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altekischt

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15.09.2011,
18:52
 

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen (Elektronik)

Hallo,

ich habe eine Mosfet H-Brückenschaltung nach gezeigtem Schema aufgebaut. angesteuert werden die Mosfets (BUZ 80a bzw IRF740) mittels eines Halbbrückentreibers (IR2184). Dieser wiederrum erhält ein modulierbares PWM Signal. Ich möchte damit einen Motor ansteuern. Funktioniert eigentlich auch alles soweit nur ein kleines (oder großes) Problem:

Das signal geht nicht sauber von low nach high bzw von high nach low, sondern es schwingt sich ein. Ich versuche morgen ein Bild von meinem Oszilloskop reinzustellen. Wisst ihr vielleicht woran das liegen könnte? (Der Motor ist noch nicht angeschlossen sondern nur mein Oszilloskop.)

Mfg :)



schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
15.09.2011,
21:40

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» Hallo,
»
» ich habe eine Mosfet H-Brückenschaltung nach gezeigtem Schema aufgebaut.
» angesteuert werden die Mosfets (BUZ 80a bzw IRF740) mittels eines
» Halbbrückentreibers (IR2184). Dieser wiederrum erhält ein modulierbares
» PWM Signal. Ich möchte damit einen Motor ansteuern. Funktioniert
» eigentlich auch alles soweit nur ein kleines (oder großes) Problem:
»
» Das signal geht nicht sauber von low nach high bzw von high nach low,
» sondern es schwingt sich ein. Ich versuche morgen ein Bild von meinem
» Oszilloskop reinzustellen. Wisst ihr vielleicht woran das liegen könnte?
» (Der Motor ist noch nicht angeschlossen sondern nur mein Oszilloskop.)
»
» Mfg :)

Es ist unbedingt notwendig unmittelbar vor die Gates der PowerMOSFETs je ein Widerstand im 10-Ohm-Bereich zu schalten. Damit sollten diese HF-Schwingungen verschwinden. Probier es einfach aus.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

altekischt

E-Mail

16.09.2011,
05:10

@ schaerer

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» Es ist unbedingt notwendig unmittelbar vor die Gates der PowerMOSFETs je
» ein Widerstand im 10-Ohm-Bereich zu schalten. Damit sollten diese
» HF-Schwingungen verschwinden. Probier es einfach aus.

Kannst du mir auch erklären woher diese Schwingungen entstehen? Würde mich interessieren

altekischt

16.09.2011,
05:36

@ schaerer

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» Es ist unbedingt notwendig unmittelbar vor die Gates der PowerMOSFETs je
» ein Widerstand im 10-Ohm-Bereich zu schalten. Damit sollten diese
» HF-Schwingungen verschwinden. Probier es einfach aus.

Aber ich werde es mal probieren und dann sage ich bescheid ob es geklappt hat. Danke schon mal :)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
16.09.2011,
08:18

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» » Es ist unbedingt notwendig unmittelbar vor die Gates der PowerMOSFETs je
» » ein Widerstand im 10-Ohm-Bereich zu schalten. Damit sollten diese
» » HF-Schwingungen verschwinden. Probier es einfach aus.
»
» Kannst du mir auch erklären woher diese Schwingungen entstehen? Würde mich
» interessieren

Mich im Prinzip auch, aber ich habe bis heute auch nur gelesen, dass es zustande kommt und allerdings auch die Erfahrung gemacht, dass es stimmt. Nur soviel ist klar, dass es durch einen parasitären Rückkopplungseffekt dann zustande kommt, wenn die Eingangsimpedanz beim MOSFET besonders niederohmig gehalten. Daher, anstelle des Widerstandes, kann man auch eine ganz kleine Induktivität einsetzen, wie ich schon in einer Schaltung gesehen habe, bei der es auf sehr steile Flanken ankommt.

Aber ich denke, wenn man "kräftig" im Internet nach diesem Phänomen sucht, wird man fündig. Vielleicht nur in englisch. Ich habe mir bisher die Zeit dafuer einfach nicht genommen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

el-haber

16.09.2011,
09:43

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

Hi,
Wenn der Treiber (High-Side) vom Source-Anschluß gepumpt wird brauchst Du für den Dummy-Aufbau einen Widerstand
anstelle des Motors, damit hier ein High-Low-Signal entsteht.
Mit dem Oszi-Tastkopf alleine fließt kein Strom!

Ansonsten auch die Block- und Ableit-Widerstände wie Thomas beschrieben hat, einbauen.

Cu
st

altekischt

16.09.2011,
10:04

@ schaerer

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

also ich habe es mal mit dem widerstand vor dem gate ausprobiert. habe 12 ohm genommen weil ich keinen 10 ohm widerstand hatte. es veränderte sich aber nichts. habe es dann mit höheren widerstandswerten probiert da habe ich eine milderung erkannt. mein mosfet steuerte aber dann nicht mehr richtig aus un wurde zu heiß. gibt es noch eine möglichkeit dieses schwingen zu unterbinden?

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
16.09.2011,
12:07

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» also ich habe es mal mit dem widerstand vor dem gate ausprobiert. habe 12
» ohm genommen weil ich keinen 10 ohm widerstand hatte. es veränderte sich
» aber nichts. habe es dann mit höheren widerstandswerten probiert da habe
» ich eine milderung erkannt.

Wie hoch war denn dieser Widerstand?

» mein mosfet steuerte aber dann nicht mehr
» richtig aus un wurde zu heiß.

Darum die Frage nach der Grösse des Widerstandes, weil wenn der ziemlich hoch ist, dann erzeugt dieser Widerstand mit der Gate-Source-Kapazität ein Tiefpassfilter und genau das führt dazu, dass der MOSFET nicht mehr sauber durchschaltet und zu lange im quasi-linearen Bereich verbleibt. Dadurch entsteht die erwärmende Verlustleistung. Das ist natürlich abhängig von der PWM-Frequenz und bzw. die Impulsbreite beim minimalen und maximalen d/T-Tastverhältnis.

» gibt es noch eine möglichkeit dieses
» schwingen zu unterbinden?

Eine Ferndiagnose ist u.U. schwierig. Wichtig ist es, dass Du die ganze Schaltung zeigst, so kann man die Sache eher beurteilen. Das Schwingphänomen kann auch durch den Printaufbau entstehen, z.B. durch einen GND-Loop...

So, ich weiss jetzt nicht, wenn ich hier wieder dazu komme. Ich hoffe, dass jetzt noch andere Leser Dir weiter helfen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
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https://tinyurl.com/fumtu5z9

el-haber

16.09.2011,
12:14

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

HI,
ist der High-Side-Treiber!
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/irf/ir2184.pdf

Der braucht für die Ladung des externen Kondensators eine Verbingung zum Source-Anschluß und dieser muß! von Masse nach +Ub gehen (mindestens aber einen Hub von UGS-On machen.

Bei den BUZ-en ist das ca. 10V.
Wenn der Motor in der Vollbrücke ist, dann wird diese bedingung erfüllt. Ebenso wenn ein Lastwiderstand von z.B. 470Ohm dran hängt.
mit dem Oszi-Tastkopf anstelle des Motors wird dieser Ladestrom nicht erreicht.

Die Schaltzeit des Treibers beträgt 180-240ns (kommt auch auf das Verhältnis von Pump-Kondensator zu Gate-soure-kapazität an!.

CU
st

BataillonDAmour(R)

E-Mail

16.09.2011,
18:02
(editiert von BataillonDAmour
am 16.09.2011 um 18:26)


@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

Hallo,

wie sollen sich denn die Energien in den Schwingkreisen, die durch die überall verteilten parasitären Induktivitäten und Kapazitäten gebildet werden, abgebaut werden, wenn dein System keine nennenswerten ohmschen Anteile besitzt? Du solltest erstmal den Ausgang deiner Schaltung wenigstens etwas ohmsch belasten! Wenn das nichts hilft, musst du mehr Details deiner Schaltung posten!

Je nach Wunschlänge der Pulse, Entstörmassnahmen, Treiberausgangsimpedanz usw. solltest du die Gatewiderstände trotzdem drin lassen.

Grüsse.

BataillonDAmour(R)

E-Mail

16.09.2011,
18:15

@ el-haber

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

Hallo,

verstehe ich nicht. Wenn T3 durchgeschaltet ist, dann liegt doch der Bootstrapkondensator von T1 an Masse und +Ub. Der Ladestrom fliesst durch T3.

Grüsse.

altekischt

16.09.2011,
18:38

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

also ich habe hier mal den kompletten aufbau meiner schaltung so wie der momentane stand ist reingestellt.

die größe des gatewiderstandes habe ich bis auf 480 ohm erhöht aber dann wurde die ansteuerung zu mieserabel sprich die mosfets wurden extrem heiß (was ich auch verstehe).

Wie groß kann ich diesen gatewiederstand maximal wählen?

Die Pwm Frequenz beträgt 20-50kHz.
Über das Puls pausenverhältnis habe ich mir bis jetzt ehrlichgesagt noch keine sonderlichen gedanken dazu gemacht. Es sollte schon einen Breiten bereich abdecken, sodass ich den motor über einen nennenswerten Drehzahlbereich steuern kann.

Mfg :)

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20110916183859.xps

altekischt

16.09.2011,
18:41

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

Hab hier mal zwei bilder von meinem Oszi gemacht wie das schwingen konkret aussieht. Habe wie gesagt noch keine last drangehangen, was ich noch versuchen werde.

danke schon mal für eure Hilfen :)

altekischt

16.09.2011,
18:50

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

Das ist das erste bild:

http://www.bilder-hochladen.net/files/indc-1-c4ca-jpg.html

und das zweite:

http://www.bilder-hochladen.net/files/indc-2-c81e-jpg.html

Tobi(R)

16.09.2011,
19:48

@ altekischt

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» Das ist das erste bild:
»
» http://www.bilder-hochladen.net/files/indc-1-c4ca-jpg.html
»
» und das zweite:
»
» http://www.bilder-hochladen.net/files/indc-2-c81e-jpg.html

# convert indc-1-c4ca.jpg -resize 800x600 -define jpg:extent=150kb elkotauglich.jpg

Immerhin nur 1,2MB , der letzte Spezi brauchte 6MB für drei Striche.

man convert



Schaltplan mit Werten?

x y

16.09.2011,
19:53

@ Tobi(R)

Mosfet H-Brücke einschaltschwingen

» Schaltplan mit Werten?

Und das Layout!