Problem: H-Brücke mit IR2113SPF und "kleinen" Induktiven Lasten

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Problem: H-Brücke mit IR2113SPF und "kleinen" Induktiven Lasten

    







BID = 751844

UmpaLumpaDu

Gerade angekommen


Beiträge: 12
Wohnort: Fürstenfeldbruck
 

  


Hallo zusammen,

es geht um folgendes.
Wir brauchen eine komfortable und wenn möglich universelle Möglichkeit einen bzw mehrer Rotoren anzusteueren.
Jetzt haben wir das ganze mit einer H-Brücke aufgebaut und diese Lösung funktioniert auch soweit so gut, nur gibt es ein paar Ausnahmefälle wo sie einfach blödsinn macht, und ich hab keine Ahnung woher dieses Verhalten kommt.
Erstmal kurze Erläuterung des Schaltplans:
das ganze funktioniert so das 1 oder 3 takten und der jeweilige gegenüber also 4 und 2 dauerhaft durchschalten (H-Brücke halt ).
Bei ohmschen Lasten ist das ganze sowiso kein Problem und bei Induktiven Lasten hab ich die beiden (selbsteingezeichneten) längs L damit die Spikes vom Motor weggebügelt werden (funktioniert auch).

Jetzt zu meinem "komischen" Verhalten:
2 und 3 sind gesperrt, 4 ist permanent durchgeschalten.
der 1 FET wird also nur getaktet.
Meine Messung
1 Kanal sauberes Rechtecktansteuerungssignal am HIN
2 Kanal liegt direkt am GATE des FETs
3 Kanal liegt direkt am SOURCE

wie man sieht kann er den LOW Zustand nicht halten und kommt irgendwie wieder hoch?!
Kann mir das jemand erklären bzw wie ich das weg bekomm?!

Hab mal das Datenblatt des motors noch angehängt.
Es funktioniert nur nicht wenn der Motor keine Last hat, sobald er eine gewisse Grundlast (vielleicht 100mA) hat gibts keine Probleme.
Mit anderen (großeren) Rotoren gehts auch einwandfrei.

Hat jemand schonmal so ein Verhalten beobachtet?

Danke schonmal fürs durchlesen und vielleicht hat jemand ne Lösung für mich?!

Lg


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BID = 751856

Harald73

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Hi,


Fet 1 kann aktiv nur die +26V schalten, was er auch macht.
Wenn Fet1 ausgeschschaltet wird, so versuchen die 850µH vom Motor und die beiden externen Ls den Strom aufrecht zu halten und induzieren eine negative Spannung (UX101_1 < UX101_2). In dieser Phase zirkuliert der Strom durch die Bodydiode von Fet2, L, Motor, l, Kanal Fet 4, so dass du "LOW" ( eigentlich sogar eine leicht negative Spannung) an Source Fet 1 messen kannst
Sobald der Strom zu Null geworden ist, ist diese Freilaufsituation nicht mehr gegeben. Dann existiert nur noch die vom drehenden Motor induzierte Spannung. Diese Spannung ist a) positiv und b) irgendwo zwischen 0 und 26V, so dass weder in FET 1 noch in FET2 die Bodydiode leitet. Die Spannung an X101_1 schwingt sich dann zum Wert der induzierten Motorspannung.

Wenn du ein sauberes LOW haben möchtest (warum möchtest Du das?), musst du Fet 2 ansteuern, nachdem (Totzeit) du Fet1 ausgeschaltet hast.

Gruß
Harald



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*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!

BID = 751862

UmpaLumpaDu

Gerade angekommen


Beiträge: 12
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Zitat :

Wenn du ein sauberes LOW haben möchtest (warum möchtest Du das?), musst du Fet 2 ansteuern, nachdem (Totzeit) du Fet1 ausgeschaltet hast.


Danke, vielleicht hab ich mich bisschen falsch ausgedrückt.
Mir geht es bei dem LOW darum das der 1FET nicht durchschaltet.
Denn wenn ich mein Tastverhältniss erhöhe bekomme ich massive Probleme wenn diese Flanken zusammenfallen.

FET 1 taktet damit ich die Geschwindigkeit meines Motors einstellen kann.
Und wenn ich den IR2113 richtig verstanden habe, schaltet HO und Vs durch (wenn HIN low angesteuert wird) --> und dadurch hat mein Gate ja auch mehr oder weniger des gleiche Signal wie mein Source.
FET 1 wird doch dann über seine Last (hier: L, Motor, L) und den durchgeschalteten FET 4 auf LOW gezogen?!?
Und diesen Zustand müsste er doch halten können?!


Zitat :
Sobald der Strom zu Null geworden ist, ist diese Freilaufsituation nicht mehr gegeben.


Tut mir Leid aber des versteh ich nicht.
Was meinst du damit?

Kannst du mir vielleicht auch erklären wiso es bei größeren Lasten ohne Probleme funktioniert?! Dort folgt mein FET ziemlich genau meiner Ansteuerung.

BID = 751872

Harald73

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Reden wir aneinander vorbei?

Der IR ist ein Levelshifter. Das Gatesignal für Fet 1 musst du auf dessen Source (= IR Pin VS) bezogen messen. Wenn du keinen Differenztastkopf hast, kannst du es am Scope als UGS = Kanal2 - Kanal 3 ausrechnen und darstellen lassen. Oder du bildest einfach im Kopf die Differenz zwischen Kanal 2 und 3. Dann wirst Du sehen, dass UGS_Fet1 = 0 während HIN = 0. Genau wie es soll.
UGS ist also 0, der Fet ist aus. Warum US ungleich 0 ist, habe ich oben zu erklären versucht. Selbst wenn am Gate 100 V (gegen Masse) anliegen ist FET1 aus, solange an der Source auch 100V (gegen Masse) sind. (Beispiel, hab mir die Spannungsfestigkeit der Bauteile nicht angeschaut)


>>Und diesen Zustand müsste er doch halten können?!
Nein, FET 1 kann nur HIGH an X101_1 "halten", LOW ist "fremdbestimmt".

Edit: Statisch ( kein Strom, Motor dreht nicht) hast du recht, US = 0. Dynamisch aber nicht.
Nehme als Last mal einen Akku (9V-12V) in Serie mit einem ~ 100 Ohm Widerstand. + am X101_1, - an X101_2. Messen. Dann noch zusätzlich eine Induktivität (z.B. blockierter(!) Motor) in Serie. Messen, vergleichen, verstehen.


Wenn Du den Motor belastet, fließt (bei gleicher Gegenspannung von Motor und Bodydiode) mehr Strom, so dass der Abbau des Stromes länger dauert und Source Fet1 länger auf LOW verbleibt. Nochmal: Nicht weil FET1 oder der IR für LOW sorgen, sondern nur, weil die Induktivitäten den Strom weiter treiben und dieser Strom durch die Bodydiode von Fet2 fließen muss.



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Harald73 am  2 Mär 2011 14:57 ]

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UmpaLumpaDu

Gerade angekommen


Beiträge: 12
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Zitat :
Reden wir aneinander vorbei?

Ja


Zitat :
Edit: Statisch ( kein Strom, Motor dreht nicht) hast du recht, US = 0. Dynamisch aber nicht.


Danke jetzt hab ichs verstanden, ich hab immer gedacht das der FET 1 sein LOW über die Last und dann durch FET 4 sieht.
Aber das bei dynamischen Fällen dies über die Bodydiode geschieht war mir unklar bis dahin.

Du hast mir echt sehr geholfen!
So erhofft man sich hilfe

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Harald73

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Gerne!

Ich will und kann dir natürlich nichts vorschreiben, aber als wirklich gut gemeinter Rat: Mach mal die Messung, die ich vorgeschlagen habe. Dann kannst du es wunderschön auf den Oszi sehen. Wenn du den Widerstand auf die Seite zwischen Bat- und X101_2 legst, kannst du (da Fet 4 statisch an) den Widerstand zur Strommessung verwenden (Spannung an Bat- ist proportional zum Strom). Vor allem bei der Messung dieses Stromes wird du dann sehen, dass es einen riesigen Unterschied macht, ob Bat+ direkt an X101_1 hängt oder ob dazwischen noch eine Induktivität liegt. Verschiedene Induktivitäten probieren, oder das Timing von Fet 1 anpassen (Periodendauer), sodass der Strom mal zu Null wird und mal nicht.
Dabei auch (z.b. per Oszi-Mathefunktion) die Spannung über der Induktivität darstellen.

Wenn du es schon gemacht hast, perfekt.


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