RN-Mini H-Bridge SMD CHip löten

[uwe.arzt]

Hallo,

ich habe gerade meine 2 RN-Mini H-Bridge Platinen ausgepackt . Nun noch eine Frage zum Löten:

Wie werden denn die Pads auf der Unterseite der Motortreiber verlötet? Für GND (das ist die grosse Lötfläche) mit den darunterliegenden Löchern, kann ich mir das ja noch vorstellen... Aber die anderen 2 Pads? Oder werden die einfach nicht verlötet?

Es sollte doch für die Kühlung recht nützlich sein, auch diese Pads zu verlöten.

Thanks

Uwe

[Frank]

Du meinst die 3 Flächen auf der Unterseite des Chips. Die brauchst du garnicht zu verlöten, die dienen zur Abgabe der Hitze an die Kühlflächen die sich auf der Platine befinden. Etwas Wärmeleitpaste zwischen Chip und Platine ist daher zu empfehlen.

[jon2005]

Hallo Frank

was kann das sein, wenn ich die Mini-H-Bridge an 12 V anschließe, dann kommt ein sauberes Rechtecksignal raus, und der angeschlossene DC Motor dreht sauber von 0-100% über das PWM-PIC-Signal.
Wenn ich nun auf 24 V oder höher gehe, dann höre ich nur noch ein Summen,
und mann kann den Motor nur noch zum Laufen zwingen, indem man
ihn anschubst. Aber ein Drehmoment ist dann nicht mehr vorhanden.
Erst wenn ich 100% vorgebe, dann fängt er an hochzulaufen.

- Was kann die Ursache sein ?
- Hast Du das auch schon mal festgestellt ?
- Hast Du z.B. 12, 24, 36 V DC ausgetestet ?

Danke
Gruß Jon

[Frank]

Hi Jon,

mangels geeigneten Motor habe ichs nur bis ca. 18V im Einsatz gehabt. Allerdings sollte es generell bis 36V keinerlei Probleme geben wie du das im Datenblatt des Chips sicher gelesen hast. Ich werde es bei Gelegenheit nochmal nachprüfen und hier nachtragen.

Du wolltest ja deutlich mehr Strom entnehmen wenn ich mich richtig erinnere, eventuell hast du den Chip durch die geänderte Schaltung dadurch versehendlich überhitzt und er ist einfach im Eimer? Allerdings sollte das eigentlich auch nicht passieren können, da der Chip ja eine Hitzeschutzschaltung besitzt.

Gruß Frank

[jon2005]

Hallo Frank,

ja, ich habe den Chip unter den Bedingunegn des herstelelrdastenblatts getestet. Also ich vertraue den Angaben mehr, als wenn ich etwas anderes dazu sehe, ist auch normal, denn Experimentieren kann man ja immer noch.

Die interne Temperaturbegrenzung habe ich auch getestet, und während dessen am Chip einen TempSensor angebracht. Bei ca. 170°C schaltet der Chip wie vermutet sofort ab.

Ich bin mit der Spannung bis 36 V DC hochgefahren, wobei das Problem von 15 V DC bis 36 V DC blieb. Ich arbeite weiter an dem Problem, und
übrigens bin ich bei 12 V DC schon auf eine Dauerlast von 15 - 20 A ge-
fahren, ohne dass der Chip sich stark erwärmt hat.

Veränderungen am Schaltplan RN-Mini H-Bridge zum Hersteller ST:

*Widerstände bei RN-Mini H-Bridge:
- ENA + ENB -> R1+R2 an GND -> Minus statt Plus !?
- ENA + ENB -> R1, R2 = 22K -> 18,7 K größer !?
- INA + INB + PWM ->5 x RN1 = 3,9 K -> 2,9 K größer !?

* ENA + ENB Widerstände bei Hersteller:
- ENA + ENB -> R1+R2 an + 5V DC
- ENA + ENB -> R1, R2 = 3,3 K
- INA + INB + PWM ->5 x 1 K

>>> welchen Grund gibt es für Eure Änderungen ?

Danke Jon

[Frank]

Hi Jon,

so, ich habe zwischenzeitlich mal die Mini-H-Bridge mit höherer Spannung bis 30V getestet. Ich konnte keinerlei Probleme feststellen, war genauso per PWM regelbar wie mit niedrigerer Spannung. Allerdings konnte ich es bei 30V mangels geeigneten Motor nur bis ca. 3A belasten, aber bin recht sicher das dann auch 5A kein Problem sind.

Zu deiner Frage wegen den Widerständen. Nach meiner Einschätzung sind die genauen Widerstandswerte, insbesondere vor den Ports nicht sonderlich bedeutend. Sie haben nur eine gewisse Schutzwirkung und daher verwende ich ein Standard-Bauteil 3,9 K das sowieso in großer Stückzahl vorrätig ist. Du kannst hier genausogut 5x 1K verwenden. Bei den Tests ergab das bei mir kein Unterschied.

Eine kleine Änderung hab ich gegenüber der Datenblatt Beispielschaltung bei R1 und R2 vorgenommen. Statt auf +5V hab ich einen höheren Wert auf GND gelegt. Damit wollte ich nur absolut sicherstellen das der Motor beim Einschalten eines Controllerboards unter keinen Umständen undefiniert anläuft. Sowas kann Schäden verursachen. Da gewöhnlich die Ports nach einem Reset auf Input stehen, könnte sowas nämlich unter ungünstigen Umständen passieren. Auf die DLG-Abfragemöglichkeit des Motorchips habe ich hierbei also bewußt verzichtet, sie würde bei einer so übersichtlichen Schaltung auch wenig Sinn ergeben.

Man muss diese doppelte Sicherheit aber nicht einbauen, man könnte die Widerstände R1 + R2 auch ganz weglassen oder gehen +5V schalten. Man sollte dann nur darauf achten das der Motor nicht ungewollt anläuft. Also durch Low an PWM oder gleiches Logiksignal an InA und InB.

Gruß Frank

[jon2005]

Hallo Frank,

dann muß mein Chip etwas abbekommen haben, denn wenn es bei Dir
funktioniert, dann muß es bei mir auch gehen. Die Stromstärke spielt
dabei keine Rolle, denn ich habe zunächst nur einen kleinen DC Motor
mit höchstens 5 A angeschlossen gehabt.

Was ich heute noch festgestellt habe, daß es Unterschiede bei höheren
Widerstandswerten der Ankerwicklungen gibt.

Ein Motor mit: 1,6 Ohm läuft gut, und
ein Motor mit 10 Ohm summt nur, fährt dann aber auf Nenndrehzahl
wenn das PWM 100% hat.

Dabei hat der kleine mit 1,6 Ohm ca. 120 W an der Welle, und
der große mit 10 Ohm ca. 1000 W an der Welle. Ich arbeite auch
in Zukunft mit DC Motoren oder Verbrauchern die 1 KW oder mehr
haben.

Ich gehe mal davon aus, daß es ein irreparabler Defekt am Chip
ist, denn für mich gibt es auch keinen Grund, warum es bei den
gleichen empirischen Test´s solche Unterschiede vorhanden sind.

Wo bekomme ich schnell einen Ersatz her ?
die Firma Robotikhardware hat bis zum 06.09.05 Urlaub.

Gruß Jon

[Frank]

Ja vermute auch das CHip bei dir was abbekommen hat. Du hast ja auch ware Monster-Motoren udn gehst ziemlich nahe an die Chipgrenzen ran. So eit traue ich den Angaben nie so recht
Achte auch unbedingt auf starke Zuleitungen, ich hab das Gefühl gehabt das der Chip Spannungaabfälle nicht so sehr mag.
Leider sind Einzelchips etwas schwierig zu bekommen, spätestens also nach Ferien wieder bei robotikhardware.de

[jon2005]

Ok, dann muss ich das Projekt eben etwas hängen lassen.

>Zuleitungen<:
Klar, daß man mit den Zuleitungen immer so nah als möglich am
Chip setzen sollte. Also am Besten sogar direkt. Bei Platinen
herkömmlicher Art muß man Aufzinnen oder einfach Verstärken,
daß umgehe ich mit einem elektromechenischem Trick, der sich bei
solchen Monsterchips immer bewährt hat.

Ich habe ca. 2-5mm (also viel weniger als die Mini-H-Bridge)
nach den Chipfüßchen schon meine 4mm2 Zuleitungen angeschlossen.
Somit verhindere ich die von Dir angegeben Spannungsverluste
oder auch andere negative Erscheinungen, wie z. B. kapazitive
Brücken die sich negativ auf solche Empfindliche Teile ergeben würden.
Das als kleinen Hinweis, wenn Du mal wieder neue Platinen anfertigst.
Was die Stromstärke betrifft, sind das wenn ich an meine beruflichen
Jahre denke, kleine Fische, denn ich hatte bspw. mit DC Motoren
und Ansteuerungen bis 500A zu tun. Da sind Funkenflug usw. an
der Tagesordnung gewesen, wenn man mal nicht aufpasste.
Akkus mit 1000 Ah usw., da kann es einem grad schwindlig werden
und gefährlich wird es auch noch.

Na ja, und nun ist es mehr das Hobby, aber die Erfahrungswerte helfen
da ungemein, und man kann sie nirgends nachlesen, da man sie
selbst machen muß.

Frank, kannst Du mir vielleicht zu folgendem Problem einen Tipp geben:

-Ansteuerung eines MOSFET´s (1

Wenn ich einen soilchen Monstermotor (1 KW) über einen speziellen PWM
Chip und einen nachgeschlatenen MOSFET belastungslos ansteuere, habe ich keine MOSFET Ausfälle.

Nun habe ich seit einiger Zeit PIC´s über die ich den gleichen MOSFET
ansteuere, nur, wenn ich 100% fahre, dann macht es klick und der
MOSFET fährt zur Hölle. Egal um welchen MOSFET es sich handelt.
Und da bei Leerlauf keine Ampers auftreten, ist das völlig undefinierbar.
Auftauchen tun diese Probleme nur bei dem großen Motor, die kleineren
zerstören die MOSFET´s nicht.

Aber das muß ein spezielles Problem sein, da wie gesagt mit dem PWM
Chip diese Schwierigkeiten nicht auftreten ! Es muß eine reines
Ansteuerngsproblem sein, denn auch die Schutzdioden am Motor sowie zwischen Gate und Drain helfen da nicht vor dem MOSFET - Tod.

Was kann da die Ursache sein ?
Der Spezialchip bringt Gatespannungen von 0 V bsi 6,8 V DC, und der
PWM PIC am Ausgang 0 V bsi 5 V DC.

Ansonsten kann ich auch keine oszilloskopischen Unterschiede
erkennen, ich stehe gelinde gesagt auf dem Schlauch. Hab ich doch
gedacht man könnte das so toll und auch viel flexibler mit einem
PIC gestalten.

Oder sollte ich da einen Treiberchip wie z. B. den L293 davorschalten,
damit diese MOSFET Ansteuerungen nicht direlkt dem PWM überlassen
sind ? Ist das die bessere Varinate ? Aber warum klappt es dann
mit dem PWM CHip ohne Probleme ?

Vielleicht weis da eine Schwachstromelektroniker mehr als
ein Starkstromelektroniker !? hi

Gruß Jon

1) Verwendete N-Kanal MOSFET Bauteile:
- BUZ 11, 50 V, 30 A, RDSon 0,04 Mohm (d. mö. ich nicht mehr verw.)
- IRF 1010N, 55 V, 68 A, RDSon0,012
- IRF 1104, 40 V, 100 A, RDSon 0,009
- Schottky als Schutzdiode am Motor 45 V, 30 A
- 18 V Zenerdioden zw. Gate und Drain

[Manf]

Im Datenblatt des IRF1010N (IRF 3/16/01 http://www.datasheetcatalog.com/data...IRF1010N.shtml ) pg3 fig3 sind deutliche Unterschiede zwischen der Ansteuerung mit 5V und 6,8V zu erkennen.
Manfred