Горят контроллеры полумостов и мостов (FAN7842, HIP4082, LM5100) !!!

[DEmonkrat]

Всем привет .
На работе поставили задачу: разработать мостовую схему управления коллекторным двигателем с ШИМ-регулированием. По сути задача очень похожа на управление мощным ИП, поэтому и написал в эту тему.
Т.к. раньше таких вещей не делал, то решил сначала просто поэкспериментировать: на контроллере HIP4082 сделал мост (транзисторы IRFP250N), нагрузку не подключал, просто хотел посмтреть, будет ли коммутироваться напряжение. Управляющие импульсы подавал с частотой примерно 1-2 Гц. Но контроллер сгорел почти сразу. Повторил со вторым - аналогично.
Далее было решено взять полумост (думал проще будет, но нет) на базе LM5100 (см. рис.1, мысленно подключив LM5100, только без внешнего диода (он там встроенный) и емкость С10 была 0,47мкФ). Включил, входы управления на ноль. Пока смотрел осциллограф (буквально 10 сек) источник питания перешел в режим отсечки из-за КЗ. Далее отпаивая все по порядку выяснилось, что просто подавая питание на контроллер приводит источник в режим ограничения (питание 15В, ограничение тока 0,3А).
Стал штурмовать форумы и нашел вот такую статью (https://habr.com/ru/post/256353/). Из нее почерпнул, что между затвором и истоком надо обязательно ставить резистор примерно 1К. Поставил (рис.2 ) попутно поменяв контроллер на FAN7842 (они дешевле и их много в чипдипе). Включил. При подаче сигнала на нижний транз все норм. При подаче на верхний почему-то источник опять переходил в режим отсечки (хотя по идее току далеко до тока ограничения источника), но он хотя бы успел поработать !!!! Т.е. резистор реально помогает. Сразу оговорюсь, что входные сигналы подавал "руками", т.е. дотрагивался проводочками до +5 или до 0. Через минут 10 таких экспериментов контроллер приказал долго жить.
Одна из мыслей была, что слишком большой ток затвора (контроллер тянет 0,35/0,65, а с 4 Омами в затворе получается больше). Поставил 27 Ом (рис.3). Пока не включал.
Народ, кто что может сказать ? Вроде схема то правильная, но не работает, как хотелось бы. Я уже совсем

[Yuri222]

ССылку на даташит примененного контроллера?
Dead time присутствует?
диод я бы ставил помощнее.
Ну и не всегда контроллер внутри настолько умный, что позволяет управлять собой руками, а не нормальной частотой с генератора - т.е. не все работоспособны при таком питании (с диодом) на низких частотах.
HIP4080 по идее должен работать хоть на постоянном токе (у него внутри накачка заряда)

A combination of bootstrap and charge-pumping techniques
is used to power the circuitry which drives the upper
MOSFETs of the H-Bridge. The bootstrap technique
supplies the high instantaneous current needed for turning
on the power devices, while the charge pump provides
enough current to maintain bias voltage on the upper driver
sections and MOSFETs

Но - не уверен, что с 1 кОм резисторами между затвором и истоком. Я бы поставил 10к - как во многих схемах. И то - накачка заряда не потянет даже 10к при работе на низких частотах или постояннном токе - она всего 30 мкА выдает, т.е. с этой микросхемой резисторы вредны.

Почитайте в даташите рекомендованные по использованию таких микросхем документы.
Там есть, например, такое:

The capacitor from VDD to COM
supports both the low-side driver and bootstrap recharge. A
value at least ten times higher than the bootstrap capacitor is
recommended.

[DEmonkrat]

Написал неправильно название контроллера !!! Он FAN7842
Datasheet: https://static.chipdip.ru/lib/318/DOC000318895.pdf
Dead time присутствует. Но даже в случае его отсутствия погорели бы силовые транзы, а не контроллер (по идее).

Ну и не всегда контроллер внутри настолько умный

- вот поэтому и хочу сейчас попробовать подать на него импульсы с генератора частотой примерно 2-5 Гц (с Dead time).

Но - не уверен, что с 1 кОм резисторами между затвором и истоком.

- без него вообще сразу горело. Может 5К поставить ?

HIP4080 по идее должен работать хоть на постоянном токе (у него внутри накачка заряда)

- к сожалению нет возможности ставить такие вещи - нет отечественных аналогов!!!! Мне же это потом воплощать надо на благо оборонки

LM5100 имеет прямой аналог, а FAN7842 просто его дешевый и доступный вариант. Поэтому на нем и пробую. Итоговая частота будет килогерцы, поэтому бутсрепного кондея должно хватать.

[Yuri222]

DEmonkrat, я уже понял про ошибку в названии микры. Дописал свой пост - может, не заметили.
ИМХО тестируйте на килогерцах, а не на герцах, хотя эта микра имеет внутри UVLO защиту в верхнем плече.
Я понял так - горит даже сама микра без внешних транзисторов?
Кондер по питанию поставьте электролит микрофарад на 10 + керамику 0,1-1 (т.е. если большой бустстепный - то и снизу керамику побольше).

Ну и почитайте рекомендованную литературу - там описываются интересные эффекты при работе на индуктивную нагрузку.

[DEmonkrat]

Почитайте в даташите рекомендованные по использованию таких микросхем документы.
Там есть, например, такое:
Цитата:
The capacitor from VDD to COM
supports both the low-side driver and bootstrap recharge. A
value at least ten times higher than the bootstrap capacitor is
recommended.

Спасибо, я на это не обратил внимания

Я понял так - горит даже сама микра без внешних транзисторов?

- совершенно верно

[Yuri222]

DEmonkrat, не должно так быть ИМХО при исправной микросхеме и практически при любых условиях при правильной обвязке.

[DEmonkrat]

не должно так быть ИМХО при исправной микросхеме и практически при любых условиях при правильной обвязке.

- да я понимаю. Изначально идея была подключить только общий в силовую цепь (чтобы конденсатор мог зарядиться) и посмотреть напряжения управления на транзисторах

при правильной обвязке.

Сейчас обвязка правильная ?
Из того, что я прочитал еще рекомендуется поставить резистор в цепь зарядки С10 (несколько 4-5 ом), что предотвратить перезаряд. Но это вроде актуально только при быстром выключении верхнего транзистора (из-за быстрого изменения тока и наличия паразитной индуктивности, ее ЭДС может привести к перезаряду С10 и выходу из строя верхнего управляющего каскада)

[Yuri222]

DEmonkrat, С12 - изменить, как я уже писал, С10 - ну хз, когда он зарядился - его такая большая емкость уже без разницы.
И что за тип конденсаторов? Учтите, что емкость керамики часто очень сильно уменьшается при приложенном напряжении.
Несколько Ом последовательно с диодом - не помешает.
Судя по структуре микросхемы - нет там внутри нее возможности сквозного замыкания, чтобы пошла перегрузка источника питания. Хотя все это - на одном куске кремния, хз что там за паразитные структуры имеются, способные защелкнуться и сжечь микросхему.
Еще вдобавок - что за монтаж, не на проводках ли длинных сделано...

[DEmonkrat]

Переделал схему в соответствии с рекомендациями и почерпнутой информацией(https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND9674-D.PDF). Получилось вот так . Включал без плюсового силового питания (только общие) и с частотой 200 Гц от генератора. Управляющие импульсы на затворах идеальны

Завтра попробую с полным питанием.
Yuri222, благодарю за поддержку. Завтра отпишусь как чего получилось

Еще вдобавок - что за монтаж, не на проводках ли длинных сделано...

- увы на них ((((
Конденсаторы - электролиты со старых ИП для компьютера.

С12 - изменить, как я уже писал

- блин, забыл его поменять !!! Поменяю завтра, благо есть на что

[mike-y-k]

DEmonkrat, а поставить ltspice и немного с ним потренироваться?
Позволяет разобраться с многими проблемами без производства реального волшебного дыма
Заодно в DS (возможно и в дополнительных документах производителя) внимательно посмотреть рекомендаци по топологии.