ZitierenSigo,
kannst du vielleicht mal deine Schaltung vorstellen?
WEnn das nicht möglich ist zumindest sagen worauf man bei der Entwicklung achten muss? Das Wissen wie man etwas konkret herstellt ist wirklich schwierig zu erwerben :/
Ich habe mal einen 4-Quadrantenkonverter für 3Ph-und 4Ph BLDC Motoren @ max. 20A, 10 - 60V gebaut, alternativ konnten auch DC-Motore mit kurzzeitig bis zu 30A betrieben werden.. Ein nicht ganz triviales Unterfangen.
Bei drehzahlgeregeltem BLDC-Motor mit 4-Quadrantenregler geht die Schaltung automatisch in den Generatorbetrieb über und erzeugt dann automatisch die nötige Spannung im Zwischenkreis.
Unser Motor wurde mit 48V betrieben. Sobald der Motor in den Generatorbetrieb kam, stieg die Zwischenkreisspannung am Zwischenkreiskondensator (also dem Ladeelko des Netzteils) an und musste natürlich durch Abführen der erzeugten Energie verbraten werden.
Ein Akku würde automatisch geladen werden. Wir musste mit Hilfe eines zusätzlichen MOSFET und einer kleinen Schaltung in einem Widerstand verheizen, da kein Akku vorhanden war. Der Widerstand hat max. bis zu 300W kurzzeitig verbraten, er wurde bei ca. 57V zugeschaltet. (Daher war die max. Nennspannung 48V.
Das passierte z.B. bei vertikalen Linearachsen, wenn das Gewicht (bis 100kg) nach unten fährten und der Widerstand ja letztlich die Potentielle Energie verbraten musste...
Die Schaltung könnte man heute mit den am Markt befindlichen ICs sicher deutlich einfacher machen. Aber solide und bewährt ist sie allemal.
Sigo
ADD:
PWM-Frequenz ca. 15kHz, keine Boostrap-Schaltung, daher 0..100% PWM möglich.
Sigo,
kannst du vielleicht mal deine Schaltung vorstellen?
WEnn das nicht möglich ist zumindest sagen worauf man bei der Entwicklung achten muss? Das Wissen wie man etwas konkret herstellt ist wirklich schwierig zu erwerben :/
OK, ich such das mal raus. Ist leider nur noch auf einer Back-UP-CD seit ich den neuen PC-habe..Zitat von avion23
Heute würde ich das natürlich teilweise anders realisieren. Auszüge der Schaltung sind aber skicher nützlich.
Worauf achten kann ich schon jetzt sagen:
Überspannung an den Gates tunlichst vermeiden, auch kurzzeitig (kommt leider bei hohen Strömen durch parasitäre Effekte vor, muss verhindert werden)
Überspannung der Drain-Source-Voltage durch Induktionsspitzen vermeiden, Absolutes Minimum ist 2x max. Versorungsspannung + Sicherheit. Für Umax = 60V haben wir 200V FETS genommen
Shoot-Trough vermeiden, d.h. oberer und unterer MOSFET dürfen NIE gleichzeitig leiten. Logisch aber dennoch sehr wichtig. Wir haben eine Austastlücke von ca. 1µs vorgesehen, wenn ich mich recht erinnere.
Zwischenkreisspannung begrenzen (bei Akku und sicheren Kontakten nicht nötig)
Schnelle Spitzenstrombegrenzung, möglichst verlustarm
Möglichst noch eine I²t Strombegrenzen oder zumindest eine träge Stromregelung für den Nennstrom, die einen kurzzeitigen Überstrom erlaubt
Die interne, meist zu lahme Diode in den MOSFETs durch externe schnelle Schottky-Dioden überbrücken
Die Ansteuerung der MOSFETs muss schnell erfolgen aber auch nicht zu schnell (wegen EMV etc). --> MOSFET-Treiber verwenden. Wir haben mit Rise- und Falltime von ca. 0,2µs gearbeitet.
MOSFETS mit niedrigem RDson nehmen
Für max. Effizienz für die oberen MOSFETs auch N-Kanal nehmen, da ca. 2-3mal kleinerer RDson
PWM-Frequenz hoch genug wählen, damit 1. nicht hörbar, 2. Im Falle einer Blockade des Motors die Induktivität des Motors noch den max. Strom begrenzt.
PWM-Frequenz nicht zu hoch, damit keine unnötigen Schaltverluste auftreten
Temperaturfühler mit Abschaltung am Kühlkörper der MOSFETs, falls es um Leistungen geht
Überstromabschaltung bei I²t
Übertemperaturabschaltung
Überspannungsabschaltung
Enable der Endstufe sollte möglich sein
Just a few topics
Mit DC-Motor ist das Leben natürlich etwas leichter, ab vom Prinzip her sind die selben Punkte zu beachten. Wenn du nur vorwärts fahren möchtest, kannst du auch mit einer 2-Quadrantenendstufe arbeiten. Die kann Antreiben und Bremsen, aber nur in einer Richtung.
Sigo.
Die Extremsituationen machen die Sache spannend, nicht der Normalbetrieb.
Kommt noch. Solange die IGBTs/Mosfets dem Strom standhalten kann da eigentlich nicht viel schief gehen.
MfG Alex
Hi Sigo,
Das stimmt, aber ist dank den neuen ICs auch ein bisschen langweiliger geworden in meinem Bereich (Hohe Spannung, kleiner Strom ~1kW). Kurzschlussicherung haben viele ICs schon drinnen. Deadtime ist auch schon in den MOSFET Treibern integriert. Viel bleibt nicht übrigDie Extremsituationen machen die Sache spannend, nicht der Normalbetrieb
MfG Alex
Dem stimme ich voll zu.Hi Sigo,
Das stimmt, aber ist dank den neuen ICs auch ein bisschen langweiliger geworden in meinem Bereich (Hohe Spannung, kleiner Strom ~1kW). Kurzschlussicherung haben viele ICs schon drinnen. Deadtime ist auch schon in den MOSFET Treibern integriert. Viel bleibt nicht übrigDie Extremsituationen machen die Sache spannend, nicht der Normalbetrieb
MfG Alex
Die Endstufe hatten wir ca. 1988 entwickelt.
Da gabs weder google, noch so tolle Treiber, mit Lebensversicherung für die MOSFETs. Und auch die MOSFETs waren noch sensibler als heute.
Die IR2184-Treiber von International Rectifier (sehr zu empfehlen) und andere gabs leider noch nicht. Naja, gelernt haben wir jedenfalls ne Menge und die Endstufe sind hatten sich im Industrieeinsatz voll bewährt.
Von daher wird der Schaltplan auch wenig nützen. Ich hab grad mal versucht, das alte Orcad zu starten. Das hat aber offenbar den Umzug auf Windows XP nicht überstanden, es startet nicht. Hmm.
Sigo
Hi Sigo,
Von den IR2184 habe ich auch gehört. Ich nutze gerne den IR2130, der hat zwar weniger power, dafür aber drei Phasen und mit einen Stromsensor-Opamp mit drinnen. Ist dem IR2184 sonst recht ähnlich.
MfG Alex
Berechtigungen
Lesezeichen