04 Ağustos 2020, 09:05:04

Haberler:

Foruma Resim Yükleme ve Boyut Sınırlaması ( ! )  https://bit.ly/2GMFb8H


Dc Motor Sürücü Ringing Problemi

Başlatan kimlenbu, 20 Temmuz 2020, 15:10:57

kimlenbu

20 Temmuz 2020, 15:10:57 Son düzenlenme: 20 Temmuz 2020, 15:15:28 kimlenbu
Selamlar,

Tasarladığım DC motor sürücüsünde yükselen kenarda inanılmaz bir osilasyon (ringing) var. Yaptığım araştırmalarda yükselen kenarda besleme voltajının 2 katına kadar pikler olabileceğini gördüm. Bu piklerin etkisini malzemeleri bu piklere dayanıklı seçerek ve piklerin genliklerini azaltmak için bir kaç farklı yöntem kullanarak egale etmeye çalıştıklarını gördüm. Benim durumumda besleme 2 seri bağlı akü ile oluyor, ama benzin motoru devreye girdiğinde alternatör sayesinde 27-28V civarına çıkıyor besleme.

Osilasyonda piklerde ise 60-80V görüyorum ! Ölçümleri propların şaselerini kısaltarak da denedim sonuç aynı.

Denediklerim :

1) Gate direncini arttırmak, normalde 10ohm takılı ve 56ohm'a kadar yükselttim, pik çok değişmedi ama sinyalin özellikle rise time'ı inanılmaz arttı. Gate direncine ters paralel bir hızlı diyot bağlı, bu sayede düşen kenarlarda benzer bir osilasyon olsa da gayet güzel ve kabul edilebilir.

2) Moslara hızlı paralel diyot atmak. Kullandığım mosfetin (IRFP064) diyot reverse recovery time'ı 250ns, ben 50ns'lik toparlanma süresine sahip diyot koydum pek bir şey değişmedi gene.

3) Bootstrap kapasitörünü 1uF'dan 2.2uF'a çıkardım, sinyalin yükselme ve düşme zamanları neredeyse 3 katına çıktı.

4) H Bridge paralel mosfetlerden oluşuyor, 8 mosfetin paralel olan 4 tanesini iptal ettim, osilasyon aynı duruyor ama genlikte 10-20V'luk bir düşüş oldu. IRFP064 (55V-110A) yerine IRFP4310 (100V-134A) sipariş ettim, onun denemesini yapacağım ve paralel mosfetleri monte etmeyeceğim.

Denemediklerim

1) Bootsrap diyoduna seri ufak bir direnç bağlamak (pcb'de yer yok deneyemedim)
2) Çıkışa rc snubber eklemek
3) Yeni pcb dizaynı.

Motor 500W ve anlık olarak 24V'da 60-70A'lere kadar çekiyor. Akım kontrolü yapıyorum bu yüzden mosfetleri limitlerine dayamıyorum ama bu pikler yüzünden LM2576 regülatörler patlıyor (max dayanım 40V). Bugüne kadar texas instruments'in HV olmayan kaliteli ürünlerini kullandığımdan sıkıntı olmadı ama direnc.net'ten patates regülatör denk gelince (hem de LM2576HV, max dayanım 60V) devre anında zarar görüyor. Regülatör patlıyor, şansıma girişi aynen çıkışa vermezse devredeki diğer elemanlara zarar veremiyor. Yoksa mosfet, sürücü vs ne var ne yok kül ediyor.

Bu ringing'i azaltmak için başka neler yapılabilir ?


Devre'nin sürücü katı :



PCB :



Mosfetler Paralelken Ringing (Sarı High Side Gate, Mavi Çıkış, Proplar 10x'de):



Paralel Mosfetler Çıkarılınca Ringing (Sarı High Side Gate, Mavi Çıkış, Proplar 10x'de):





ertuğrul54

snubber  devresi eklemenizi tavsiye ederim

dumansiz

Alıntı yapılan: kimlenbu - 20 Temmuz 2020, 15:10:57Benim durumumda besleme 2 seri bağlı akü ile oluyor, ama benzin motoru devreye girdiğinde alternatör sayesinde 27-28V civarına çıkıyor besleme.


Merhaba,
Besleme voltajındaki düzensizliği önlemek için giriş katınızda gerekli elemanlar bulunuyor mu?
Örneğin; LC filtre, TVS diyot vb.

z

RC snubber is gorecektir.

Motor cikis pinlerine seri bagli R ve C deneyebilirsin.

apsis

Seçenekler RC Snubber, gs arasına ekstra kapasite, düzgün hesaplanmış gate direnci seçenektir.
Bu osilasyona sebep olan etkenlerin başında kaçak endüktanslar gelir.
Bunu en aza indirmenin yollarından biri sürüleri mümkün olduğunca fetlerin gate'ine yakın tutmak ve Low Side ve High Side yollarını mümkün olduğunca eşit uzunlukta tutman gerekir.
Ek bilgi, gate diyodunun önüne bir direnç koymakta fayda var.
"Makineye Beyin" MEKATRONİK

kimlenbu

20 Temmuz 2020, 20:04:15 #5 Son düzenlenme: 20 Temmuz 2020, 20:05:34 kimlenbu
Alıntı yapılan: dumansiz - 20 Temmuz 2020, 15:58:30Merhaba,
Besleme voltajındaki düzensizliği önlemek için giriş katınızda gerekli elemanlar bulunuyor mu?
Örneğin; LC filtre, TVS diyot vb.


Besleme voltajında da bu pikler yüzünden sıkıntı görüntüledim, misal 12V hattındaki düzensizlik aşağıdaki ekran görüntüsünde görülebilir (Sarı : regüle 12V, mavi çıkış gerilimi). Özel bir önlem almamıştım ne yazık ki ama kesinlikle filtre gerekiyor. Kart komple revize görecek zaten, sürücü ir2110/ir2113 kullanıyordum, DRV8703'e geçeceğim. pcb'de 2 katlıdan 4 katlıya geçeceğim. Sürücüyü mosfetlere yakın tutacağım ve yolların empedansını bir şekilde simüle etmeye çalışacağım.

"Nolcak len alt tarafı 4 tane mosfet" dediğim güne pişman oldum açıkçası, yüksek güçlü bir sürücü yapmak isteyince işler baya tatsız hale geliyormuş onu gördüm.




kimlenbu

Alıntı yapılan: ertuğrul54 - 20 Temmuz 2020, 15:40:59snubber  devresi eklemenizi tavsiye ederim

Alıntı yapılan: z - 20 Temmuz 2020, 18:21:23RC snubber is gorecektir.

Motor cikis pinlerine seri bagli R ve C deneyebilirsin.

Snubber'ın hesabını sağolsun Texas Instruments yapmış, ama çıkış pinlerine seri diyince kafam karıştı, snubber'ın konumu böyle olacak değil mi ? Her iki half bridge'e de Rsnub ve Csnub eklenecek ?


kimlenbu

Alıntı yapılan: apsis - 20 Temmuz 2020, 19:34:28Seçenekler RC Snubber, gs arasına ekstra kapasite, düzgün hesaplanmış gate direnci seçenektir.
Bu osilasyona sebep olan etkenlerin başında kaçak endüktanslar gelir.
Bunu en aza indirmenin yollarından biri sürüleri mümkün olduğunca fetlerin gate'ine yakın tutmak ve Low Side ve High Side yollarını mümkün olduğunca eşit uzunlukta tutman gerekir.
Ek bilgi, gate diyodunun önüne bir direnç koymakta fayda var.

Selamlar, gate diyodu dediğiniz zener mi yoksa gate direncine paralel olan mı ?

apsis

Gate direncine paralel olan.
"Makineye Beyin" MEKATRONİK

mozkan87

Eş zamanlı olarak gate direncinin öncesini ve sonrasını osiloskop ile incelemek lazım eğer iki tarafta da ringing var ise gate driver düzgün çalışmıyor demektir. Normalde gate direncinin öncesi ve sonrası arasında sadece zaman farkının olması beklenir. Gate in on state geçtiği anda 4-6 volt mertebesinde düz bir plato olur, sonrasında gate voltajı tırmanmaya devam eder. Ama sizde gate çok fazla osilasyon yapıyor. Bir de Vb yi de incelemekte fayda var.

superconductor

Hocam aynı konuda ben de çok uğraşmıştım 1 ay kadar önce driver DRV8301 idi, çözüm olarak bootstrap kapasitesine seri direnç bağlamıştım. Gate direncini çok arttırırsanız durum çınlamanın dışına çıkıp aktif şekilde salınıma kadar gidiyor. Şurada bir döküman var yardımcı oldu:

https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=59458

Ayrıca microseminin paralel moslar için ayrıca dökümanı var:
https://www.microsemi.com/document-portal/doc_download/14693-eliminating-parasitic-oscillation-between-parallel-mosfets

kimlenbu

Problem çözüldü. High side mosfetlerin gate'lerindeki dirençleri söktüm, yerine 22uH bobin bağladım. Osilasyon frekansı 25Mhz civarında olduğu için ve sürücü 17khz civarında çalıştığı için osilasyon sönümlendi. Low side mosfetlerde ufak da olsa osilasyon vardı, gate dirençlerini 10 ohm'dan 39 Ohma çıkardım buradaki sıkıntı da çözüldü.

Nolur nolmaz diye de uzağa ve yurtdışına göndereceğim kartlarda ise regülatörleri ozdisan'dan alıp hepsini orjinal LM2576HV (Giriş Maksimum 60V) olarak değiştirdim. Eski mosfetler IRFP064'tü (60V 70A), hepsini IRFP4310 (100V 120A) ile değiştirdim.

Normalde bu önlemleri almasam da devre çalışıyordu ama yarıiletkenleri direnc.net denen adamlardan aldığım için çakma regülatörleri çok büyük sıkıntılar çıkardı, daha yüke binmeden regülatörler patlıyordu. Özdisan sağolsun parçaların hepsi orjinal ve çok hızlı geldi.

Devrenin Eski Hali (Sarı Gate, Mavi Çıkış, prop 10x)



Sadece 22uh bobinler eklendikten sonra 10 ohmluk gate direnci ile gate sinyali, düşen kenarda 10V'luk genliğe sahip osilasyon var :



High side gatelerine 22uH bobin ve low side gate'lerine 39 ohm bağlandıktan sonra gate sinyali (çıkış da aynısı temiz, tek prop arızalıydı aynı anda gözlemleyemedim)