hoe ze het zo zuinig maken, maar ze zijn goedkoop genoeg om er één op te offeren om dat uit te vinden.

Omdat vijf stuks voordeliger waren heb ik er nog één over, waarmee ik voorgaand advies heb opgevolgd. De foto’s spreken denk voor zich.

Dat ziet er nog beroerder uit dan ik dacht...max 5A

Met een opto en een CTR = 1000% kun je zeer laag in stuurstroom gaan, ideaal dus voor uw logische poorten.
Hiermee krijg je dus overschot van gelijk

Bedankt voor de opheldering, heel leerrijk!

Graag gedaan, voor mij is het ook erg leerzaam.
Het is me gelukt uit de stoffelijke resten het schema te reconstrueren:

Dit is zo’n stoffelijk restje waaruit ik kon afleiden dat er twee weerstanden van 3 KΩ parallel naast elkaar zaten:

Als je het zo ziet zou je denken dat dit ook met de juiste componenten is op te bouwen, maar nu is het mooi compact en ook niet te duur.

Op 7 oktober 2021 15:23:56 schreef Lambiek:
[...]
Je gaat niet via pwm regelen zeker, dan komt de diode wat minder precies. Maar ik zou wel fast recovery diodes toepasten als ik jou was.

Binnen de DD-2205HK is al voorzien in een dergelijke beveiliging. Is kan de externe diode nog nuttig? Dat zou me goed uitkomen, want op de print heb ik wat ruimtegebrek.

Deze constructie is moeilijk met betere componenten op te bouwen, omdat hij fundamenteel niet zo mooi is; het is een Sziklai transistor, dus daar ga je altijd ongeveer 1V over verliezen, en dat geeft dus een forse opwarming als er een significante stroom loopt.

Als je zoiets met een MOSFET wilt doen, voor grotere stromen, moet je ergens de hogere spanning voor de gate vandaan halen

De print voor de voeding en de brug heb ik nu binnen en gemonteerd volgens het schema van 6 oktober. Met uitzondering van D3 – D6 die zijn weggelaten omdat in de DD-2205HK daar al in is voorzien. R2 heb ik verlaagd naar 100 Ω.

Eerst aangesloten op het kleine motortje (via een fikse spanningsdeler) en dat werkte van meet af aan zoals bedoeld, dus de elektronica is in orde denk ik dan. Voor ik alles ging inbouwen wilde ik nog een goede praktijktest doen. Daarvoor de spindel uit de kelder er bij gehaald en aangesloten.
Dat gaat maar deels goed. In één richting draait de motor soms het hele traject, maar in de andere richting steeds maar een klein stukje; een enkele keer een groter stuk. Afgezien van de zwaardere motor, die bij 100 VDC ongeveer 250 mA trekt, heeft deze motor ook koolborstels.
Mijn vermoeden is dat daar het probleem gezocht moet worden. Daarom eerst 3 x 100 nF geplaatst, één over de twee motoraansluitingen en één van elke aansluiting naar het frame van de motor (volgens het boekje). Dat levert al een redelijke verbetering maar nog niet 100 % betrouwbaar.
In de voorraad nog een spoeltje (ERO F1753-210-124) gevonden en voor ontstoring in serie met de motorvoeding geplaatst.

Dat scheel weer zoveel dat nu in beide richtingen het tientallen keren achter elkaar goed blijft gaan.

De condensatoren en de spoelen lijken dus nuttig, maar de waarden zijn gebaseerd op wat ik toevallig heb liggen en met name bij de spoel vraag ik me af wat in dit geval de beste waarde is.
De motor trekt dus bij 100 VDC 250 mA, de condensatoren zijn 3 x 100 nF en de spoel is nu 2 x 1 mH.

Afgelopen dagen heb ik een duidelijke les geleerd: jullie hadden gelijk met de twijfels aan de DD2250HK SSR’s. Zoals ik schreef is de schakeling een hele tijd goed getest en alles leek ok. Bij het inbouwen van het geheel wilde ik halverwege testen of de bediening goed was aangesloten. Dat bleek niet te werken, terwijl alles tocht goed was aangesloten. Daarna bleek dat drie van de vier SSR de geest hadden gegeven. Waarom weet ik niet, maar het lijkt me nu beter hier niet mee verder te gaan.
Maar hoe dan verder?
De H-brug met N-FET’s en drivers leveren me te veel storing, dat is uitvoerig geprobeerd.
Met open relais is 100VDC schakelen riskant en (gesloten) reedcontacten zijn te traag.
Daarom alle adviezen nog eens bekeken en kom ik langs:

Op 29 juli 2021 14:56:01 schreef MGP:
Waarom koop je u geen 2 P-mosfets? veel eenvoudiger voor uw eisen en zonder IR2184 drivers en pwm.

Deze raad heb ik me nu ter harte genomen. Op (http://prosje.be/Projects/BelastingSchakelen.html) heb ik dit schema gevonden:

Dat zou voldoende moeten zijn voor mijn toepassing; er wordt niet (snel) geschakeld.
Met voor T3 en 4 de IRF9630 en voor T5 en 6 de IRF630 moet de 100VDC bij 250mA voor de motor geen probleem zijn. Of voor T1 en 2 de voorgestelde BS170 bij 100 VDC goed is weet ik niet, maar zou de ZVN2110A een alternatief kunnen zijn? En hebben R1 en 2 met 470 Ω de juiste waarde bij een VCC van 100 VDC?
Tenslotte lijkt het me het beste de massa van de 100 VDC en 5 VDC gescheiden houden. Dan zou voor de sturing van T1 en 2 een optocoupler moeten komen denk ik. Hoe realiseer ik dat in combinatie met T1 en 2?
Of zou een klein reed-relais een optie kunnen zijn?

Ik denk dat geen van beide Mosfets je lang plezier zullen geven. maximale spannning van de BS170 is 60V, van de ZVN2110A 100V. De eerste gaat waarschijnlijk direct stuk. De laatste doet het misschien even, maar je hebt helemaal geen marge.

Een weerstand van 470 ohm geeft een stroom van bijna 200mA bij een spanning van 100V geeft 20W, dat lijkt me wat veel om weg te stoken. Omdat je niet snel hoeft te schakelen, kun je deze waarschijnlijk ook wel groter maken.

[Bericht gewijzigd door MarEle op woensdag 10 november 2021 21:51:13 (11%)

Dat gaat niet werken op 100V. De maximale spanning hangt af van je gate spanning.

En als je weerstanden toevoegd naar de gates, en een zener om de maximale spanning op de gate te begrenzen ?

De gate weerstand vindt ik nu al vrij hoog, ik gebruik altijd tussen de 10 en 49 Ohm.

Dus als je met een zener gaat werken wordt je weerstand nog groter.

Je kunt weerstanden en zeners gaan toevoegen, dan blijf je binnen de maximale gate spanning van 20V, maar daarmee gaat het schakelen langzaam. Bij deze constructie staan, zeker met een voedingsspanning van meer dan zo'n 12V, de bovenste en onderste MOSFETs even tegelijk aan bij het schakelen. Vanwege de weerstanden die je dan net hebt toegevoegd, wordt die tijd een stuk langer, en gaat het direct stuk.

Deze constructie is niet nieuw, die kennen wij ook wel, en er is een reden dat we je aangeraden hebben om het met gate drivers te doen. Het is echt onzin dat zo'n constructie niet werkt; dat is de manier waarop die dingen werken, er zijn miljarden dergelijke schakelingen in gebruik. Als het bij jou niet werkt, ligt dat echt aan je opbouw.

Ik heb nog wel een andere optie voor je: 1 relais met 2 wisselcontacten (of 2 relais met wisselcontacten) plus één MOSFET, aangestuurd door een microcontroller. De MOSFET onderbreekt de stroom voordat je de relais laat schakelen, dus die schakelen altijd stroomloos en spanningsloos.

Op 10 november 2021 21:36:26 schreef Toon60:
Bij het inbouwen van het geheel wilde ik halverwege testen of de bediening goed was aangesloten. Dat bleek niet te werken, terwijl alles tocht goed was aangesloten. Daarna bleek dat drie van de vier SSR de geest hadden gegeven. Waarom weet ik niet, maar het lijkt me nu beter hier niet mee verder te gaan.

Volgens mij toch een foutje in de aansturing of ontwerp, behalve door overspanning of aanstuurfouten zie ik niet waarom die ssr's zouden defect gaan, de motor is niet zo zwaar, die SSR's moeten dat makkelijk aankunnen.

De transistor in die SSR kan zijn warmte erg slecht kwijt, aangezien hij helemaal ingegoten zit. Gewoonlijk is 1W ongeveer de limiet aan wat je met een TO-220 kunt doen zonder extra koeling (dan wordt bij ~65C warmer dan de omgeving), maar ingegoten in thermisch slecht geleidend materiaal is dat waarschijnlijk nog slechter. Als je 1V verliest, mag er dus voor langere tijd niet meer dan 1A door lopen.

Ik verwacht ook dat ze erg traag uitschakelen, dus de richting veranderen zonder dode tijd geeft een shoot-through, als je ze niet genoeg stuurstroom geeft gaan ze wellicht ook niet helemaal lekker in geleiding, en in het geval dat je ze verkeerdom aansluit is het natuurlijk direct over, net als bij elke andere H-brug van halfgeleiders.

Op 11 november 2021 12:44:15 schreef SparkyGSX:
Gewoonlijk is 1W ongeveer de limiet aan wat je met een TO-220 kunt doen zonder extra koeling (dan wordt bij ~65C warmer dan de omgeving), maar ingegoten in thermisch slecht geleidend materiaal is dat waarschijnlijk nog slechter. Als je 1V verliest, mag er dus voor langere tijd niet meer dan 1A door lopen.

Iets hogerop kun je lezen dat het een 100V/250mA motor is, dus aan 1W komt hij bijlange niet.