BLDC-Leistungsstufendesign (Detaildiskussion für Interessierte)

[Christian]

Hallo Leute,

ich bin auf der Suche nach einem einfachen BLDC-Leistungsstufendesign für Pedelecs. Nach einiger Recherche im Netz bin ich beim IR2130 (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2130.pdf) (3-Phase Bridge Driver) gelandet. Zu diesem Baustein gibt es die Application-Note AN-985 (http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-985.pdf), die ich mal als Basis hergenommen habe.

Als MOSFET ist vorerst der IRF540N (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf540n.pdf) vorgesehen. Optokoppler (http://www.fairchildsemi.com/ds/HC%2FHCPL2531.pdf) aus der AN-985 sollen den Controller schützen. Das ganze ist momentan noch so eine Art "unvollständiges Fundament".

Was würdet Ihr ergänzen oder ändern? Eine Lade-/Entlademimik für den Zwischenkreiskondensator? Schottky-Freilaufdioden? Oder doch lieber gleich einen aktiven Freilauf vorsehen? Andere MOSFETs ... ?

Eure Kommentare sind sehr willkommen.

Gruß,

Christian

[Markus2811]

Als FET würde ich den IRFSL4310 (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfs4310.pdf), den verwenden die Amis auch als Tuning in Ihren Controllern.
Aktiver Freilauf fände ich auf jeden Fall notwendig, kann aber zu Rucklern führen.

[Europa81]

Was würdet Ihr ergänzen oder ändern? Eine Lade-/Entlademimik für den Zwischenkreiskondensator? Schottky-Freilaufdioden? Oder doch lieber gleich einen aktiven Freilauf vorsehen? Andere MOSFETs ... ?




HJallo Christian,

ich würde das so mal bauen. Dioden sind in den Mosfets bereits verbaut, und bei den Elkos würde ich schön gross dimensionieren. Ansonsten schaut's gut aus.

Kannst ja erstmal mit einem Motor aus einem alten CD-ROM Laufwerk experimentieren (haben auch drei Hallsensoren) und die Endstufe dann an einem Direktläufer ausprobieren.

Schau Dir zwengs der Programmierung bitte die Raumzeigermodulation an (15 % mehr speed).

Diese Schaltung zeigt eigentlich schön, dass die ganze Diskussion um Sinusregler Firlefanz ist. Eine Annäherung entsteht im Zusammenspiel zw. den Spulen, den Kondensatoren und der PWM, alles andere ginge nur mit enormem Verlust (in Widerstandskadenzen und den Helbleitern).

[Trockenschwimmer]

[/URL]Hi Christian,

Bin gerade ueber was gestolpert:
[URL]http://rmmx.gmxhome.de/bldchv/start.html (http://rmmx.gmxhome.de/bldchv/start.html)

Habe den Inhalt noch nicht naeher angesehen...

Gruss
Roland

[Trockenschwimmer]

Hallo Europa81,


...
Diese Schaltung zeigt eigentlich schön, dass die ganze Diskussion um Sinusregler Firlefanz ist. Eine Annäherung entsteht im Zusammenspiel zw. den Spulen, den Kondensatoren und der PWM, alles andere ginge nur mit enormem Verlust (in Widerstandskadenzen und den Helbleitern)...

Diese Aussage zeigt eigentlich schoen, dass jemand nicht ganz verstanden hat worum es bei der Sinuskommutierung geht ;) Sorry, konnte mir das nicht verkneifen.

Im Ernst, hat hier irgendwer geschrieben, dass ein "Sinusregler" schaltungstechnisch prinzipiell anders aufgebaut sein muss als die Blockkommutierer? Stimmt schon, der einzig gangbare Weg ist, den Sinus durch PWM und Motorinduktivitaet anzunaehern. An Widerstaenden Leistung zu verbraten, damit der Spannungsaverlauf sinusfoermiger wird, kann doch niemand ernsthaft wollen, oder?

Gruss
Roland

[Hunter]

Hallo Christian,
schau dir mal den Controller an da ist schon alles drin, sogar die 5V Versorgung.
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/3938/index.asp

Gruß
Hunter

[Christian]

Hallo Leute,

danke für die vielen Tipps.


Als FET würde ich den IRFSL4310 (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfs4310.pdf), den verwenden die Amis auch als Tuning in Ihren Controllern.

Sehr interessanter MOSFET. Ich nehme mal die TO-220-Ausführung (IRFB4310). Kennst Du vielleicht eine Bezugsquelle in Deutschland?


Aktiver Freilauf fände ich auf jeden Fall notwendig, kann aber zu Rucklern führen.

Ich denke auch, dass ich auf die zusätzlichen Schottky-Dioden verzichten und gleich ein vernünftiges Taktkonzept verwenden sollte. Kennst Du die Ursache der erwähnten Ruckler? Treten die auch bei hoher Taktfrequenz auf?


Dioden sind in den Mosfets bereits verbaut [...]

Ja, das stimmt. Mein Gedanke war ursprünglich, die relativ schlechte Body-Diode durch etwas verlustärmeres zu ersetzen. Ich werde aber - wie oben geschrieben - wohl doch eher aktives Freilauftakten vorsehen.


Kannst ja erstmal mit einem Motor aus einem alten CD-ROM Laufwerk experimentieren [...]

Guter Hinweis. Ist auch mehr schreibtischkompatibel als ein NC 154. :)


Schau Dir zwengs der Programmierung bitte die Raumzeigermodulation an (15 % mehr speed).

Ich wollte erstmal "niedrig" einsteigen, um in endlicher Zeit etwas lauffähiges beisammen zu haben. Meine Reihenfolge wäre etwa:

(1) Blockkommutierung mit Hallsensoren

(2) Blockkommutierung ohne Hallsensoren

(3) Optimierte/modifizierte Blockkommutierung mit/ohne Hallsensoren

Wenn dann noch Verbesserungsbedarf besteht, dann denke ich an Sinus-PWM / VVC / RZM. In Verbindung mit einer sensorlosen Rotorlageerfassung ist das dann aber schon recht anspruchsvoll.


Bin gerade ueber was gestolpert:
http://rmmx.gmxhome.de/bldchv/start.html

Danke! Das erinnert mich daran, dass ich auch noch eine Spannungsnulldurchgangserkennung vorsehen muss ... und das ganze galvanisch getrennt, damit das Controllermodul zuverlässig geschützt ist.

Im Moment "zahne" ich an der Rückführung des analogen Stromsignales vom IR2130 zum Controllerboard. Hmm ... vielleicht ein VCO?


schau dir mal den Controller an da ist schon alles drin, sogar die 5V Versorgung.
http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/3938/index.asp

Sehr interessant. Der kann noch ein bisschen mehr als der IR2130. Allerdings ist er nur bis 50 V spezifiziert. Das könnte knapp werden.

Danke nochmal an alle - und immer her mit weiteren Kommentaren. ;)

Gruß,

Christian

[Markus2811]

Sehr interessanter MOSFET. Ich nehme mal die TO-220-Ausführung (IRFB4310). Kennst Du vielleicht eine Bezugsquelle in Deutschland?


Vom IRFSL4310 hätte ich dir ein paar Muster zukommen lassen können, ansonsten ist der Weltmarkt leider immer ziemlich leergesaugt.
Eine Bezugsquelle in DE hab ich leider nicht.

Zu den Rucklern:
Der Regler bremst ja zuerst, wenn du "Gas" zurücknimmst, bevor er in den aktiven Freilauf schaltet, daher können da die Ruckler entstehen.