H-Brücke raucht immer ab

[platino]

Hallo liebe Gemeinde,

ich versuche zur Zeit den Wheelie auf Basis eines PIC Controllers zu Bauen. Ich verwende dazu einen PIC 16F887.

Leider brennen mir die MOSFETs immer weg. Dabei ist Brennen durchaus Wörtlich zu sehen. Bei Verwendung der originalen Motoren fliegen mir schon im Einschaltmoment die MOSFETs um die Ohren. Bei Betrieb mit kleineren Motoren funktioniert die Endstufe einwandfrei. Auch schnelle Drehrichtungsumkehr wärend Volllast ist dann kein Problem. Demnach denke ich das die FETs durch Überstrom zerstört werden. Die Endstufe ist aus den originalen Schaltpläne übernommen. Allerdings hatte ich auf die Stromüberwachung mit Hallsensor und Tiny verzichtet. Jetzt stellte sich mir die Frage ob die PWM Frequenz auf dieses Fehlerbild einen Einfluss hat. Derzeit läuft alles mit 4Khz. Würde eine höhere Frequenz nicht auch höhere Ströme beim Umladen der Gate Kapazitäten Verursachen und demnach eine niedrigere Frequenz Vorteilhafter sein? Oder ist die Stromüberwachung zwingend erforderlich? Ist die überhaupt schell genug um bei Überstrom rechtzeitig abzuschalten? Mit welcher Frequenz läuft denn der original Wheelie? Ich hoffe das jemand eine Idee hat, da ich alleine nicht mehr weiter weiss. MfG Platino

[dalotel]

Hallo,
wie hast du die Endstufen aufgebaut?
Eigene Platinen geroutet, Lochraster ....
Wchtig ist ein induktionsarmes, niederohmiges Layout.
Bei den FETs ist das schnelle Durchlaufen zum niedrigen Rdson sehr wichtig, sonst schmelzen sie weg.
Das sollte sich im wenige 10ns Bereich bewegen und mal mit dem Oszi angeschaut werden.
Ebenso ist die dead time beim Umschalten enorm wichtig um einem Kurzschließen vorzubeugen. Auch das mal mit dem Scope messen.
Bei 4khz Schaltfrequenz sind die Umschaltverluste natürlich geringer, sprich die Energie zum Ausräumen der Gates kleiner, aber da bist du noch im hörbaren Bereich, was akustisch unangenehm sein kann.


Gruß,
Markus

[platino]

Nabend,

danke erst einmal für die Anregungen.
Die Platine wurde mit Eagle erstellt. Ich hab die Dateien angehangen. Die Leiterbahnen sind für die Ströme natürlich zu dünn, es sollte aber möglichst alles auf eine Euro Platine passen. Die Leiterbahnen wurden mit Kupferleitung 1,5mm² verstärkt und halten den Strom jetzt aus.

Eine zu kurze Deadtime hatte ich auch erst vermutet, da die MOSFETS meistens paarig wegbrennen. Die Deadtime wird aber Harwaremäßig durch den Treiber IR2184 bestimmt und ist bei der 8 Pin Version nicht einstellbar.

Ich frage mich allerdings warum die Endstufe bei kleineren Motoren bei Stromaufnahmen von ca. 1,5A nicht zerstört wird. Die MOSFETS werden dabei gerade mal lau warm. Beeinflusst der höhere Strom über Drain Source so stark die benötigte Deadtime? Mehr Strom = längere Deadtime nötig?

MfG
Platino

[dalotel]

So, ich hab mir das Layout mal angeschaut.
Die Leiterbahnen sind schon sehr dünn.
Du solltest je eine dicke, durchgängige Leiterbahn/Kupferfläche für V+, sowie eine für GND benutzen, jeweils oben bzw unten.
Die Layer dann noch mit Vias wechseln zu lassen, ist ebenfalls nicht gut, außer es sind viele zig davon, dann wirds wieder niederimpedant.
Fahr die FETS nicht über die Vias, sondern direkt von oben an, nur die Dioden notgedrungen dann noch über Vias..
Ich benutze andere Brückentreiber, somit hab ich auch kein für dich kompatibles Layout. Aber, such mal nach OSMC, das ist ein sehr gutes Beispiel dafür was ich meine. Das ein kleiner Motor keinen Schaden anrichtet klingt nach Problemen mit der Gateansteuerung. Z.B. der Vorwiderstand.
Der ist abhängig vom Fet Typ, Layout, PWM etc. und bestimmt die Durchschaltzeit. Die sollte sehr steil sein (wenige 10ns).
Noch Problematischer kann sogar das Sperren sein.
Das ist eben alles sehr wichtig für die Temperaturentwicklung, wobei kleiner Strom - kleine Temperatur, großer Strom - große Temperatur.
Hast du schon mal mit dem Oszi draufgeschaut?
Sonst auch das erst mal noch machen.


Gruß,
Markus

[183600]

Hallo,

ich habe fast die gleiche H-Schaltung aufgebaut und dafür eine einseitige Platine mit dicken Leiterbahnen und zusätzlichen Verstärkungen durch Kupferdraht aufgebaut. Zur Steuerung habe ich den IR2184 und für die Endstufen den IRFB4110 benutzt.
Bisher habe ich auch bei 500Watt-Motoren keine Problem.

In einem anderen Fall hatte ich Probleme bei Vias, die auch bei dir zu sehen sind. Durch hohe Belastung sind die wohl geringfügig verdampft und haben einen Übergangswiderstand gebildet, was auch mal zu Problemen geführt hat.

Solltest du Interesse an meinem Layout/Schaltung haben, dann schreibe mir mal eine PN.

Gruß
w.

[guenter]

Die Endstufen, die ich erfolgreich abgeraucht habe laufen wieder. 3x Brückentreiber, 1x 4,7R und 3x MosFETs mussten dran glauben. Die Frage ist, ob nocht kräftigere Mosfets rein sollen:

https://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=eneNavigation&N=0+4294841672+4294873644&Ns=rds_on__max_10v__mohms__5%7C0

[thomas scherer]

Günter, wolltest Du das in diesen Thread stellen?