Probleme mit H-brücken treiber

[molleonair]

Hallo Leute ich bin hier seid über einer woche am rumbasteln
und hab jetzt für 30 euro bauteile abgeraucht

mein problem liegt in der treiber stufe für eine h-brücke

Lowside sind an 180Ohm buz11a und highside an 180Ohm irf5305

die h-brücke liegt an 30 V
mittels 7818 und 7918 werden die Spannungen für die gatetreiber TC4427
für high und lowside erzeugt

das problem ist das lowside für sich allein funktioniert highside ebenso
schließ ich beide zusammen ist auch noch alles ok aber bei richtungs umschaltung raucht die sicherung ab oder auch die ics
ohne mosfets an den ausgängen der schaltung funktioniert die treiberplatine so wie sie soll

anbei hängt mein schaltplan für den treiber (2 motore)

ich komm einfach nicht weiter und hab kein bock auf umschaltrelais
umzurüsten
bitte helft mir

[ogni42]

OHne jetzt allzu tief in den Schaltplan einzusteigen würde ich sagen, dass im Zeitpunkt der RIchtungsumschaltung beide Transistoren eines H-Pfades (also High und Low Side) leiten.

[molleonair]

das hast du vollkommen richtig erkannt irgendwas zieht die spannung des
highside irf gates der eigentlichen sperren soll ggen masse somit wird dieser leitend und es raucht.
das problem ist das wenn ich betreffendes highsidegate auf Source potential vom irf lege, funktioniert es aber der anschluss der von der treiberplatine kommt wird jetzt nicht mehr gegen masse gezogen

ALSO WAS ZIEHT DAS GATE GEGEN MASSE ??

[dwod]

Hi,

da du keine Rückmeldung hast, ob die eine Seite schon abgeschaltet ist, würde ich sagen überprüf mal die Software, ob nicht beide Seiten (kurzfristig) gleichzeitig angesteuert sind.

Gruss

Wolfgang

[molleonair]

PS @ wolfgang ich schalte manuell ohne avr

[dwod]

Hi,
Du sagst die Treiberplatine sei in Ordnung,Wie willst Du das messen?
Nochmal : Wenn Du mit einer Richtung startest (Rechtslauf oder Linkslauf) ist alles in Ordnung. Beim Umschalten (Rechts nach links oder links nach rechts) raucht es ?

Dann müsste der Fehler auf der Treiberplatine zu suchen sein.

Gruss

Wolfgang

Edit : Warum hast Du bei den vielen ICs die Ausgänge nicht gegeneinander verriegelt ?

[molleonair]

ich schalte nur dann die richtung um wenn pwm kein signal liefert
also der motor steht
beim umschalten selbst passiert noch nix erst wenn ich auf die pwm leitung wieder masse lege rauchts

"wie willst du das messen?" mit nem multimeter

die besagte highside gate spannung geht nciht gegen masse wenn das gate nicht angeschlossen ist

PS an den FETs liegts auch nicht sind alle schon mehrfach durchgewechselt

Ps es sind nur 3 ICs da ist nicht mehr viel frei wie hätt ichs da verriegeln sollen???

[dwod]

Hast Du hier mal reingeschaut ?

https://www.roboternetz.de/phpBB2/printview.php?t=17856&start=0

[molleonair]

ja der link ist wirklich interesant

zum schutz sind bei mir mbr 4060 dioden im h-brückenteil drin
und 20V suppressor an allen gates
das layout ist so das die tc treiber ausgänge nur paar mm von den klemmen entfernt sind

das mit den gatespannungen runtergehen kann ich mal versuchen
obwohl ich die extra hoch gewählt hab und rds niedrig zu halten

hier noch n bild der treiberplatine

rechts oben und unten sind die anschlüsse zur h-brücke

[ogni42]

Wozu sind eigentlich die -18V da?

[molleonair]

die -18 sind auf V+ (30V) bezogen und sind zum ansteuern der irf-Gates

[ogni42]

Also, so wie ich den Schaltplan verstehe gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Entweder liegen die -18V auf GND Pegel - dann werden die Gates mit einer zu hohen Spannung (nämlich 36V) getrieben.
2. Die -18V sind auf GND bezogen. Dann schrägst u.U. die Treiber.

Den Teil mit den Transistoren und Vin verstehe ich noch nicht so richtig. Kannst Du mal die Schaltung in dem Punkt erklären. Wie groß ist Vin? Warum reicht es nicht, die Treiber einfach mir den entsprechenden Richtungs- bzw. PWM Signalen auf TTL Pegel anzusteuern?

[molleonair]

also die -18 liegen nirgens auf gnd sie sind mit dem gnd anschluss des tc4427
verbunden
die transistor schaltung ist einfach dazu um die ttl signal auf das höhere bezugspotential der highside zu bringen

Funktion:
der 7405 ist ein OC inverter das heißt der ausgang (2u4) wird auf gnd (0) gezogen damit wird der bc327 leitend und schaltet 30V auf die widerstände R3,R4 die an "Vin-18" hängen
Vin-18 ist die neue highsidebezugsmasse
der spannungsteiler R3,R4 gibt von diesen 18V einen 5V pegel an den Tc4427 highside somit schaltet dieser seinen ausgang gegen Vin also 30V
der IRF sperrt (gate source spannung =0)

der andere ausgang des 7405 sperrt im selben moment am tc4427 eingang kommt Vin-18 potential an das ja dem gnd des 4427 entspricht
und somit schaltet der gegen Vin-18
der irf leitet (gate source spannung = 18V)

also die lowside treiber werden direkt mit ttl-pegelgesteuert da sie die gleiche bezugserde haben
die highsidetreiber werden über transen mit künstlichem ttl-pegel versorgt

ich hoffe ich konnt es verständlich erklären

achso Vin ist die Speisespannung diese liegt später variabel zwischen 23 und 29 Volt

[ogni42]

Ich versteh's immer noch nicht. Der TC4427 benötigt TTL inputs. Wenn GND des Chips gegenüber GND der 74LS05 auf -18V liegt, würde es mich wundern, wenn der Chip das überlebt.

Ich weiss immer noch nicht, wie groß Vin ist. Laut Schaltplan hast Du fünf Spannungen:
VIN, VCC, V7818, V7918.

Der TC4427 ist für 18V VDD spezifiziert. -18+VIN ist wahrscheinlich größer.

[molleonair]

Vin = 30V
Vcc = 5V
7818 = 30V abgesichert mit 0,5 ampere für eingang des 7818
7918 = 0 V abgesichert 0,5 A für eingang des 7918

Also der tc ist für spannung bis 18 V

Highside tc
liegt mit Gnd an Vin-18 (etwa 12V)
mit Vdd an Vin (30)
macht differenz 18V (vom 7918 negative regler erzeugt)

Lowside tc
liegt mit gnd an gnd (0V)
mit vdd an Vdd (18V) vom 7818 erzeugt
macht differenz 18V

die eingänge des tc haben entweder das gleiche potential wie der entsprechene gnd anschluß des tc also 0 dann schaltet der ausgang auf seinen eigenen gnd
oder 5V über eigenen GND dann schaltet er gegen Vdd

beim lowside tc denk ich kommst du noch mit

der highside tc liegt mit gnd auf Vin-18 (etwa 12V)
die widerstandsschaltung gibt für ne 0 Vin-18 (das ist sein GND)
oder für 1 Vin-18 + 5V (12V+5V = 17Vvon normal Gnd gerechnet)
wenn du jetzt nur den highside für sich betrachtest hängt er somit zwischen 18V und bekommt an seinen eingängen 0V oder 5V geschaltet

Gruß Daniel

[ogni42]

Ok, jetzt komme ich wieder mit (glaube ich :) )

Bei High-Pegel übrsteuerst Du die Eingänge des High-Side Treibers, da liegen dann 6,67V an. Da aber nur 500uA fließen, hält das die Schutzschaltung am Eingang wahrscheinlich aus.

Wie ist denn die Logik der Schaltung?

Die A Ports der beiden Treiber sollen gleich schalten, genauso wie die B Ports?
Da fällt mir dann nur auf, dass die High-Side zwei Gatterlaufzeiten (max 60ns) später schaltet als die Low-Side. Für diese Zeitspanne kann also ein Kurzschluss auftreten.

[molleonair]

hi ogni ich glaub du kommst noch nicht ganz mit

ich übersteuere die highside tc nicht die kriegen 4,9 V für den Zustand high
un 0 volt für low

die 4,9 entstehen durch den spannungsteiler R3,R4 der die 18V in 4,9 und 13,1 aufteilt (bezogen auf GND potential des highside TC)

Logik der schaltung:
wenn richt1 = 0 dann liegt eingang 7405inverter1 auf 0 ausgang schaltet deshalb auf high (da open collector 30V) Q1 sperrt INA von highside tc kriegt ein LOW ,Ausgang A schaltet nach GND (Vin-18) highside A leitet da gate-source spannung 18V
gleichzeitig macht der 7404 aus der 0 ne 1 der zweite 7405eingang kriegt diese 1 ,zieht deshalb seinen ausgang auf gnd,der Q2 leitet,Eingang B vom highside TC kriegt high pegel ,schaltet deshalb ausgang B nach Vin ,damit sperrt highside B (gate-source-spannung=0)
Am 7408 werden beide richtungen noch mit dem PWM siganal verknüpft,bei richt 0 und pwm 0 kriegt In A Lowside TC ne 1 somit schaltet BUZ A side durch
bei richt 1 und pwm 0 kriegt die B Seite die 1

edit: dabei ist A eine richtung B die andere (von der anordnung der hbrücke)
AB
ba
high und lowside schalten auch nicht gleichzeitig
highside wechselt wenn richt1 wechselt und lowside schaltet nur dann wenn PWM signal auf 0 geht
(ruhezustand ist high)

der clou ist das die schaltung jetzt läuft ich hab die Kapazität der IRF gates künstlich erhöht (parallel 100nF geschalten)
und das ding läuft ich kann sogar bei voller last die richtung umschalten.
jetzt muß ich nur noch weiter rumprobieren und die zusätlichen kondesatoren durch hohe widerstände in den highside gate zuleitungen ersetzten.

Wenn jemand da erfahrungen hat bitte melden