电机控制中常见的硬件问题(三)
  • 发布时间:2020-03-06 20:43:48
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本文讨论的内容有以下几个方面:TlQ西莫网
1. ir2302驱动电机的问题,纠结中TlQ西莫网
2. MC33035与IR2130TlQ西莫网
3. H桥MOS管高低边驱动芯片IR2108工作不正常,请教TlQ西莫网
4. IPM模块(型号是PM75RLA120)不正常工作,求指教TlQ西莫网
5. 316光耦helpTlQ西莫网
6. IR2136上管驱动输出不连续原因交流讨论TlQ西莫网
论坛回复TlQ西莫网
第一个问题“ir2302驱动电机的问题,纠结中”讨论如下:TlQ西莫网
0 wxlin1982TlQ西莫网
现在正在用IR2302做电机驱动,Io+/Io-分别为120mA和250mA,MOSFET用的是irf1018e, Qg=46nC,Qgs=10nC,Qgd=12nC,Qsync=34nC,电路中,自举二极管采用的FR107,自举电容采用的226(22uf),驱动电阻R200~R203用的是100欧姆(本人认为12V/ Io+=12V/120mA=100欧姆)。我用IN作为方向控制信号,用SD输入PWM控制电机的电流。TlQ西莫网
调试过程中发现电机电流比较大时(大于15A,总电流30A)电机会出现异响,通过波形检测,发现HO与Vs之间的输出波形存在问题,如图所示。
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请各位高手帮忙分析一下是什么原因造成的,另外,从datasheet的内部结构图上,我看不出自举电容的充电回路在哪里。TlQ西莫网
请大家不吝赐教,非常感谢!TlQ西莫网
论坛回复TlQ西莫网
1 fm007TlQ西莫网
下管导通时,自举电压通过VCC-二极管-电容充电。TlQ西莫网
2 amonghappyTlQ西莫网
1)感觉你那个图的Vs应该连到H桥的中点上,这样充电回路就有了,就像你画的第二个框图,VDD->FR107->自举电容->下管->地。TlQ西莫网
2)然后检查一下IR2302的VCC范围(我没看Datasheet),建议15V工作。TlQ西莫网
3)建议D200,D201串一个小电阻,比如10欧姆。TlQ西莫网
4)如果小电流系统没有问题的话,是不是可以增大自举电容呢,感觉PWM的占空比很高,这样上管开通时间就太长了。比如用47uF的铝电解加一个104的瓷片。TlQ西莫网
3 hosyp11TlQ西莫网
自举电容用钽电容好,10微法吧。TlQ西莫网
4 dimiTlQ西莫网
    如果大电流时有问题,有可能是因为PWM duty full时,造成上桥输出的功率不足,加大电容TlQ西莫网
另外有没有可能因为控制器与马达共用同一电源,当马达电流加大,相对造成控制器电源压降。TlQ西莫网
5 jackboTlQ西莫网
1)Vs应该连到H桥的中点上,TlQ西莫网
2)15V工作。TlQ西莫网
3)D200,D201串一个小电阻,20欧姆左右TlQ西莫网
第二个问题“关于采样电流滤波”讨论如下:TlQ西莫网
7 zoudajun_1981TlQ西莫网
最近做一个驱动,用的是MC33035加IR2130,但是始终不对,那位大侠做出来没有,望给与指点啊,不胜感激。TlQ西莫网
8 hfeiTlQ西莫网
    好像之间要加反相器。TlQ西莫网
9 MSK4361TlQ西莫网
MC33035出来的信号高端是驱动P沟MOS的,如果要用IR2130的话得做反相,建议直接用HIP4086来做,就省事了,缺点是不能做高压。我前几天用IR2110做了一下,必须用手拨动一下或者做一个换向的控制才能运转,是IR2110的特性造成的。TlQ西莫网
10 huqianghuiTlQ西莫网
    假如我做低压大电流的选什么?电压27v,电流200A。TlQ西莫网
11 amonghappyTlQ西莫网
    选择MOS啊,最合算了。IR的低压大电流MOSFET,一个就可以到200A,不过你的平均电流到200A的话,建议使用两颗IRFP4368并联。再选好驱动芯片,IR21834应该可以的。布局布线注意电感的影响以及使用母排就可以了。TlQ西莫网
12 zhangzhen75TlQ西莫网
回复 9 MSK4361 这个东西2130+33035必然出现这样的问题,但是可以解决,上电时先给电容充电然后再启动。主要与33035的导通顺序有关,具体忘了查手册。TlQ西莫网
13 kim5257TlQ西莫网
回复 9 MSK4361 是33035下3路输出反相吗?再与2130连接TlQ西莫网
14 badulangziTlQ西莫网
回复 12 zhangzhen75 一语中的,鼓励!!TlQ西莫网
第三个问题“H桥MOS管高低边驱动芯片IR2108工作不正常,请教”讨论如下:TlQ西莫网
15 isshfTlQ西莫网
对电路图和使用芯片的pdf文档如下,不知什么原因HO和VS之间总是没有电压,HO和VS的对地电压都是12V,mos管不工作。我已经焊了2块板子了,烧了4个mos管了,还是没有成功,请各位高人帮帮忙吧,看看我的电路有什么问题啊!郁闷ing死了!!!!TlQ西莫网
16 cjf723TlQ西莫网
    从你描述看,你的MOS管的驱动没有,MOS肯定烧。TlQ西莫网
17 amonghappyTlQ西莫网
HO和VS之间没电压,是无法驱动上桥的Mos管的,不知道自举电容取得多少。TlQ西莫网
按道理,这颗驱动IC用起来还是很好用的。TlQ西莫网
18 awaraxavTlQ西莫网
回复 17 amonghappy 我也遇到这种问题,请教下amonghappy,  如果只是单纯的测试驱动电路而不连主电路,上桥臂(HO)和VS之间是不是应该没有输出呢?TlQ西莫网
第四个问题“IPM模块(型号是PM75RLA120)不正常工作,求指教”讨论如下:TlQ西莫网
19 jiangwentaoTlQ西莫网
    我用IPM模块(型号是PM75RLA120)驱动电机,驱动板的光耦为4504,输出侧电阻6.8K,、电容0.1UF。在接上IPM模块之前做实验测量驱动板各引脚逻辑的电平,都很正常,驱动电源为15V为4路隔离的+15V电源,按照PM75RLA120说明书接好线后,IPM没有一点反应,求原因,指点迷津。IPM到底是高电平开通还是低电平开通?TlQ西莫网
20 boldlotusTlQ西莫网
    我也用的PM75RLA120,隔离也用的是4504,它是低电平有效!TlQ西莫网
21 boldlotusTlQ西莫网
还有就是你是不是也将IPM输出的4路综合错误信号引出来做保护电路了?我刚开始时也是电机转,没反应,测试了好久还以为是IPM坏了,最后发现是那4路错误信号的处理时,用的PC817光耦坏了,保护电路输出的电平导致IPM封锁了,PWM输入信号无效,从而电机没反应。TlQ西莫网
22 jiangwentaoTlQ西莫网
    我做的和你一样,我测试了PC817没有错误啊!TlQ西莫网
23 ljj133TlQ西莫网
这个模块是三菱的1200V75A的IPM,这样的问题多是电路或元件问题,先检查一下逻辑有没有问题,该模块是低电平有效,再检查一下FO故障有没有,应该很好处理的。TlQ西莫网
第五个问题“316光耦Help”讨论如下:TlQ西莫网
24 zhangzhen75TlQ西莫网
316光耦驱动600v600aigbt模块,驱动电压大约12v  -8v。门极电阻1欧2欧。负载为电机,当电压调到20v时检测电流不足50a。316的fault输出为低,保护动作了,vce的波形还没检测。但是驱动门极波形未见失真,也就是欠饱和状态似乎没出现。请各位高手帮忙分析可能有哪些原因引起保护。
25 flyingmindTlQ西莫网
    你的fault脚接错了,fault应该加Rf电阻接到Vcc1,且Rf要保证5V/Rf大约为12mA才行。而且你把fault接到Vin+脚是想实现什么呢?TlQ西莫网
26 flyingmindTlQ西莫网
建议你仔细看一下HCPL319的datasheet,里面介绍的应用电路很详细,还有一些fault脚电平以及输出电流的介绍。TlQ西莫网
27zhangzhen75TlQ西莫网
    哎,fault上拉了,他是个三态的家伙,把六路线与了一下,也就是vdes检测到vce过于7v时那么fault拉低,导致所有器件的vin+拉低,此时按照协议,其他几路无fault的器件,vin-就不起作用了,差不多就是输入互锁,这个电路是没问题的。我是问,能够导致fault输出的原因,比如驱动能力,干扰等等,还有哪些原因和要注意的地方。TlQ西莫网
注意 fault没接错,他只是个输出,怎么接没关系,内部逻辑是采集14脚电压封锁的。TlQ西莫网
28 flyingmind
我是说,Fault的输出上拉电阻Rf你取得太大了(4.7k),Vin+上拉你取4.7k是没有问题的。因为两个上拉电阻值不一样,所以不能接在一起,你系统电流没到50A就保护,很可能是fault信号由于流经电流小,被干扰了。TlQ西莫网
29 zhangzhen75TlQ西莫网
     我已经说过,现在的fault是输出信号,他即使受到干扰变低了也不会影响316内部逻辑,因为他是输出,现在的问题是,Vdes端可能受干扰或别的原因引起内部比较电路动作封锁了输出;fault引脚我未作任何处理,目前。另,fault的电流是指输出的最大电流,即,上拉电阻不能小于某值,你的说法完全没道理啊!!! TlQ西莫网
30 zhangzhen75TlQ西莫网
    回复 28 flyingmind 应该是小于12ma的 !!TlQ西莫网
31 flyingmindTlQ西莫网
    我理解错了,那你只有找找干扰问题了,这与原理图无关了。TlQ西莫网
第六个问题“ir2136上管驱动输出不连续原因交流讨论”讨论如下:TlQ西莫网
32 yanghongmicTlQ西莫网
1、现象TlQ西莫网
       IR2136 PWM(25kHz)互补输入正常,上管驱动输出不连续,下管驱动输出正常且品质很好,测得上管泵升电压(即自举电容端电压)在8~10V间波动(见下图),PWM为SVPWM标准输入,驱动管为MOS管,三相空载输出。TlQ西莫网
2、试验及分析过程TlQ西莫网
      不连续显然是IR2136欠压滞环保护所致,但想不出什么原因造成的。TlQ西莫网
      a、驱动电压从13.6V上升到16V,波形没有什么变化,泵升电压峰值也没有明显变大;TlQ西莫网
      b、自举电容容值分别取0.1uF、1uF、10uF、20uF、50uF,不连续问题仍在;TlQ西莫网
      c、PWM最大占空比限制到90%以下,没有改善;TlQ西莫网
      d、三相输出Y接10KΩ,波形依然没有改善;TlQ西莫网
问题1:究竟什么原因导致泵升电压上不去,IR2136输出不连续的?TlQ西莫网
问题2:若以两两导通控制方式使用IR2136等自举类型驱动芯片来驱动BLDC,单边PWM模式应该会有问题,双边PWM应该能解决,但效率会低一些,功耗会大一些,我想知道大家是怎么处理的呢?TlQ西莫网
问题3:用12pin小骨架变压器做8W左右的反激电源(非光耦隔离反馈,20V~50V输入,3路15V-50mA输出,1路15V-150mA输出,1路5V-500mA输出)做驱动,跟IR2136类型芯片哪个更有优势? 从成本、性能、可靠性等方面综合考虑。
33 minyili1986TlQ西莫网
我觉得应该是你电源的输出能力限制的,驱动芯片后的负载太大。可以往自举电容前捣,二极管前,供电电源的根上。TlQ西莫网
34 yanghongmicTlQ西莫网
回复 33 minyili1986 驱动芯片就带6个mos管,电源输出正常15V,下桥臂驱动输出高电平亦为15V,就是上桥臂自举电容的电压不正常。且为空载输出,电源不存在输出能力不足的问题。
35 minyili1986TlQ西莫网
你可以把硬件原理图粘上来,另外测Vs相对GND的波形。IR的驱动芯片一直用,从没遇到过你这问题。TlQ西莫网
36 yanghongmicTlQ西莫网
回复 35 minyili1986 图片如下:
37 s2008TlQ西莫网
C2、D2选择要非常合适。TlQ西莫网
38 yanghongmicTlQ西莫网
回复 37 s2008 请问怎么个选法才是非常合适的呢? 我目前二极管选的600V快恢复的,用在24V的系统上足足够用,电容容值也满足C>2*Qg/(VCC-10-VD)。TlQ西莫网
37 lzh4444TlQ西莫网
如果其他都判定没有问题,自举电容容值选择也没问题,是否是元器件的问题?   比如自举电容,必须选择是低内阻电容。TlQ西莫网
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执行采编:18201975434
附注:以上内容均摘自西莫电机论坛,在保留作者原意的基础上选择整理,如作者有异议,请与编辑部联系。TlQ西莫网
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编辑寄语:TlQ西莫网
  本讨论帖和“电机控制中常见的硬件问题(二)”是两篇关于电机控制中drive部分的精华整理。本帖是对“电机控制中常见的硬件问题(二)”的进一步补充。在我们控制电机的过程中,MCU直接输出的PWM信号是不可以直接驱动功率器件的,其主要原因就是驱动能力不足和防止干扰信号串入MCU,引起MCU的损坏。市面上常见的Drive芯片多种多样,有输入都是高电平有效的,也有带保护功能的高低逻辑电平有效。在选择Drive芯片的时候,必须看清楚datasheet的有效状态。在低压应用中,由于现在普遍采样NMOS,上管的驱动需要自举电路,因此自举电路的电容选择也是电机控制中一个很重要的考量因素。本小编希望通过这两篇关于预驱部分相关的问题让大家更多地了解电机驱动的问题。最后,欢迎大家上论坛原贴地址回复讨论,一千个人心中有一千个哈姆雷特,只有通过大家的互相交流我们才会共同进步,再次希望在论坛帖子中看到你们的讨论。TlQ西莫网
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技术队长标准答案专家视角:TlQ西莫网
  1 这是一篇非常专业、非常具体的硬件控制电路的讨论文章,鉴于专业不同,对文章的具体内容,本人也不懂,所以难以发表关于问题本身有价值的观点。只能从文章的结构和整理的条理逻辑方面说说自己的看法。 文章虽然不长,但包含了六个具体的问题,每个问题都短小精悍,问题提的清晰明了,回答言简意赅,希望能对搞硬件设计和调试的读者有所帮助。TlQ西莫网
  2 需要温馨提示那些提问题的年轻技术人员一点的是,搞一个项目、做一个设计以及设计过程中遇到的各种问题的分析解决,只有自己对项目课题最熟悉,特别是对于这种特别具体的问题,别人不可能在短时间内详细了解到你的课题内容和各种边界条件,因此,有问题到论坛去发帖求助是没错!而且这是一个可能快捷解决问题的途径,但自己要有思想准备,那就是主要还是要靠自己,不宜过分依赖论坛其他网友。TlQ西莫网
  3 提这些问题应该注意以下几个方面:一是尽量把问题描述的越详细越好,应该是描述问题的篇幅比回答问题的篇幅要长;二是自己首先要做足功课,首先自己要有自己的观点和想法,把自己的想法以及已经做的验证工作也描述清楚,这样便于别人有针对性地帮你分析;三是提问题尽量让回答者做选择题,而不是论述题。纵观这篇文章,这几个方面无论是提问者还是回答者做的都不错,希望读者在分享问题答案的同时,也借鉴一下提问方式。TlQ西莫网
  4 唯一比较遗憾的是,部分问题似乎并没有得到非常明确的结果。还有进一步讨论的必要,希望有经验的网友到原帖中继续讨论。TlQ西莫网
  5 最后还有一个非常重要的方面就是,提问者如果问题已经得到圆满解决,希望能够把解决的结果以及解决问题的思路和步骤再总结一下贴出来,以便大家共同分享共同提高,这一点很重要,这样做也是对回帖者最大的尊重。
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