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circuit d'application avec le IR2136



  1. #1
    marcuccio19

    Question circuit d'application avec le IR2136


    ------

    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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  3. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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)
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  4. #3
    Montd'est

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Je ne sais pas quelle est la fréquence du PWM, mais en la considérant le choix de la référence 1N4007 pourrait poser problème.
    Ya un bon moyen de se tromper de solution: c'est de se tromper de problème.

  5. #4
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Montd'est Voir le message
    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

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    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

  8. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par marcuccio19 Voir le message
    @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.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  10. #7
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    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.

  11. #8
    Antoane
    Responsable technique

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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.
    Dernière modification par Antoane ; 25/02/2020 à 13h02.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  12. #9
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    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
    Dernière modification par marcuccio19 ; 25/02/2020 à 18h56.

  13. #10
    Antoane
    Responsable technique

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  14. #11
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    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

  15. #12
    Antoane
    Responsable technique

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  17. #13
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    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
    Dernière modification par Antoane ; 29/02/2020 à 12h44. Motif: Conversion pdf -> png

  18. #14
    invite03481543

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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?

  19. #15
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    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

  20. #16
    invite03481543

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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).

  21. #17
    invite03481543

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par marcuccio19 Voir le message

    Q3 : c'est des condensateurs électrolytiques
    Des 1µ électrolytiques?
    Si c'est bien ça normal que ça ne fonctionne pas.

  22. #18
    invite03481543

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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?

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  24. #19
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    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

  25. #20
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    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
    Dernière modification par marcuccio19 ; 29/02/2020 à 15h24.

  26. #21
    invite03481543

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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

  27. #22
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    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.

  28. #23
    Antoane
    Responsable technique

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    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 ?
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  29. #24
    marcuccio19

    Re : circuit d'application avec le IR2136

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    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

  30. Publicité
  31. #25
    invite03481543

    Re : circuit d'application avec le IR2136

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

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