Принципиальная схема драйвера мк Xiaomi M365

Форум / Электротранспорт / Электросамокаты / Xiaomi Mijia Electric Scooter / Принципиальная схема драйвера мк Xiaomi M365
#электроника
#прошивка
+
Форум / Электротранспорт / Электросамокаты / Xiaomi Mijia Electric Scooter / Принципиальная схема драйвера мк Xiaomi M365
Open header post
Conejo
Форумчанин
МадридRating: 454
Conejo
23 february 2019, 3:26
Posted: 23 february 2019, 3:26

В вашей БМС видимо какая-то своя реальность. Прозвоните уже этот разрядный транзистор в обратную сторону и убедитесь что он прекрасно туда всё проводит. А если есть сомнения в достаточности характеристик в 140А/10с - подайте их туда, вы же практики, узнаете как свистят предохранительные клапаны ячеек батареи)

 1   
Sergevit
Форумчанин
МоскваRating: 403
Sergevit
24 february 2019, 10:00
Posted: 24 february 2019, 10:00
[quote="Gennadiy"]В мосфетах стоят диоды-супрессоры, для защиты кристалла, а не силовые диоды Шоттки[/quote]

В мосфетах между стоком и истоком стоит диод, но никто его туда не ставил. Этот диод является паразитным в структуре мосфета и от него нельзя избавиться. В современных силовых мосфетах решили так - если от диода нельзя избавиться, то надо улучшать характеристики и использовать во благо схем. И их неслабо так улучшают и по току и по скорости. Супрессорами, к слову, они еще никогда не были. Параметры этого диода сегодня можно расположить между диодами Шоттки и ультрафаст диодами. И я уже не помню тех мосфетов, где ток диода уступал току транзистора.

Характеристика, которая нам остается важна - это прямое падение напряжение диода. От неё будет зависеть перегрев мосфета при длительном воздействии прямого тока через диод. В современных схемах это диод используют лишь очень короткую часть времени, после которого схема открывает транзистор, чтобы помочь диоду. В этот период характеристики диода становятся не важны. Вы привели схему, которая это делает.

 2   
Чебуратор
Почетный форумчанин
Санкт-ПетербургRating: 1510
Чебуратор
25 february 2019, 15:43
Posted: 25 february 2019, 15:43
Это ответ на удаленное сообщение

Вопрос к знающим людям не по теме, потом удалю.

Можно ли подать встречное питание от другого источника на выход обычного DC преобразователя? (+ на +, - на -)


На данный DC (который на фото), можно.

 1   
Masimo
Новичок
Masimo
04 march 2019, 19:25
Posted: 04 march 2019, 19:25

Вопрос не по теме, но подходящей где можно спросить не нашел. После проблем с контроллером из-за сгоревшей U4, постоянно светился задний габарит, пока не перегорел светодиод. Выяснилось что на него постоянно шло 5 вольт при включенном самокате. Разобрал его, хочу поменять светодиод. Какой подойдёт? Как искать, только по размеру?

Sergevit
Форумчанин
МоскваRating: 403
Sergevit
04 march 2019, 20:33
Posted: 04 march 2019, 20:33
Ответ пользователю
Masimo : 04 march 2019, 19:25
на это сообщение (развернуть)
Вопрос не по теме, но подходящей где можно спросить не нашел. После проблем с контроллером из-за сгоревшей U4,...

Вопрос не по теме, но подходящей где можно спросить не нашел. После проблем с контроллером из-за сгоревшей U4, постоянно светился задний габарит, пока не перегорел светодиод. Выяснилось что на него постоянно шло 5 вольт при включенном самокате. Разобрал его, хочу поменять светодиод. Какой подойдёт? Как искать, только по размеру?


Уже искал для кого-то. Вот что нашлось:

http://www.edison-opto.com/en/product/plcc_2835_0.5w_ir690

150 мА @ 2.05В


Близкий по параметрам :

https://www.electronshik.ru/item/EDISON/ET-3528R-A11W

 1   
Masimo
Новичок
Masimo
04 march 2019, 22:45
Posted: 04 march 2019, 22:45
Ответ пользователю
Sergevit : 04 march 2019, 20:33
на это сообщение (развернуть)
Уже искал для кого-то. Вот что нашлось:http://www.edison-opto.com/en/product/plcc_2835_0.5w_ir690150 мА @ 2.05ВБлизкий по параметрам...


Уже искал для кого-то. Вот что нашлось:

http://www.edison-opto.com/en/product/plcc_2835_0.5w_ir690

150 мА @ 2.05В


Близкий по параметрам :

https://www.electronshik.ru/item/EDISON/ET-3528R-A11W

Спасибо. Поставил пока белый от светодиодной ленты, по размеру встал идеально, но светит не очень ярко. Буду искать как по вашим ссылкам

sander33
Участник
Rating: 13
sander33
15 march 2019, 14:03
Posted: 15 march 2019, 14:03

Подскажите, кто в курсе можно ли родную батарею  заряжать через силовой разъем  током 0.5 С  3.7 А? (типа постоянная рекуперация) 

nikola_tesla
Участник
Rating: 39
nikola_tesla
16 march 2019, 16:30
Posted: 16 march 2019, 16:30
Ответ пользователю
Sergevit : 10 february 2019, 12:23
на это сообщение (развернуть)
[цитата nikola_tesla] А к MOSFETам дорожки потоньше идут, да? ) По-вашему, самый большой конденсатор в схеме - он не для...
[quote="nikola_tesla"]Так что думаю, что он всё таки нужен контроллеру, а не мосфетам. К тому же, от него дорожки толстые идут к U4[/quote]

А к MOSFETам дорожки потоньше идут, да? ) По-вашему, самый большой конденсатор в схеме - он не для самого большого потребителя, а для 5 Вт преобразователя?!

Причина ваших проблем с отключением исходит из коротких провалов напряжения на шине питания. Они возникают из-за импульсных токов силовой части. Стоял бы конденсатор максимально близко к транзисторам, то провалы на шине вернулись в нормальное русло. И я вам на эту причину указал.

Конечно, можно поставить конденсатор ближе к понижающему преобразователю и там провалы исчезнут. Там же находится цепь измерения входного напряжения. Ваша проблема с отключением уйдет. Что и произошло. Но в таком случае транзисторы останутся без конденсатора с которого они могли бы снимать быстро импульсный ток.  Их питание будет проваливаться очень серьезно. Форма прямоугольных импульсов на выходе будет заваливаться в трапецию. Скорее всего будет больший нагрев. Второе, возможно самое плохое, импульсные токи теперь достанутся аккумулятору - между ним и силовой частью теперь нет буфера.


Изучайте схемотехнику импульсных схем перед тем, как отрезать что-то в импульсных схемах.



Поставил дополнительный кондёр чисто мосфетам. Полёт отличный, никаких отключений больше нет. Спасибо!!!

 2   
tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
18 april 2019, 13:42
Posted: 18 april 2019, 13:42

Подскажите, могу ли я без последствий для работы схемы заменить FAN7842 на IRS21867, с возможным уменьшением сопротивления затворной цепи NCEP85T14, чтобы время отпирания/запирания ФЕТа было немного меньше фронтов IRS21867? Конкретно меня беспокоит меньшее "мёртвое время" у IRS21867 - 35 против 50нс у FAN7842. Просто IRS21867 есть в наличии, да и по лапкам совпадает, а за FAN7842 надо в магазин бежать.

Спойлер

tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
18 april 2019, 19:51
Posted: 18 april 2019, 19:51

Вопрос снят.

Просто уменьшу сопротивление в цепи затвора, чтобы ФЕТы открывались/закрывались быстрее фронтов драйвера.

Reverso
Участник
Rating: 75
Reverso
18 april 2019, 20:02
Posted: 18 april 2019, 20:02
Ответ пользователю
tak1973 : 18 april 2019, 19:51
на это сообщение (развернуть)
Вопрос снят.Просто уменьшу сопротивление в цепи затвора, чтобы ФЕТы открывались/закрывались быстрее...

Вопрос снят.

Просто уменьшу сопротивление в цепи затвора, чтобы ФЕТы открывались/закрывались быстрее фронтов драйвера.

Отпишись по результату, этот драйвер интересный - можно гораздо быстрее закрыть, открыть мосфет - это явно улучшит инвертор, но тут главное не забыть про динамические потери - увеличив токи затвора, увеличим нагрев и нагрузку на питание драйверов. Ну и еще резисторы будут рассеивать больше.

tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
18 april 2019, 20:06
Posted: 18 april 2019, 20:06

Другой вопрос возник: а потянет ли TSP54160A три штуки IR21867S? Точнее одну IR21867S, ибо в один момент времени переключается драйвер только на одной фазе. И всё равно, ведь на TSP54160A ещё и фонарик весит, я уж не говорю об остальной периферии. Видимо надо для драйверов отдельный ИИП тулить.

Sergevit
Форумчанин
МоскваRating: 403
Sergevit
18 april 2019, 21:27
Posted: 18 april 2019, 21:27

Сам драйвер почти ничего потребляет. Энергия уходит на накачку затвора - т.е. потребление только на положительных фронтах. Питания хватит, конечно. Как и хватало до этого, ведь частота не меняется. Если делать положительный фронт управления круче, то можно добавить конденсатор на питание драйвера и всё.  Но в этом случае учтите, что выбросы на большой шине питания возрастут критически. Опасно.

tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
18 april 2019, 21:31
Posted: 18 april 2019, 21:31

Как вариант можно TPS54160 заменить на TPS54360. Или добавить в параллель только для драйверов.

tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
18 april 2019, 22:59
Posted: 18 april 2019, 22:59
Ответ пользователю
Sergevit : 18 april 2019, 21:27
на это сообщение (развернуть)
Сам драйвер почти ничего потребляет. Энергия уходит на накачку затвора - т.е. потребление только на...

Сам драйвер почти ничего потребляет. Энергия уходит на накачку затвора - т.е. потребление только на положительных фронтах. Питания хватит, конечно. Как и хватало до этого, ведь частота не меняется. Если делать положительный фронт управления круче, то можно добавить конденсатор на питание драйвера и всё.  Но в этом случае учтите, что выбросы на большой шине питания возрастут критически. Опасно.

@Sergevit

Штатно в пике через резистор в 56 Ом потребление затвором максимум 214мА. FAN7842 по даташиту закачка/сброс - 350/650мА. 

Типовые ton, toff, tr, tf, MT

FAN7842 170, 200, 60, 30, 50

IR21867S 170, 170, 22, 18, 35

то есть без уменьшения сопротивления затворной цепи, что приведёт к увеличению тока через драйвер, никак не обойтись. Иначе можно схватить сквозняк.

А если ещё и сменить NCEP85T14 на с более тяжёлым затвором, придётся ещё сильней снизить сопротивление затворной цепи.

Переключение одной из фаз МК происходит каждые 12 градусов и на скорости 37км/ч получится каждые 2037.79 мкс, если я чего-то не перепутал.

Вообще-то хватит TPS4160A, да же если 4А на затвор подавать длительностью в 1мкс, всё равно это будет происходить один раз в 2мс.

Sergevit
Форумчанин
МоскваRating: 403
Sergevit
19 april 2019, 0:19
Posted: 19 april 2019, 0:19
[quote="tak1973"]FAN7842 по даташиту закачка/сброс - 350/650мА[/quote]

Это максимум, который нельзя превышать. Реальное пиковое значение будет зависеть только от выбранного резистора. 

[quote="tak1973"]

Типовые ton, toff, tr, tf, MT

FAN7842 170, 200, 60, 30, 50

IR21867S 170, 170, 22, 18, 35

[/quote]

У этих драйверов нет понятия мертвого времени - они двухканальные с независимым управлением. Мертвое время изначально определено в микроконтроллере (очевидно). У этих драйверов параметром MT гарантируется максимальное смещение между каналами. 

У второго драйвера и максимальное смещение меньше и закрываются каналы быстрее на 30 нс. Т.е. мертвое время (пауза) станет с новым драйвером больше, что типа чуть безопаснее от сквозняков. 

У второго драйвера круче собственные фронты. Т.е. чтобы вернуть старый режим для транзисторов, надо увеличивать затворное сопротивление. Это надо сделать, чтобы избежать больших выбросов на большой шине. Иначе пробой транзисторов по напряжению сток-исток.

[quote="tak1973"]Вообще-то хватит TPS4160A[/quote]

Оставьте вы DC-DC в покое. Импульсный ток драйвера снимается с конденсаторов по питанию драйвера. А средник ток никак не может вырасти, ведь нагрузка (емкость затвора) никак не изменилась. 

[quote="tak1973"]Переключение одной из фаз МК происходит каждые 12 градусов и на скорости 37км/ч получится каждые 2037.79 мкс, если я чего-то не перепутал.[/quote]

Вот тут я не понял зачем это надо знать, ведь драйверы переключаются не с частотой фаз мотора, а с более высокой частотой ШИМ-модулятора. Вещь постоянная. 

tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
19 april 2019, 6:58
Posted: 19 april 2019, 6:58

Стоп. Я считал, что у нас нет ШИМ,  а работа ведётся с МК исключительно в переключающем режиме: каждый драйвер контроллером меняет состояние плеч строго на угол 24 градуса. Посредством обратной связи с датчиков Холла, раскинутых на угол 18 градус, ведётся отсчёт начала переключения напряжения на конкретной фазе из одного состояние в другое. Через угол в 12 градусов один из трёх драйверов переключает состояние плеч.

МТ драйвера гарантирует минимальное "мёртвое" время, и контроллер, посылая импульсы переключения сперва в одно плечо, потом в другое, должен знать об это конкретном МТ драйвера. И если мы меняем драйвер, то с ним меняем МТ. Тогда получается, что контроллер передаст состояние драйверу со вторым импульсом либо короче на разницу МТ, либо длинней. А следовательно следующее состояние будет короче или длинней на разницу двух МТ.

По моем разумению так: берём детальки NCEP85T14 и FAN7842, питание 12В.

FAN7842:

.35А/.65А

MT - 50нс

NCEP85T14:

Qg = 84нК

Ciss - 5.6нФ

Coss - .85нФ

12В/.650А=18.5Ом - минимальное сопротивление на разряд для драйвера.

50нс/(5.6нФ+.86нФ)=7.75Ом - максимальное сопротивление на разряд для ФЕТа.

12В/.35А=33.3Ом - минимальное сопротивление на заряд для драйвера.

12В*50нс/84нК=7.2Ом   - минимальное сопротивление на заряд для ФЕТа.

 

Для IS21867S

4А/4А

MT - 35нс

12В/4А=3Ом - минимальное сопротивление на разряд и заряд для драйвера.

35нс/(5.6нФ+.85нФ)=5.4Ом - максимальное сопротивление на разряд для ФЕТа.

12В*35нс/84нК=5Ом   - минимальное сопротивление на заряд для ФЕТа.

То есть, для связки IS21867S и NCEP85T14 устанавливаем одно лишь сопротивление 5.1 Ом в затворную цепь и всё.

 

Если я не ошибаюсь в своих выкладках, то в схеме M365 драйвер как-то плохо согласован с ФЕТами.

Sergevit
Форумчанин
МоскваRating: 403
Sergevit
19 april 2019, 8:22
Posted: 19 april 2019, 8:22
[quote="tak1973"]То есть, для связки IS21867S и NCEP85T14 устанавливаем одно лишь сопротивление 5.1 Ом в затворную цепь и всё.[/quote]

...и получаете намного больший импульсный ток затвора, чем это было раньше. И зачем?? Нужны проблемы от быстрых переходных процессов? - Будут.

[quote="tak1973"]Через угол в 12 градусов один из трёх драйверов переключает состояние плеч.[/quote]

А мощностью как будем управлять? У нас FOC метод управления.

[quote="tak1973"]12В/4А=3Ом - минимальное сопротивление на разряд и заряд для драйвера.[/quote]

Ну да, примерно. 

[quote="tak1973"]МТ драйвера гарантирует минимальное "мёртвое" время, и контроллер, посылая импульсы переключения сперва в одно плечо, потом в другое, должен знать об это конкретном МТ драйвера. И если мы меняем драйвер, то с ним меняем МТ.[/quote]

Это работает так: у этих драйверов от природы разные задержки у верхнего канала и у нижнего. Верхний по природе своей туповат. Для согласования вводят в нижний канал дополнительную задержку. Но идеально ровно не получается. Этот параметр максимальной несогласованности (гарантия производителя) по задержкам и есть параметр МТ. Т.е. плохой (большой) параметр испортит (уменьшит) мертвое время запрограммированное в микроконтроллере.

[quote="tak1973"]схеме M365 драйвер как-то плохо согласован с ФЕТами.[/quote]

Отлично он там согласован. Просто никто не гонится за минимально возможным временем фронтов транзисторов. Это всегда компромисс между эффективностью и паразитными выбросами. А выбросы там и так были больше 10%, по памяти.

tak1973
Участник
Rating: 46
tak1973
19 april 2019, 9:24
Posted: 19 april 2019, 9:24

Длинной импульса регулируем ток через обмотку.

Индуктивность между фазами у статора без магнитов:

у ES1 - 300 мкГн +- 5 %

у ES2 - 150 мкГн +- 5 %

активное сопротивление между фазами

у ES1 - 1.2 Ом +- 5 %

у ES2 - 1.0 Ом +- 5 %

ничто не мешает посчитать ток через обмотку за длительность импульса, хоть и приблизительно.

 

Я не учёл, что в прошивке контроллера МК мёртвое время может быть установлено значительно больше, нежели фиксированное у драйвера, но только я его не знаю. Просто, если привязываться к мёртвому времени драйвера, то чтобы там не напортачил контроллер кривой прошивкой, сквозняка не получится.

 

А дребезг и выбросы обычно лечу бусинкой в 0.25-1 мкГн на выводе истока ФЕТа, а то можно так завалить фронты спада/нарастания RC-цепочкой затворной цепи, что ФЕТ будет греться уже от линейного режима на время действия фронта.

 

Просто я ещё думаю о замене NCEP85T14 и FAN7842, если что случится. Так есть IS21867S, а NCEP85T14 днём с огнём не сыщешь и попадаются только с более тяжёлым затвором. 

Conejo
Форумчанин
МадридRating: 454
Conejo
19 april 2019, 11:27
Posted: 19 april 2019, 11:27

У 20sников уже длинная статистика успешной езды на IRFB4110 (у которого Ciss/Qg почти в 2 раза хуже) без изменения драйвера.


ШИМ в прошивке есть, с мёртвым временем, посмотрю параметры чуть позже. От действительно кривой прошивки драйверы не спасут - достаточно оставить одну фазу включённой «вверх», другую - «вниз» (хотя у нас есть зашита по току в BMS), но откуда она возьмётся, такая прошивка?