TLE5205 wird sehr heiß

[wilopaan]

Hallo zusammen,

ich verwende einen TLE5205 zusammen mit einem klein Bühler Motor. Der Motostrom beträgt ca 1A, die Versorgungsspannugn des TLE 12V. Zwar habe ich bislang nur eine kleine Testschaltung mit einem AVR aufgebaut, doch wundert es mich, das der TLE sehr heiß wird bei ca 0,8 - 1,0 A Motostrom. Bei einem Rdson von ca 0,2Ohm vermute ich ja doch irgend ein Problem.

Hat jemand ähnliche Beobachtungen?

[Hubert.G]

Den TLE kenne ich nicht. Wenn es aber Probleme in der geschilderten Art gibt, dann sind sehr oft Schwingungen die Ursache.
Sind der AVR und der TLE entsprechend abgeblockt?
Zeig doch mal die Schaltung wie sie tatsächlich ist.

[shedepe]

Im Datenblatt gibt es einen Diagnose Abschnitt. Vllt hilft der ja weiter. http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-TLE5205_2-DS-v01_01-en.pdf?fileId=db3a30431f848401011fc747c7a0797f
Du hast dich an die Beschaltung in Figure 6 gehalten ?

[wilopaan]

Leider habe ich kein gezeichnetes Schaltbild, aber es ist ja auch ganz einfach nach Datenblatt: aus dem AVR gehe ich aus PortB einfach in In1 und In2 des TLE. Vom TLE mit 4k7 pullup am Err auf einen Eingang des AVR. Der TLE hat 1000uF sowie 100nF Abblock-Cs. Aber: das ganze ist auf einem BreadBoard gesteckt. Vermutlich ist das das Problem. Ich werde nochmal die Spannungsversorgung auf Schwingungen prüfen und auch am Ausgang schauen.

Was mich wundert ist, dass der TLE auch bei statischem Betrieb (In1 = low, In2 = high, ohne PWM-Modulation) heiß wird.

[shedepe]

Mal doch malauf was du wirklich aufgebaut hast. Damit kann man viel einfacher Fehler finden.

[BMS]

Hallo,

bei den genannten 0,2 Ohm RDSon muss man aufpassen:

a) Das gilt pro Transistor. Da für die Ansteuerung 2 durchschalten müssen, ist damit der RDSon mindestens doppelt so groß.

b) Das sind nur die typischen Werte, und sogar abgerundet.
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet2/5/0wucek6dt5h95qgfprkk5ir284ky.pdf
Im Datenblatt auf Seite 11 stehen die richtigen Werte. Im worst case sind das je 0,5 Ohm pro Transistor, in Summe also 1 Ohm.

Bei 1 A Last fallen daran 1 V ab und der IC muss 1 Watt in Wärme umsetzen. Dazu kommen 10mA Ruhestromaufnahme, bei 12V also 0,12W zusätzlich. In Summe 1,12 Watt (worst case), die in Wärme abgeführt werden.

Mit einem thermischen Widerstand RthjA=65K/W gibt es eine Temperaturerhöhung um 1,12W*65K/W=73K der Sperrschicht über Umgebungstemperatur. Bei angenommenen 25°C Umgebung hat der Chip also etwa 98°C.

Das sind alles worst-case Betrachtungen.

Du brauchst einen Kühlkörper.

Viele Grüße,
Bernhard

[wilopaan]

Hallo Bernhard,

danke! Du hast in allem Recht ;-) Wer lesen und rechnen kann, ist klar im Vorteil.

Ich habe auch nochmal gemessen: da schwingt nichts, alles wie es sein sollte.

Bei dem von mir gewählten T0-263 Gehäuse ist der thermische Widerstand nochmals größer.

Jetzt möchte ich aber eigentlich keine diskrete H-Brücke aufbauen: gibt es denn integrierte H-Brücken mit einem so geringen Rdson wie manche diskreten Leistungsmosfets, also in der Größenordnung von 10-20mOhm? Die typischen BLDC-Controller haben ja solche.

VG,
Wilhelm

[wilopaan]

Ich habe nochmals gemessen. Auch mit rein ohmschen Lasten. Hier kann der TLE locker 1A pulsen, ohne nennenswert Wärme zu entwickeln. Nur bei der induktiven Motorlast geht die Temperatur rauf. Man sieht im Oszillogramm natürlich deutlich die Abschaltspitzen, die aber wohl von den internen Freilaufdioden gekappt werden, da sie weder negativ von über V+ hinaus gehen. Kann das so viel zusätzliche Verlustleistung ausmachen? Ich habe gerade nur 1N4001 herumliegen. Die als zusätzlichen Freilaufdioden bringt nichts, denn sie kommen ja gar nicht in den Durchlassbereich, da die internen das alles schon erledigen. Habe testweise versucht den Motor noch mit 100nF gegen Masse zu entstören. Aber das hat auf die Wärmenetwicklung keinen Einfluß. Mmh, was nun?

[White_Fox]

Bedenke daß du wahrscheinlich Mist mißt, wenn du den Strom mit irgendeinem Billigmultimeter gemessen hast. Messe den Strom mal mit einem Shunt und dem Oszilloskop.

[wilopaan]

Ja, da hast Du wohl recht: ich kann wohl abschätzen, dass der Strom durch den Motor hören sein muss als durch die ohmsche Last, weil der Spannungsabfall über den LowSide-FET größer ist im durchgesteuerten Zustand ... danke, ist mir vorher nicht so sehr aufgefallen im Oszillogramm.

Es scheint so zu sein oft: wer misst misst Mist und Nachdenken hilft.

Danke!

[Klebwax]

Jetzt möchte ich aber eigentlich keine diskrete H-Brücke aufbauen: gibt es denn integrierte H-Brücken mit einem so geringen Rdson wie manche diskreten Leistungsmosfets, also in der Größenordnung von 10-20mOhm? Die typischen BLDC-Controller haben ja solche.

Ich experimentiere gerade mit dem BTS7960 rum. Ist zwar nur eine Halbbrücke, 2 davon machen aber schon eine ganze. Auch bei mittleren Strömen von einigen Ampere bleibt der schön kühl. Für die maximalen 40A muß man da sicher etwas tun, aber bis zu 10A könnte ein gutes Layout reichen. Man muß das nicht selbst verdrahten: das gibts fertig. (https://www.aliexpress.com/w/wholesale-bts7960-module.html?spm=2114.01010208.0.0.ueH5MP&site=glo&groupsort=1&SearchText=bts7960+module&g=y&SortType=price_asc&initiative_id=AS_20161220122210&needQuery=n&isFreeShip=y)

Für Motore so um 1 bis 2A geht das etwas über das Ziel hinaus. Dafür setze ich gerne die A4950 (3,5A max) oder ähnliche Bausteine ein. Die haben auch eine programmierbare Strombegrenzung, da bekommt man auch hohe Anlaufströme leicht in den Griff.

In beiden Fällen kann die Ansteuerung mit Logikpegeln, im Prinzip also direkt vom µC erfolgen.

BTW, der Rdson ist häufig nicht das wirkliche Problem. Wesentlich wichtiger ist das schnelle Schalten der FETs. damit er möglichst kurz im analogen Bereich ist. Wichtiger beim direkten Ansteuern von FETS ist nicht der Rdson der FETs sondern die Leistung der Treiber.

MfG Klebwax

[wilopaan]

Für größere Motoren habe ich mir jetzt mal ein Board mit dem VNH2SP30 bestellt. Schaut auch vielversprechend aus ...