circuit d'application avec le IR2136

[marcuccio19]

Bonjour à tous, j'utilise le driver IR2136, quand je mesure entre VB1 et VS1 je n'ai pas 15V, je dois mettre la broche source du transistor mosfet au GND pour avoir une différence de potentiel de 15V entre VB1 et VS1.

les valeurs des composants: 1) 3x diodes 1N4007

2) 5x résistances de 1kohm

3) 6x condensateurs 1µF

4) transistor mosfet STP43N60DM2

je me suis aidé de la page 5 de la datasheet pour permettre d'avoir en sortie du H01 le PWM

si quelqu'un a déjà travaillé sur un circuit comme celui-ci? pouvez vous me donner quelques conseils pour corriger cette erreur.

table de vérité.JPG

driver schematic.jpg
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[Antoane]

Bonjour,

la datasheet du IR2136 : https://www.infineon.com/dgdl/Infine...5355c8a02116a5
Les demi-ponts utilisant un bootstrap pour alimenter le driver high-side ne fonctionne qu'en présence d'une charge en sortie (ou d'un MOSFET low-side), sans quoi il n'existe pas de chemin pour le courant de charge du condensateur de boostrap.
Il est donc normal que le schéma que tu donnes ne fonctionne pas en l'état.

(je n'ai pas regardé plus en détail)

[Montd'est]

Je ne sais pas quelle est la fréquence du PWM, mais en la considérant le choix de la référence 1N4007 pourrait poser problème.

[marcuccio19]

Je ne sais pas quelle est la fréquence du PWM, mais en la considérant le choix de la référence 1N4007 pourrait poser problème.

@Montd'est : je dois configurer mon PWM de 1kHz jusqu'à 20kHz

[A voir en vidéo sur Futura]

[marcuccio19]

Bonjour,

la datasheet du IR2136 : https://www.infineon.com/dgdl/Infine...5355c8a02116a5
Les demi-ponts utilisant un bootstrap pour alimenter le driver high-side ne fonctionne qu'en présence d'une charge en sortie (ou d'un MOSFET low-side), sans quoi il n'existe pas de chemin pour le courant de charge du condensateur de boostrap.
Il est donc normal que le schéma que tu donnes ne fonctionne pas en l'état.

(je n'ai pas regardé plus en détail)

@Antoane : j'ai testé avec une charge de 100kohm --> j'ai mesuré 9,01V sur VBS

[Antoane]

@Antoane : j'ai testé avec une charge de 100kohm --> j'ai mesuré 9,01V sur VBS

Si la charge est résistive, il faut qu'elle soit telle que la constante de temps R*C (R = la charge, C = la capacité de boostrap) soit << à la période du PWM.
La 1N400x est insuffisante pour fonctionner à 1 kHz, il faut une diode rapide. Par exemple une UF400x, ou une schottky, ou une 1N4148 (en série avec une faible résistance, e.g. de 2.2 Ohm) si elle est suffisante du côté de la tension bloquée.

[marcuccio19]

Si la charge est résistive, il faut qu'elle soit telle que la constante de temps R*C (R = la charge, C = la capacité de boostrap) soit << à la période du PWM.
La 1N400x est insuffisante pour fonctionner à 1 kHz, il faut une diode rapide. Par exemple une UF400x, ou une schottky, ou une 1N4148 (en série avec une faible résistance, e.g. de 2.2 Ohm) si elle est suffisante du côté de la tension bloquée.

@Antoane : voilà j'ai testé avec une diode 1N4148 , j'ai configuré mon PWM à 1Hz, j'ai vérifié que mon transistor commute chaque seconde, j'ai mis une résistance de charge de 82 ohm / 5W et j'ai mesuré 14.61V entre VB-S , le problème maintenant est que ma résistance de charge commence à beaucoup chauffer lorsque j'augmente la fréquence de mon PWM.

[Antoane]

Bonjour,

A partir du moment où le circuit PWM fonctionne bien, la température de la résistance ne devrait que marginalement évoluer avec la fréquence.
Néanmoins, 1 Hz est une fréquence trop faible pour que le boostrap fonctionne bien : le condensateur a le temps de se décharger dans le driver.

Tu peux faire les tests à 1 kHz, et observer les signaux à l'oscilloscope (le multimètre ne sert pas à grand chose ici). La tension de bus (le "+20V" du schéma) peut-être descendue fortement, par exemple à 5V, pour limiter l'échauffement de la charge. Tu peux alors observer :
- le signal PWM de commande,
- la tension sur le neoud de sortie du convertisseur ;
- la tension sur la grille du mosfet
- la tension sur la broche Vb1.

Il peut-être nécessaire d'ajouter une diode de roue-libre en parallèle de la charge si elle est inductive.

Que vaut la résistance de mesure du courant de charge ? Il peut-être intéressant de la court-circuiter pour les premiers tests.

[marcuccio19]

Bonjour,

A partir du moment où le circuit PWM fonctionne bien, la température de la résistance ne devrait que marginalement évoluer avec la fréquence.
Néanmoins, 1 Hz est une fréquence trop faible pour que le boostrap fonctionne bien : le condensateur a le temps de se décharger dans le driver.

Tu peux faire les tests à 1 kHz, et observer les signaux à l'oscilloscope (le multimètre ne sert pas à grand chose ici). La tension de bus (le "+20V" du schéma) peut-être descendue fortement, par exemple à 5V, pour limiter l'échauffement de la charge. Tu peux alors observer :
- le signal PWM de commande,
- la tension sur le neoud de sortie du convertisseur ;
- la tension sur la grille du mosfet
- la tension sur la broche Vb1.

Il peut-être nécessaire d'ajouter une diode de roue-libre en parallèle de la charge si elle est inductive.

Que vaut la résistance de mesure du courant de charge ? Il peut-être intéressant de la court-circuiter pour les premiers tests.

voila les tests que j'ai réalisé à 1kHz : 1) High Side

high side.jpg

2) Low Side

low side.jpg

la résistance de charge est de 82ohm / 5W

enfaite je veux réaliser un signal sinus PWM à la sortie des ponts de transistors pour pouvoir piloter un moteur asynchrone

le soucis c'est que je ne sais pas comment réaliser un PWM inverse pour le Low Side

à la fin il faudrai que j'ai un signal qui ressemble à cela : sinus pwm.jpg

[Antoane]

Bonjour,

j'imagine que ces oscillogrammes ont été réalisés avec une tension Vcc = 10 V (celle notée 15 V sur le schéma) et une tension de bus de 10 V également (celle notée 20 V sur le schéma).
Si c'est le cas, tout va bien.

enfaite je veux réaliser un signal sinus PWM à la sortie des ponts de transistors pour pouvoir piloter un moteur asynchrone

le soucis c'est que je ne sais pas comment réaliser un PWM inverse pour le Low Side

Le signal de commande du driver low-side doit être le complément du signal de commande du HS - à la gestion des temps-morts ("dead-time") près.
Certains drivers intègrent cette gestion des temps morts et il suffit de leur donner un unique signal de commande. Je crois comprendre que c'est le cas du IR21362. C'est a priori la meilleure solution ici (simplicité et robustesse).
C'est également faisable dans le logiciel ; certains µC intégrent des modules hardwares spécialisés. C'est aussi faisable à partir de composants discrets.

[marcuccio19]

Bonjour,

j'imagine que ces oscillogrammes ont été réalisés avec une tension Vcc = 10 V (celle notée 15 V sur le schéma) et une tension de bus de 10 V également (celle notée 20 V sur le schéma).
Si c'est le cas, tout va bien.



Le signal de commande du driver low-side doit être le complément du signal de commande du HS - à la gestion des temps-morts ("dead-time") près.
Certains drivers intègrent cette gestion des temps morts et il suffit de leur donner un unique signal de commande. Je crois comprendre que c'est le cas du IR21362. C'est a priori la meilleure solution ici (simplicité et robustesse).
C'est également faisable dans le logiciel ; certains µC intégrent des modules hardwares spécialisés. C'est aussi faisable à partir de composants discrets.

Bonjour, j'ai utilisé du 15V pour VCC et pour la tension du drain j'ai mis 20V

[Antoane]

Il faudrait dans ce cas que tu précises exactement ce que tu mesures (comment est connectée la sonde ?) et que tu montres sur un même écran d'oscilloscope plusieurs courbes, pour in fine donner un aperçu complet des formes d'ondes demandées en post#8.

[marcuccio19]

Il faudrait dans ce cas que tu précises exactement ce que tu mesures (comment est connectée la sonde ?) et que tu montres sur un même écran d'oscilloscope plusieurs courbes, pour in fine donner un aperçu complet des formes d'ondes demandées en post#8.

Bonjour, j'ai fait des nouvelles mesures en connectant tous le pont de transistors, le low side fonctionne mais le high side ne fonctionne pas.

j'ai remarqué aussi que je n'ai pas les 15V aux bornes VB1 - VS1 , au lieu de cela j'ai environ 500mV.

schéma cablage fs77.jpg (ou en PDF pour une meilleure résolution: schéma bloc driver + pont triphasé.pdf)

sonde high side VGS high side.jpg

sonde low side VGS low side.jpg

PS : les condensateurs sont mal notés , ce sont tous des 1µF

et le PWM fonctionne à 500 Hz

[invite5637435c]

Bonjour,

quelle sont les caractéristiques de la source d'alimentation 15V?
Pourrais-tu montrer ta maquette?
Quel est la techno de tes condensateurs? Notamment les bootstraps?

[marcuccio19]

Bonjour,

quelle sont les caractéristiques de la source d'alimentation 15V?
Pourrais-tu montrer ta maquette?
Quel est la techno de tes condensateurs? Notamment les bootstraps?

Bonjour, Q1 : c'est du 15V DC

Q2 : Je ne l'ai pas devant moi car je fais ce projet dans une entreprise, je ferai une photo lundi pour vous montrer.

Q3 : c'est des condensateurs électrolytiques

[invite5637435c]

Je ne te demande pas sa valeur puisque je précisais 15V dans ma question, mais les caractéristiques de la source de tension (batterie ou autres sources autonomes? sinon alimentation avec quel courant max? longueur des fils de l'alim à ta maquette).

[invite5637435c]

Q3 : c'est des condensateurs électrolytiques

Des 1µ électrolytiques?
Si c'est bien ça normal que ça ne fonctionne pas.

[invite5637435c]

Il te faut des céramiques X7R ou X5R, en tout cas des condensateurs à très faibles ESR.
Tu n'as pas un tuteur dans ton entreprise?

[marcuccio19]

Je ne te demande pas sa valeur puisque je précisais 15V dans ma question, mais les caractéristiques de la source de tension (batterie ou autres sources autonomes? sinon alimentation avec quel courant max? longueur des fils de l'alim à ta maquette).

c'est du 15V à partir d'une alimentation de labo. avec un courant max de 1A.

la longueur des fils sont environ 15-20 cm

[marcuccio19]

Il te faut des céramiques X7R ou X5R, en tout cas des condensateurs à très faibles ESR.
Tu n'as pas un tuteur dans ton entreprise?

oui j'ai un tuteur, il m'avait dit que les condos de 1µF c'était des des valeurs trop grandes.

Hier j'avais testé des 68nF céramique mais sa ne changeais rien

[invite5637435c]

Entre 1µ et 68nF il y a une marge tu ne crois pas? tu prends des valeurs au pif?
Tout se calcule avant de sauter sur une valeur.
Commence par lire ça:
http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt98-2.pdf

[marcuccio19]

Entre 1µ et 68nF il y a une marge tu ne crois pas? tu prends des valeurs au pif?
Tout se calcule avant de sauter sur une valeur.
Commence par lire ça:
http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt98-2.pdf

Bonjour, j'ai déterminé la valeur du condo, elle est de 33nF, j'ai fais des tests et j'ai maintenant un PWM de 0 à 20V en VS1 , VS2 et VS3.

le soucis maintenant est que j'ai des piques de courants à chaque commutation , j'ai tenté de mettre un gros condo de filtrage sur l'alim 20V et cela a réduit les piques mais il en reste encore.

[Antoane]

Bonjour,

des pics de courant (comment sont-ils mesurés ? dans quels fils ?) ou de tension ?

Les surtensions observées sur le noeud de sortie des demi-ponts sont dues à l'inductance parasite des mailles de commutation. Pour les diminuer, il faut un routage propre et optimisé, avec de faibles surfaces enlacées par les boucles de courant. Le circuit doit être compact et correctement découplé : un condensateur peu inductif (e.g. 100 à 220 nF céramique) doit être placé entre les rails d'alimentation au plus près des transistors de découpage.
Peux-tu fournir une photo de ton montage ?

[marcuccio19]

Bonjour,

des pics de courant (comment sont-ils mesurés ? dans quels fils ?) ou de tension ?

Les surtensions observées sur le noeud de sortie des demi-ponts sont dues à l'inductance parasite des mailles de commutation. Pour les diminuer, il faut un routage propre et optimisé, avec de faibles surfaces enlacées par les boucles de courant. Le circuit doit être compact et correctement découplé : un condensateur peu inductif (e.g. 100 à 220 nF céramique) doit être placé entre les rails d'alimentation au plus près des transistors de découpage.
Peux-tu fournir une photo de ton montage ?

Bonjour, ils sont mesurés entre VS et GND

photo de la mesure : pics de courants pont triphasé.jpg

photo du montage : photo montage bloc opto + bloc driver + bloc pont triphasé.jpg

[invite5637435c]

Mon intuition était la bonne.
Ce type de câblage est inapproprié.
Voir les commentaires d'Antoane.