Selamlar
IR2184 ile tam köprü DC motor sürmeye çalışırken birkaç defa Boostrap diyodu ile kapasitesinin bozulduğunu gördüm. Kendi yapmış olduğum bir sistemde Diyot olarak SS14, Kondansatör olarak da 1uF 50V Tantal kondansatör kullanıyorum. Fakat bazen sürücüm düzgün çalışmıyor. Sürücüyü incelediğimde mosfet Gate Sinyallerinin düzgün olmadığını özellikle H side tarafının bozulduğunu görüyorum. Birkaç defa mosfet sürücüyü de bozdum. Bazen diyot ve kapasiteyi değiştirerek yada sadece diyotu değiştirerek tekrar çalışır hale getiriyorum.
Bir tane yine IR2184 ile yapılmış DC motor sürücüsünü inceledim. Ondan boostrap kapasitesi olarak 0805 kılıfta bir kutupsuz kondansatör kullanıldığını gördüm. Diyot olarakda 1n4148 tarzında smd diyot kullanılmıştı.
Benim DC besleme voltajım 24V. O incelediğim kartta 24V ile çalışıyor. Benim PWM frekansım 16Khz ama diğer kartın frekansını bilmiyorum.
Bu parametreler için Kapasite ve Diyot seçimi nasıl yapılmalı? Örnek uygulamalarda çoğunlukla kutuplu kondansatör kulanıldığını görüyorum ama kutupsuz kondansatör kullananda var. Sorum dediğim gibi neye göre bu diyot ve kondansatörü seçeceğim?
Güzel bir konu olmuş hocam, takipteyim.
Ben bu işten pek anlamıyorum ama kendi yaptığım sürücüde (24V 5A BLDC sürücü) ben de 0805 kılıf kutupsuz 1uF (yoksa 330nF miydi, emin olamadım şimdi) ve MiniMELF kılıfta 1N4148 kullanmıştım. Gerçi çok da bilinçli bir şekilde seçmedim.
Sürücümün zaman zaman altlı üstlü bir çift MOSFET'i ve bazen de IR2101 sürücüsü yanıyor. Bazen de akım geri beslemesi için koyduğum MCP621 yanıp besleme hattını kısa devre yapıyor (gerçi şönt direnci seçimim hatalı). Durumu ayrıntılı olarak incelemedim ama, kim denen yanıyor bilmiyorum.
hocam ben IR2113 kullanıyorum
2KW a kadar çıktım yarım köprü ve frekans 28 KHz
IR nin shutdown bacağına, eğer hem LIN hem HIN girişinden 1 sinyali geliyorsa
1 verecek bir DR lojik yaptım
( ya da 0 ) shutdown IR datasheetinde bakın hangi lojik durum IR çıkışlarını 0 a çekiyorsa
faydasını gördüm
bir de bootstrap diyodu olarak UF4007 kullandım
Bu yapı için diyot ters gerilim sınırını aşıyor olabilir
SS14 ters gerilimi datasında 40V görünüyor, 4148 ise max 100V
2 adet SS14 ü seri bağlayıp deneseniz.
Ucuz ve kolay temin edebileyim diye dort dortluk diyot hangisidir diye hic arayisa girmedim. 60v luk suruculerimde ilk baslarda 1N4148 kullaniyordum. Fakat cok sik bozulduklarina sahit olunca UF4007 kullanmaya basladim ve bir daha sorun yasamadim.
Bu diyodlarin ters toparlama suresinin kisa, hizli olmasi gerektigini biliriz. Bunun tam tersine ozellikle yavas diyod ve seri direnc takilarak snubber etkisi olusturulan tasarimlarla da karsilastim.
100nF kapasitor benim uygulamalarimda hep yeterli oldu. Scop ile kapasitor uclarindaki voltaji gozlediginizde voltajdaki ripil sizin icin onemli sinirin altina inmiyorsa sorun yok demektir.
Yuk (motor) akiminina bagli olarak bu siniri 12..15v arasinda bir deger seciyorum. 100nF kullandim diye hic bir zaman 12v altina dustugunu gormedim. Frekansim 20Khz...40Khz. Moslarimin GS kapasitesi en az 1nF. (3 ucu da acik mosun GS arasinda gorunen kapasitesi)
Paralel MOS gruplari surulecekse o zaman kapasitor degerini artirmak gerekecektir. Zaten bunun hesabi firmalarin uygulama notlarinda yeterince acik.
Ozaman şöyle diyebilirmiyiz? H side mos Kapasite üzerindeki enerji ile iletime geçtiği için özellikle paralel mos varsa kapasite değeri yüksek olmalı.
Baya başım ağrıdı bu konuda. Biraz düzgün çalışıp sürücü bozuluyor. Diyotları US1M ile değiştireceğim. 1000V 1A ve SS14 ile aynı kılıfta. Bu tamam diyelim
Fakat Hala kondansatör aklıma yatmadı. Az önce bi motor sürücü kartta 0805 220nF kutupsuz kondansatör kullanıldığını gördüm. Anladığım kadarıyla 100nF ile 1uF arası her değer yeterli geliyor. Paralel mos varsa kapasite değeri büyük olmalı.
Son bir soru. Kapasite voltajının çalışma voltajı ile alakası varmı? Min kaç volt olmalı.
Bu kapasitenin degerini artirirsan sadece ilk power on asamasinda fazlaca yuksek akim darbesi ile sarj olmaya kalkar.
Bu sorun degil diyorsan istedigin kadar artir. 1uF tak, 10uF tak, 100uF istersen 1000uF tak.
Peki ya kapasite voltajı? Bununla ilgili bir kısıtlama varmı?
Cipin besleme voltajindan biraz daha buyuk olmali. Cipin dayanma voltajindan yuksek olmasinin anlami yok.
VGSmax 20v civarinda oldugundan kafadan 25v kapasitor takilabilir. Eger Gateleri 12v ile suruyorsan 16v takilabilir.
Cok pimpirikli isen diyoda seri direnc de baglayabilirsin.
Merhaba. Bootstrap kondansatör ve diyot için çok önemsiz gibi addedilir ama bunlar çıkışlarda doğru sürmenin can damarlarını oluşturur. Eğer iyi seçim yapılmaz ise problemler oluşur. Ya parazitik osilasyonlar ile sürücü IC ve hatta P-FET yanabilir ya da kontrolün kaybedilmesi oluşabilir. Özellikle 4148 yeter gibi söylenir ama burada gate sürme akımlarının o kadar düşük olmadığını ve piklere dayanamadığı için bozulduklarını görürsünüz. Bu yüzden uzun dönemli tamir ve dizayn tecrübelerimiz ile burada kullanılacak diyotların ortalama 1 - 3 amper 24 VDC için min 55 V çok hızlı bir diyot ile sürücü entegreye bağlı olarak 100 nF dan az olmayan ve 50 VDC den az olmayan mümkün ise X7 standardını taşıyan bir kondansatör seçmenizi öneririm. Mesela 24 VDC besleme geriliminde 17 A DC motor sürücüde biz H bridge için bu kondansatörleri 100 nF 50 V ile seri bağlı olan akım limitleme dirençleri olarak 10 R ile US1M olan diyotu kullandık. Özellikle gate akımları yüksek olunca kondansator 10 uF a kadar ama 50 V yine çıkarılabilir. Kullanılmayan taraf mutlaka logic ile sıfıra ve kullanılan tarafın bir tarafı mutlaka logic 1 e çekilmelidir. Belki garip gelecek ama yukarıdaki bileşenlere PWM vereceksiniz aşağıdakiler logic 1 veya 0 olacak. Aksi halde randıman alıp çalıştıramazsınız.
Bu konuyu biraz daha ayrıntılı incelemem lazım. Çünkü Kendi yaptığım IR2184'lü H bridge Motor sürücüsünün High side çıkışları pek düzgün değil. Elimde hazır çalışan bir kart var. Ona benzer bir sürücü yapmaya çalışıyorum. Kendi yaptığım sürücü ve hazır sürücüde IR2184 var.
Benim Mosfet sürme şemam bu şekilde
(https://i.postimg.cc/hvv6Z1Ld/Sema.jpg)
Sorun şu. HighSide Mosfetin Gate-GND arasındaki voltajı Skop ile görüntülüyorum. Benim Gate çıkış seviyem sürekli dalgalanıyor. Videoda aşağıdaki durumu görebilirsiniz.
Bu videoda ise hazır çalışan sürücüde bu durumu gözlemledim.
Gate-GND arasındaki voltaj son derece düzgün. PWM değiştikçe Gate Voltajının seviyesi değişmiyor. Benim Gate sinyallerinde ayrıca Negatif yönde Ripillar var. Ve seviyesi oldukça yüksek.
Şuanda Boostrap diyodu olarak US1M Boostrap kapasitesi ise 1206 220nF kapasite kullandım. Hazır sürücü kartta ise 0805 470nf civarı bir kapasite var.
Bu voltaj dalgalanma neden olur anlamıyorum. Acaba Mosfetler Gate'den çok fazla mı akım çekiyorlar? Dün anlam veremediğim bir şekilde bir kaç tane IR2184 bozuldu.
Fikri olan var mı?
Bootstrap kondansatörünün değerini düşürürsen Genlikteki Dalgalanma azalır.
Ama onun pek bir etkisi olmaz.Gate voltajı Fet'in Vgs treshold voltajının altına düşmediği sürece
sorun olmaz.
Bootstrap yapısında Pcb yol Distance'ları-Yol mesafeleri önem arz eder.
Negatif Pikler Motor veya İndüctörden kaynaklanması yüksek bir durum.Onun da senin sürücüne pek bir etkisi
olmaz.O negatif pikler Fetlerin içindeki Diyotların Eşik mesafesini geçemez zaten.Fet içindeki Diyotlar
Damper görevi görür.
Bootstrap yapısına bakarsanız 2 Adet pili seri bağlama mantığına benzer.
1. Aşama da Kondansatör D8 Diyot ve Q4 ile kutuplanıp Şarj olur.
2. Aşama da Doldurulmuş Kapasitenin Polaritesi ters yönde Q3 ile Şarj edilir,D8 Diyotu
Kondansatörü o an Pasif konuma getirir.Bu sayede Gerilim arttırılır.
Hepsi bu zaten.
Hani hep derler ya PCB'ler bazı durumlar da düzgün veya Devrenin durumuna göre çizilmeli diye.
İşte sanırım sebep bu.Bir RF devresi rastgele çizilmeyeceği gibi,yüksek akım,yüksek frekans içeren
devre Pcb'leri de rast gele çizilmez.Neye göre çizilir dersen,bu tamamen Devrenin o anki
durumu test edilip olabilecek en optimize şekilde karar verilir.Tabii bu Tecrübe ister.
Çok çalışman Lazım Mucit23:))
Evet o Pikler motordan kaynaklanıyor. Motor bağlı değil iken sinyaller oldukça temiz ve Gate sinyalinde dalgalanma olmuyor. Kartın tasarımı aslında pek iyi değil. Baya üzerinde modifikasyona gittim. Şuan çalışıyor ama mosfet sürücüler havadan nem kapıp bozuluyorlar. Bunu çözemiyorum. Mosfet sürücüyü ne bozar? 12V besleme hattında aşırı gerilim olamaz. 12V zener var olurda gerilim aşırı zıplar diye. O dalgalanma ancak 12V hattı dalgalanırsa olur diye düşünüyorum. 12V hattıda stabil görünüyor. Ama ne olursa olsun Sabit PWM bile versem biraz çalışıp mosfet sürücü bozuluyor. Mosfet sürücü aşırı derece ısınıyor.
Gate'e ek olarak neden kapasite eklenir? İncelemiş olduğum motor sürücü kartında Gate Source arasına ek olarak 4.7nF kapasite bağlanmış. Bu Mosfetin iletime ve kesime girme sürelerini uzatmazmı? Bunun ne faydası olacak?
Sürmeye çalıştığım motor 250W civarı 24V DC motor. Mosfet sürücü neden arızalanır? Mosfet sürücü gittimi mosfetlerde bye bye oluyor.
Evet Gate Source Arasına Ekstradan 10nF kapasite bağladım. İlk videodaki ripillar ve gerilim dalgalanmalarının hepsi gitti. Şuanda 2. videoda yani hazır sürücü kartının üretmiş olduğu High Side Gate sinyalinden daha temiz bir sinyal var Mosfetlerin Gate'lerinde.
Fakat böyle bir uygulama daha önce hiç görmedim. Mosfete ek gate source kapasitesi bağladığım zaman ne değişti? Bunu açıklayabilecek olan var mı? Hangi durumlarda tercih edilmesi gerekir?
Selam Mucit23,
Gate-Source arasina direnc baglaman gerekiyor.
Asagidaki linkte LLC converter + Coklu-Kaskat invertör uygulamami inceleyebilirsin. Figure 10 ve 11'de Q1 ve Q2 mosfetlerinin GATE-Source arasina 220Kohm baglanmis halini göreceksin. Sen uygulamana göre bir deger belirleyebilirsin.
https://naschibo.wordpress.com/power-electronics-leistungselektronik/
saygilar
Mosfetin rise fall süresini artırarak motor bobininden yüksek voltaj sıçramasını engellemek tabiki, dirençden sonra takılmalıdır.
Bu kadar basit bir şeyi düşünemiyormusun :D :D :D Senin Ups işi ne oldu .
@iboibo bunlar malesef kitaplarda anlatılmıyor. Güç elektroniği dersi aldım. Hatta derste anahtarlama kayıpları iletim kayıpları vs hepsi anlatıldı. Çok iyi hatırlıyorum fakat okulda bize anlatılan mosfet veya igbt lerde ton ve Toff süresinin uzun olması anahtarlama kayıplarının artması yani mosfetin daha fazla ısınması anlamına geliyordu. Bilinçli olarak gate kapasitesinin arttırılabileceği hiçbir uygulamada görmedim. Bu yüzden biraz kaybımız oldu. :-\
Inverter devam ediyor.
Bootstrap kapasitesi olarak 1nF GS kapasitesi için 1uF/50V 1206 X7R kutupsuz kondansatör kullanıyorum hep. Diyot US1D.
Bozulan sürücüm olmadı.
Gate sürme işini yavaşlatmak için paralel kapasite yerine seri direnç atıyorum genellikle.
@mistek 1nF bootstrap için az değil mi? Hesaplarsan genel olarak 470nF civarı bir değer çıkabilmekte. Ayrıca GS arası 1uF kayıpları bir hayli arttırır ve sürücünü yorabilir. Ripple frekansını tespit edip hesaplamak gerekir. GS arası 1nF-10nF arası yeterli olabiliyor. Tabiki güce bağlı da değişir.
@iboibo arkadaşın dediği kapasiteyi uygulama notlarında rastlamak pek mümkün değil maalesef.
Ben BLDC sürücü tasarımımda kullanmıştım ancak low-side'daki kapasiteden dolayı 4A sink/source olan sürücüm bir hayli ısınıyordu.
Ayrıca böyle bir kapasite bağlandığında deşarj süresini azaltmak için gate'e ters bir diyot bağlanmalıdır
Alıntı yapılan: apsis - 24 Ocak 2019, 10:26:02@mistek 1nF bootstrap için az değil mi? Hesaplarsan genel olarak 470nF civarı bir değer çıkabilmekte. Ayrıca GS arası 1uF kayıpları bir hayli arttırır ve sürücünü yorabilir. Ripple frekansını tespit edip hesaplamak gerekir. GS arası 1nF-10nF arası yeterli olabiliyor. Tabiki güce bağlı da değişir.
Hocam yanlış anladınız.
Mosfetin Cgs kapasitesi 1nF ise ben Bootstrap kapasitesi olarak 1uF/50V kullanıyorum dedim. Tabiki G-S arasına kapasite bağlamıyorum.
Alıntı yapılan: Mucit23 - 23 Ocak 2019, 13:22:54Bu konuyu biraz daha ayrıntılı incelemem lazım. Çünkü Kendi yaptığım IR2184'lü H bridge Motor sürücüsünün High side çıkışları pek düzgün değil. Elimde hazır çalışan bir kart var. Ona benzer bir sürücü yapmaya çalışıyorum. Kendi yaptığım sürücü ve hazır sürücüde IR2184 var.
Benim Mosfet sürme şemam bu şekilde
(https://i.postimg.cc/hvv6Z1Ld/Sema.jpg)
Sorun şu. HighSide Mosfetin Gate-GND arasındaki voltajı Skop ile görüntülüyorum. Benim Gate çıkış seviyem sürekli dalgalanıyor. Videoda aşağıdaki durumu görebilirsiniz.
Bu videoda ise hazır çalışan sürücüde bu durumu gözlemledim.
Gate-GND arasındaki voltaj son derece düzgün. PWM değiştikçe Gate Voltajının seviyesi değişmiyor. Benim Gate sinyallerinde ayrıca Negatif yönde Ripillar var. Ve seviyesi oldukça yüksek.
Şuanda Boostrap diyodu olarak US1M Boostrap kapasitesi ise 1206 220nF kapasite kullandım. Hazır sürücü kartta ise 0805 470nf civarı bir kapasite var.
Bu voltaj dalgalanma neden olur anlamıyorum. Acaba Mosfetler Gate'den çok fazla mı akım çekiyorlar? Dün anlam veremediğim bir şekilde bir kaç tane IR2184 bozuldu.
Fikri olan var mı?
Üstteki mosfet için, gate - gnd arası değil, gate - kendi source'u arası ölçmelisin.
Alıntı yapılan: Mucit23 - 23 Ocak 2019, 16:50:56Gate'e ek olarak neden kapasite eklenir? İncelemiş olduğum motor sürücü kartında Gate Source arasına ek olarak 4.7nF kapasite bağlanmış. Bu Mosfetin iletime ve kesime girme sürelerini uzatmazmı? Bunun ne faydası olacak?
Elbette iletime ve kesime gecme surelerini uzatir.
Farkli bir amaci daha var. Gate surucuden gate'e kadar olan yol kablo vs ile source dan gnd ye kadar olan yol, enduktans demektir. Bu enduktanslar gate kapasitesi ile seri rezonans devresi olusturur ve keskin kenarli gate sinyali ile bu devre cinlar. Bazen cinlama frekansi, EMI standartlari ile siki sikiya baski altinda tutulmasi istenen (Alicilarin IF frekansi gibi) frekanslara denk gelir.
Bu gibi durumlarda gate'e seri direnc eklenerek cinlamanin hizli sonumlenmesi saglanir. Bir diger cozum de gate kapasitesini degistirerek cinlama frekansini otelemektir.
Alıntı yapılan: Mucit23 - 23 Ocak 2019, 22:03:03@iboibo bunlar malesef kitaplarda anlatılmıyor. Güç elektroniği dersi aldım. Hatta derste anahtarlama kayıpları iletim kayıpları vs hepsi anlatıldı. Çok iyi hatırlıyorum fakat okulda bize anlatılan mosfet veya igbt lerde ton ve Toff süresinin uzun olması anahtarlama kayıplarının artması yani mosfetin daha fazla ısınması anlamına geliyordu. Bilinçli olarak gate kapasitesinin arttırılabileceği hiçbir uygulamada görmedim. Bu yüzden biraz kaybımız oldu. :-\
Inverter devam ediyor.
Mucit23,bu "Slew Rate Control" diye geçer.Kare dalga sinyalin Tam köşe Noktalarını Soft hale getirmek için
bir Donanım.Gate'e eklenen Direnç veya Kapasite ile bunu Donanımsal olarak yapmış olursun.
Ama onlar senin Entegrelerini Bozacak şeyler değil.Entegre beslemesindeki 12V zenere Güvenme!
Zenerler Pik Voltajlara karşı koyabilecek nitelikte değil diye biliyorum.
Entegre besleme Kondansatörlerini Entegrenin tam dibine koyuver.
Entegre Şaselerini aldığın nokta çok çok önemli.
@iboibo @z @JOKERAS ayrı ayrı teşekkür ederim. Testlerim devam ediyor. Şuanda mosfet sürücü sorunu düzeldi gibi. Ama başka sorunlar çıkar deneyip göreceğim. Dediğim gibi "Slew Rate Control" Terimini ilk defa öğrendim. Bir sonraki çalışmalarımda buna özellikle dikkat edeceğim.
Mosfetlerin Gate'ine 10nf civarı bir kapasite bağlama sorunumu büyük ölçüde çözdü. Gate sinyali düzgün bir şekilde çıkıyor. Mosfetlerin devreye girmesi ile motorda oluşan çınlama azaldı.
Fakat şöyle bir önlem almalıyım. Mosfet sürücüm VS deki negatif piklerden dolayı bozuluyor. Bu daha çok yüksek güçlü motorlarda oluyor. Motor kollektör ve fırça düzeneği Mosfet sürücümün VS pininde Yani HighSide Mosfetin Source pininde oldukça büyük negatif pikler oluşturuyor. Mosfet sürücülerin iç yapısı bu şekilde
(https://i.postimg.cc/hjX0x0Jd/Ekran-Al-nt-s.jpg)
Mosfet sürücüler VB-VS voltajına çok hassaslar. Özellikle VS deki voltaj Min VB-25 olabiliyor. Fazla oldumu mosfet sürücünün çıkışındaki mosfetler arızalanıyor.
Fırat Deveci kendi bloğundaki bir yazısında VS ile GND arasına bir Shotky bağlanarak bu durumun önüne geçilebileceğinden bahsetmiş.
http://www.firatdeveci.com/dikkat-high-side-gate-driver/
Yazının sonuna doğru
Ben denemek için aynısını uyguladım. Diyot olarak Shotky yerine 1n4148 bağladım. Çalışıyor yine ama normal sürüşte de mosfet sürücüler hafif ısınmaya başladı. Fakat bozulacak kadar değil.
Acaba buna başka nasıl bir çözüm getirilebilir? Örneğin VB ile VS arasına bir TVS bağlamanın faydası olur mu?