Strömaggregat med inverter teknologi

[Robert80]

Hej på er
Jag håller på att designa ett justerbart strömaggregat baserat på inverter teknologi.
Har gjort ett kretskort som jag testkört nu och får det inte att funka som jag tänkt.
Jag styr 4 Mosfetar som är konfigurerade i en H-brygga med en switchfrekvens på 25kHz som ska skapa en triangelvåg med periodtid på ca 24 ms, styrningen liknar SPWM för sinusvåg.
Målet är att göra en sinusvåg på 50Hz men testar först med triangelvåg till att börja med.
När Q1 och Q4 leder (positiv triangel) så ser triangelvågen rätt OK ut på J13 utgången med en del spänningsspikar men när Q2 och Q3 leder (negativ triangel) så filtreras inte 25kHz vågen utan den hamnar på J13 utgången också.
Lasten som jag mäter över, alltså utgången från strömagget, är på ca 0.5 Ohm.
Jag bifogar schema, oscilloskopsbilder som jag mätt, Kicad projekt filen och Arduino programmet.

Kan någon se vad som är felet och hur jag får till en fin negativ triangelvåg?

[Kronberg]

Det är inte så att den ena mätningen är över R+L och den andra över enbart R? Eftersom jorden byter plats.
Och var försiktig med var du sätter jorden till oscilloskopproben så inget brinner upp.

[pi314]

Kan någon förklara?

250315_inverter.png

Med två seriekopplade IRFP4668PbF mellan jord och +24 volt, så förstår jag att man kan driva den med source mot jord genom att koppla gate till en utgång på en Arduino.

Hur fungerar det med den IRFP4668PbF som har source mellan ca 0 volt och ca 24 volt och drain till +24 volt? Borde inte den ha en spänning till gate som är högre än vad man kan få från en Arduino?

/π

[Borre]

Gaten kopplad till en mosfetdrivare, inte direkt till Arduinons utgång.

[pi314]

Borre:

Tack! Jag tittade lnte ordentligt och såg inte IR2110.

/π

[Robert80]

Det är inte så att den ena mätningen är över R+L och den andra över enbart R? Eftersom jorden byter plats.
Och var försiktig med var du sätter jorden till oscilloskopproben så inget brinner upp.

Jo det stämmer som du skriver för när Q2 - Q3 leder så är GNDA via Q3 och GNDA är då kopplad till jordklämman på oscilloskopsproben och när Q1 - Q4 leder så är GNDA via Q4 så är jorklämman på oscilloskopsproben inte på GNDA utan på +24VDC från Q1, GNDA är då efter L1.
GNDA är flytande så ska väl inte bli problem var jag sätter jordklämman för oscilloskopet?
Jag har testat koppla oscilloskops jordklämman direkt på GNDA och skiftat plats på proben och oscilloskopsjorden på utgången men 25kHz finns fortfarande kvar.

[Robert80]

Kan någon förklara?

250315_inverter.png


Med två seriekopplade IRFP4668PbF mellan jord och +24 volt, så förstår jag att man kan driva den med source mot jord genom att koppla gate till en utgång på en Arduino.

Hur fungerar det med den IRFP4668PbF som har source mellan ca 0 volt och ca 24 volt och drain till +24 volt? Borde inte den ha en spänning till gate som är högre än vad man kan få från en Arduino?

/π

Mosfetarna Q1 och Q2 drivs av IR2110PBF med bootstrap kondensatorer som jag mätt upp och de ger ca 15VDC till gaten på Q1 och Q2 så det verkar fungera.
Såg också att du fick info från vår andra vän

[Kronberg]

En skillnad på positiva och negativa halvan är på rad 91 & rad 125.
91: digitalWrite(MOSFET2_LS, HIGH); //Q4 off
125:digitalWrite(MOSFET1_LS, LOW); //Q3 off
Borde vara LOW på båda? Men det är nog inte problemet då det löser sig i charge_bootstrap_CX()

Jag stoppade in sketchen och timerbiblioteket i en Arduino MEGA 2560.
Fick ändra till:
int MOSFET1_HS = 11; //Pin for driving Q1 (MOSFET1_HS)
int MOSFET2_HS = 12; //Pin for driving Q2 (MOSFET2_HS)
Men vilka pins som kan användas till timern beror på vilken arduinu du har.
Och i for looparna ändrade jag från 200 till 200*5 för att få ~100% pwm

Då är det i alla fall liknande utsignal till gate drivarna, så det borde vara något i hårdvaran eller din mätning som spökar.
Prova växla signalerna från höger till vänster sida.

[Robert80]

Jag testade byta plats på induktorn så den ligger på andra sidan Q1-Q3 noden och då försvinner 25kHz PWM men dyker istället upp på Q2-Q4 noden.
Jag lade till en extra induktans så det finns en på båda sidor och då försvann 25kHZ PWM från båda sidor, framsteg.
Verkar alltså som att den låga lasten på 0.5 Ohm gör att LC filtret inte kan filtrera bort 25kHz PWM när den ligger på andra sidan induktorn då Q1 - Q4 leder så extra induktor hjälper till.
Induktorn är inte samma som den L1 i schemat, har beställt en till som jag väntar in, återkommer när jag testat med den.

[Robert80]

Hej
Har testat lägga till en likadan induktans på andra sidan så att båda ledarna har induktansen fram till utgången.
Blir nu konstigare kurvformer med massa rippel.
Kan säga att H-bryggan ser ut att fungera bra med sPWM utseende på spänningen som går in i LC filtret, verkar alltså vara isolerat till LC filtret som inte verkar fungera på den negativa sidan då Q1-Q4 leder.
Som jag skrev tidigare så blir den negativa sidan OK då jag flippar LC filtret så induktorn hamnar på Q1-Q4 men då blir problemet på plus sidan istället.
Funderar på om man skulle lägga in en snabb switch med MOSFETar som switchar polaritet vid varje halvvåg så att sPWM pulståget alltid hamnar på induktorn L1 först men finns väl kanske en smidigare lösning?

[SvenW]

Induktorerna här måste vara rejäla. En liten pluttkomponent duger inte. De går i mättnad.
Hur stora är de. Ferrit eller plåtklipp?
Induktansen 33 uH ser ut att vara låg i sammanhanget.

[Robert80]

Induktorerna här måste vara rejäla. En liten pluttkomponent duger inte. De går i mättnad.
Hur stora är de. Ferrit eller plåtklipp?
Induktansen 33 uH ser ut att vara låg i sammanhanget.

Använder denna induktor:
https://www.digikey.se/en/products/deta ... C/18883775

Just nu testar jag med ca 2Vrms ut till lasten vilket ger ca 4Arms.
Tanken är att kunna mata ut upp till ca 35Arms sen (17Vrms).

[SvenW]

Ok, ja, de verkar vara rejäla. Observera bara hur induktansen minskar med strömmen.
Värdet 33uH tycker jag är i minsta laget. Det blir stora rippelströmmar.
Elektrolytkondensatorerna måste tåla dessa rippelströmmar. Det kaske de klarar??
Rippelströmmar ger alltid förluster.
Som jag förstår ditt schema behövs en induktor för varje transtor-par.
Men jag inte satt mig in i exakt hur det är tänkt att fungera!