Kann die Halbbrückenstrombegrenzung in BLDC-Motorsteuerungen zur Zerstörung von MOSFETs führen?

Ich entwickle einen Motorcontroller basierend auf einem dsPIC33EP64MC504 von Microchip. Der Motor ist ein bürstenloser Permanentmagnet-Synchronmotor mit etwa 500 W bei 50 V. Der Controller basiert auf einem SVM-Algorithmus aus den Anwendungshinweisen von Microchip. Die Brücke verwendet 6 MOSFETs SiR882ADP (100V) von Vishay. Es wird keine Geschwindigkeits- oder Stromregelung erreicht, was bedeutet, dass der Motor offenschleifengesteuert ist.

Wir haben zuerst einen einfachen BLDC-Controller basierend auf Hall-Effekt-Sensoren implementiert und es hat großartig funktioniert. Wir haben uns dann entschieden, die Steuerung mit einem Encoder mit einer Auflösung von 1 Grad zu verbessern, um eine sinusförmige Steuerung zu erreichen (für eine spätere Vektorsteuerung und Stromsteuerung). Hier stehen wir vor einigen Problemen des Explodierens/Brennens/Durchbrennens von MOSFETs bei mittlerer Leistung. Ich werde nicht alle Designentscheidungen und -probleme erläutern: Wir arbeiten daran, aber ich möchte eine weiche/harte Entscheidung untersuchen: die Hardware-Strombegrenzungsstrategie, die wir zwischen den beiden Designs geändert haben.

Die Strombegrenzung ist eine Hardware-dsPIC-eingebettete Funktion, die die PWM-Befehle außer Kraft setzt, die normalerweise von der SVM basierend auf einem analogen Signal vom Stromsensor gesteuert werden.

Hier sind die Hauptunterschiede zwischen den beiden Ansätzen:Unterschiede zwischen den 2 Strombegrenzungsansätzen

  1. Die erste Strategie (Version 1): Der Busstromwert steuert die 3 PWMs (alle MOSFETs sind offen, sobald die Strombegrenzung aktiviert ist, und überschreiben die PWM-Signale aus dem SVM).
  2. Die zweite (Version 2): Der Low-Side-Strom jeder Halbbrücke steuert jede PWM unabhängig: Die entsprechende Halbbrücke ist im Falle einer Strombegrenzung geöffnet.

Ich verstehe, dass in der ersten Strategie die Body-Dioden der MOSFETs die Treiberbrücke in einen klassischen 6-Dioden-Gleichrichter verwandeln: Strom lädt unsere Batterie auf, ist das richtig? Wie auch immer, diese Strategie scheint wirklich sicher zu sein!

Aber was passiert im zweiten Fall? Könnte das Öffnen nur einer Halbbrücke für Spannungsüberschwinger und MOSFET-Zerstörung verantwortlich sein, da sich die Stromschleife anders verhält als in der ersten Version? Was passiert zum Beispiel, wenn die Strombegrenzung an PWM2 (die blaue) die entsprechende Halbbrücke im folgenden Zustand öffnet?Konfiguration der Strombegrenzung

Vielen Dank für Ihre Zeit und die Antwort, die Sie mir geben werden (oder nicht).

Grüße, MG.

Details von "A" sind erforderlich.
Meinst du das 'A' im Kreis? Es ist das Symbol eines Amperemeters, nicht wahr? Es soll Ihnen nur zeigen, wo der Strom gemessen wird (durch Shunt-Widerstand oder Hall-Effekt-Sensor).
Soweit ich das beurteilen kann, ist der einzige Unterschied zwischen den beiden Schaltkreisen die Position von "A". Wenn ein Schaltkreis funktioniert und der andere FETs durchbrennt, liegt das Problem darin, wie Sie "A" implementiert haben, es sei denn, ich habe etwas habe vermisst.
Meine Frage bezieht sich nicht darauf, wie 'A' implementiert wird (im ersten Fall handelt es sich um einen Shunt-Widerstand, im zweiten Fall um drei Halleffekt-Stromsensoren). Meine Frage bezieht sich auf die Strategie des Strombegrenzungsalgorithmus (wenn Sie im ersten Beitrag lesen, frage ich nicht nach der Schaltung, sondern nach dem Strombegrenzungsalgorithmus). Um es klarer zu sagen: Gibt es einen Grund, warum die Strombegrenzung Halbbrücke für Halbbrücke basierend auf der Messung jedes Low-Side-Stroms schädlicher für die MOSFETs sein könnte als eine Strombegrenzung aller 3 Halbbrücken gleichzeitig?
Meine zwei Cent: In Ihrer letzten Skizze wird die Energie vom Motor nicht an die Batterie zurückgegeben, sondern muss zwischen den beteiligten MOS abgefackelt werden. Dies kann SOA überschreiten, insbesondere weil bei "niedrigen" Spannungsabfällen (nur in Vorwärtsrichtung vorgespannte Dioden und rds (on)) Transienten ziemlich lange brauchen können, um zu löschen.

Antworten (1)

Dies trifft hier möglicherweise nicht zu, aber ich sehe oft eine Art Strombegrenzungswiderstände entlang der Source-to-Drain-Pfade in PWM-Schaltungen, aber nicht hier. Ja, es sind häufig niedrige Widerstandswerte, aber sie scheinen in dieser Anwendung benötigt zu werden. Auch hier könnten sie gebraucht werden.

Kann die Halbbrückenstrombegrenzung in BLDC-Motorsteuerungen zur Zerstörung von MOSFETs führen?
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