Moinsen Ich hab mein Magnetventil Injektor-Treiber soweit funktiontstüchtig gebaut. Zum Aufbau: Der µC (Teensy 4.1) gibt ein Steuersignal aus, das geht an einen Gate-Treiber für den MOSFET der die Injektor Leitung öffnet und schließt. Das Steuersignal ist ein 40kHz PWM Signal, mit dem Peak&Hold durchgeführt wird. Also erst 100% Duty zum Aufmachen des Ventils, anschließend wird mit 30% Duty das Ventil offen gehalten. Zum Strommessung verwende ich einen Hall-Sensor, der mir zeigen soll wann die Spule des Injektors in die Sättigung geht. Somit kann ich später mit dem µC genau steuern wie lang Peak&Hold laufen muss anstatt auf feste Werte zu setzen. Soweit so gut. Wenn man sich aber die Signale auf dem Oszi anschaut, erkennt man deutlich das jeder Schaltvorgang dicke Störungen auf dem Board verursacht. Nicht nur in der Nähe der eigentlichen Injektor-Rail sondern auch weiter weg an der 3.3V Steuerleitung. Wenn ich mit einer Oszi-Sonde 6cm vor dem Bord "rumfuchtel" sieht man das Störsignal immer noch. Für das analoge Strommessignal ist das natürlich besonders blöd, ließe sich zwar über den Pseudodifferentiellen Modus des MCP3208 filtern, aber das kanns ja auch nicht sein, denn alle anderen Leitungen (SPI & Co.) bekommen trotzdem den Müll ab. Das ganze ist bisher auf einer einfachen Lochraster-Platine aufgebaut., Ich würde gerne wissen wie das zustande kommt und was ich dagegen machen kann. Bauteile Sheets: * ACS712xLCTR-20A Hall Sensor https://www.allegromicro.com/~/media/files/datasheets/acs712-datasheet.ashx * UCC37324P Gate-Treiber http://www.ti.com/general/docs/suppproductinfo.tsp?distId=26&gotoUrl=http%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Fucc37324 * IPA045N10N3G MOSFET https://www.mouser.de/datasheet/2/196/Infineon-IPA045N10N3%20G-DS-v02_04-EN-93830.pdf * HTR30L100CT Freilaufdiode http://www.hygroup.com.tw/upfiles/ADUpload/all_/HTRx30L100CT.pdf * MCP3208 ADC http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/21298e.pdf
ESP4096 S. schrieb: > Ich würde gerne wissen wie das zustande kommt Die Masseführung (und augenscheinlich die gesamte Signalführung) ist schlecht. Miss mal mit dem Oszi "Masse gegen Masse", also mal quer über den Aufbau. Ich bin mir sicher, dass zwischen den beiden Massepunkten die Störung auch zu sehen ist. Lass doch mal deinen Aufbau sehen... > und was ich dagegen machen kann. Ein vernüntiges Layout mit stabiler Masse.
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Wo war denn die Oszi-Masse angeklemmt? Vermutlich sehr weit weg vom Signal... PS: Der Pegelwandler ist 4x identisch aufgebaut, aber eins der 3 Signale hat doch eine andere Flussrichtung.
Stefan P. schrieb: > PS: Der Pegelwandler ist 4x identisch aufgebaut, aber eins der 3 Signale > hat doch eine andere Flussrichtung. Halb so wild, das ist der billige bidirektionale Levelshifter mit flachen steigenden Flanken dank der hochohmigen Pullups. Im Grund braucht man aber diese Murksschaltung nicht, denn der MCP3208 kann auch mit 3,3V betrieben werden...
ESP4096 S. schrieb: > Das ganze ist bisher auf einer einfachen Lochraster-Platine aufgebaut, ist das denn auch mal in einem Gehäuse, oder misst Du nur an der "nackten" Platine? Wenn Die Masseführung auch mit einem Gehäuse viel besser verteilt werden kann, könnten sich die Störungen bessern bis ganz verschwinden.
Ich bekomme solche Messergebnisse häufig, wenn ich am Tastkopf das kurze Kabel mit der Krodilklemme verwende. Mit einer Massefeder sieht es gleich viel schöner aus.
Stefan P. schrieb: > Wo war denn die Oszi-Masse angeklemmt? Vermutlich sehr weit weg vom > Signal... Da beide Störsignale in Frequenz und Amplitude so genau übereinstimmen, nehme ich auch an, dass die "Störungen" nicht mit dem Tastkopf selbst sondern mit der Oszi-Masse "aufgenommen" wurden. Bei sauberer Messmasse bekommt man bei verschiedenen Signalen nie solch eine "perfekte" Übereinstimmung.
Strom hin und zurück gut genug parallel zu führen auf Lochraster ist sportlich. Jede schleife sendet. Ist aber zu schaffen.
Lothar M. schrieb: > Die Masseführung (und augenscheinlich die gesamte Signalführung) ist > schlecht. Gut, das ist sehr gut möglich. Für den Aufbau habe ich frei nach Schnauze die Schaltung aufgebaut, anstatt vorher mit KiCad ordentlich zu planen. Siehe Anhang. Wie ich das gut Aufbauen muss weis ich noch nicht so richtig. Lothar M. schrieb: > Ich bin mir sicher, dass zwischen den beiden Massepunkten > die Störung auch zu sehen ist. Jap, sieht sogar schlimmer aus (Messpunkte Bild: Oben links unten rechts) :( ●DesIntegrator ●. schrieb: > ist das denn auch mal in einem Gehäuse, > oder misst Du nur an der "nackten" Platine? Nackte Platine, Gehäuse habe ich noch nicht. Stefan P. schrieb: > Wo war denn die Oszi-Masse angeklemmt? Vermutlich sehr weit weg vom > Signal... Sehr nah. Gelb: Output vom Hall und GND vom Hall. Blau: Output vom Teensy und GND vom Teensy Günni schrieb: > Da beide Störsignale in Frequenz und Amplitude so genau übereinstimmen, > nehme ich auch an, dass die "Störungen" nicht mit dem Tastkopf selbst > sondern mit der Oszi-Masse "aufgenommen" wurden. Wie kann ich das verhindern? Danke für die bisherigen Antworten :) PS: Die drei gebogenen Linien sind gesteckte Jumperkabel + Sockel, da ich so durch Umstecken mit Hall Strom testweise High- und Lowside messen kann.
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ESP4096 S. schrieb: > Somit kann ich > später mit dem µC genau steuern wie lang Peak&Hold laufen muss anstatt > auf feste Werte zu setzen. Hallo, was ist das denn für ein Injektor? Diesel / Benzin Port Fuel Injector / Direct Injector. Peak&Hold kenne ich nur von Direkteinspritzungen. Aber dort wird in der Regel mit geboosterter Spannung (> 45V) und Schnelllöschung gearbeitet außerdem wird der Strom in der Pull in und Haltephase geregelt (Hystereseregelung) und nicht nur gemessen. (Dafür ist die Endstufe etwas zu einfach gestrickt). https://www.nxp.com/products/power-management/motor-and-solenoid-drivers/powertrain-and-engine-control/programmable-solenoid-controller-gate-driver:PT2000 Auch bei PFI wird Schnellöschung (mit 50-70V) durchgeführt. Da ist eine Freilaufdiode eher kontraproduktiv. Gruß Anja
Anja schrieb: > was ist das denn für ein Injektor? Hi Anja, das ist ein Common Rail Injector. Die 24 Volt sind nicht dazu gedacht um damit realistisch einen Motor zu betreiben sondern nur um zu Testen ob sich alles so verhält wie gedacht. Ziel ist innerhalb von 100us sicher zu öffnen, mit 24V komme ich da nicht weit. Anja schrieb: > Aber dort wird in der > Regel mit geboosterter Spannung (> 45V) und Schnelllöschung gearbeitet > außerdem wird der Strom in der Pull in und Haltephase geregelt > (Hystereseregelung) und nicht nur gemessen. (Dafür ist die Endstufe > etwas zu einfach gestrickt). Ja, mir ist klar das das etwas einfach ist, aber man muss ja klein anfangen. Mit 48V funktioniert es am Teststand schon ganz gut :) Rückspeisung und zwei Wege um einmal schnell und einmal langsam zu entladen sind definitiv Sachen die ich machen werde, aber erst später. Eine Lösung wie ein P2000 ist mir noch eine Nummer zu groß, vielleicht kaufe ich mir mal ein Eval-Board. Ich gehe davon aus du hast mit der Toolchain schon gearbeitet? Was erwartet mich da? Anja schrieb: > Auch bei PFI wird Schnellöschung (mit 50-70V) durchgeführt. Da ist eine > Freilaufdiode eher kontraproduktiv. Wie muss ich das verstehen? Die Freilaufdiode soll meinen FET vor dem abfackeln schützen. Wenn ich die nicht habe muss ich den für die 10 Fache Spannung auslegen...
ESP4096 S. schrieb: >> Auch bei PFI wird Schnellöschung (mit 50-70V) durchgeführt. Da ist eine >> Freilaufdiode eher kontraproduktiv. > > Wie muss ich das verstehen? Die Freilaufdiode soll meinen FET vor dem > abfackeln schützen. Wenn ich die nicht habe muss ich den für die 10 > Fache Spannung auslegen... Ja, der FET muss für eine deutlich höhere Spannung ausgelegt werden. Denn Du willst ja gerade daß die Spannung hochläuft um dadurch die Energie aus dem Magnetfeld der Spule schnell abzubauen. Über eine Zenerdiode in Reihe zur Freilaufdiode kannst Du dann festlegen wie weit die Spannung hochlaufen darf. Zwischen der Zenerspannung und der maximalen Drain-Source-Spannung des FETs sollte noch genug Sicherheitsabstand bleiben.
ESP4096 S. schrieb: > Wie muss ich das verstehen? Die Freilaufdiode soll meinen FET vor dem > abfackeln schützen. Wenn ich die nicht habe muss ich den für die 10 > Fache Spannung auslegen... Es gibt (für PFI) spezielle Endstufen / FETs die einen definierten Durchbruch bei 50-70 V haben. Gerd E. schrieb: > Über eine Zenerdiode in Reihe zur Freilaufdiode kannst Du dann festlegen > wie weit die Spannung hochlaufen darf. In der Praxis werden für PFI FETs/Endstufen verwendet die eine Z-Diode zwischen Drain und Gate haben. -> oberhalb der Z-Spannung bleibt der FET geöffnet bis die Energie abgebaut ist. Damit hat man nur ein Bauteil das gekühlt werden muß. Für 70 V siehe z.B. https://www.st.com/en/automotive-analog-and-power/vnp5n07.html Für 50V z.B. TLE6232 ESP4096 S. schrieb: > Eine Lösung wie ein P2000 ist mir noch eine Nummer zu groß, Das ist keine Entwicklung für einen Einzelnen. Der P2000 muß (in speziellem) Assembler für jede einzelne Flanke am Ausgang programmiert werden. Das Programm wird über SPI samt Stromparametern in den ASIC geladen. Innen sind neben den Sequenzern nur so Dinge wie programmierbare Strommeßverstärker, Komparatoren für Stromschwellen, Ladungspumpen für die High-Side FETs und FET-Treiber die den Systemaufwand klein halten. Über die Start und Flag Eingänge werden dann vom Host-Prozessor die Endstufen Eingeschaltet bzw. die interne State-Machine (Haltephase) weitergeschaltet. Was aber aus dem (vereinfachten) Prinzipschaltbild hervorgeht ist wie man den Injektor ansteuern muß um verschiedene Betriebsarten zu erzeugen: Eingeschaltet wird auf der Low-Side. Die Highside taktet um den Strom zu regeln (normaler Freilauf wenn der Low-Side FET aktiv ist). Üblich sind 2 High-Side FETs: einer für die Booster Spannung und einer für die Batteriespannung (über eine Diode Entkoppelt). Wenn zusätzlich die low-Side öffnet hat man eine Schnelllöschung mit Rückspeisung in den Boosterkreis. (über beide Dioden). ESP4096 S. schrieb: > Ziel ist innerhalb von 100us sicher zu öffnen, mit 24V komme ich da > nicht weit. Öffnen tun die CR-Injektoren die ich kenne auch mit 12-24V. Aber halt nicht in 100us sondern nur sehr langsam und undefiniert. Für 100us braucht man mehr Spannung. Und der 20A Sensor hat vermutlich keine Reserven mehr für Kurzschlußerkennung. Gruß Anja
ESP4096 S. schrieb: > Ich würde gerne wissen wie das zustande kommt und was ich dagegen machen > kann. Layout wurde schon genannt. Da der Strom ohnehin langsam über die Injektor Induktivität ansteigt, solltest Du den Fet langsamer machen. (Gate Widerstand) Sonst treibst Du nur massiv die parasitären Kapazitäten, was zu den Schwingungserscheinungen führt. Abschalten soll schnell gehen, also Gate Widerstand mit Diode überbrücken mit Kathode zum Treiber. PRLHI mit LC gegen den Rest der Schaltung blocken, damit sich die Störungen nicht ausbreiten. RC Glied über Fet. Fang mal mit 470pf + 4R7 an und seh Dir an wohin dann die Reise geht.
Kurze, dicke Leitungen zum Leistungsteil und das mal absetzen von Teensy. Dafür sorgen, das der Injektorstrom nicht quer über die ganze Platine geführt wird, vor allem die Masse. Nicht umsonst sind in Motorsteuergeräten die Endstufen entfernt vom Rechner und mit massiven Kupferbahnen zur Masse verbunden. Die Drain wird auch an der Kühlfahne des TO220 liegen, da den Injektor ran.
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Anja schrieb: > Eingeschaltet wird auf der Low-Side. Die Highside taktet um den Strom zu > regeln (normaler Freilauf wenn der Low-Side FET aktiv ist). Üblich sind > 2 High-Side FETs: einer für die Booster Spannung und einer für die > Batteriespannung (über eine Diode Entkoppelt). Wenn zusätzlich die > low-Side öffnet hat man eine Schnelllöschung mit Rückspeisung in den > Boosterkreis. (über beide Dioden). So ähnlich habe ich es schon in einem Paper (Anhang: lsi4) gesehen, in dem 2 verschiedene Freilaufdioden benutzt werden, einmal zum langsamen (Stage B) und schnellem abbauen (Stage C). Was ich jedoch noch nicht so ganz beim Prinzip verstehe, ist warum man als zweite Versorgung die Batteriespannung benutzt? Alle Beispiele die mir bisher so unter die Nase gekommen sind haben eine Leitung mit 48 - 80V benutzt und diese dann entsprechend geschaltet damit man im Hold bei 5 bis 8A rumdümpelt. Danke für deinen ganzen Input! Du scheinst ja in dem Thema ganz gut drin zu sein :) Matthias S. schrieb: > Kurze, dicke Leitungen zum Leistungsteil und das mal absetzen von > Teensy. Dafür sorgen, das der Injektorstrom nicht quer über die ganze > Platine geführt wird, vor allem die Masse. Nicht umsonst sind in > Motorsteuergeräten die Endstufen entfernt vom Rechner und mit massiven > Kupferbahnen zur Masse verbunden. > Die Drain wird auch an der Kühlfahne des TO220 liegen, da den Injektor > ran. Danke, wird beim nächsten Aufbau so umgesetzt. Prokrastinator schrieb: > Da der Strom ohnehin langsam über die Injektor Induktivität ansteigt, > solltest Du den Fet langsamer machen. (Gate Widerstand) > Sonst treibst Du nur massiv die parasitären Kapazitäten, was zu den > Schwingungserscheinungen führt. > Abschalten soll schnell gehen, also Gate Widerstand mit Diode > überbrücken mit Kathode zum Treiber. Ich bin ja der Meinung das ich keinen langsamen Fet haben will. Der soll ja 40kHz bitte entsprechen schnell auf und zu gehen damit ich den Haltestrom unter Kontrolle habe. Korrigiere mich wenn ich falsch liege. Ich plane das dennoch fürs nächste Bord mal mit ein. Ref: Study on Effects of Common Rail Injector Drive Circuitry with Different Freewheeling Circuits on Control Performance and Cycle-by-Cycle Variations https://www.researchgate.net/publication/331068372_Study_on_Effects_of_Common_Rail_Injector_Drive_Circuitry_with_Different_Freewheeling_Circuits_on_Control_Performance_and_Cycle-by-Cycle_Variations
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Hallo, ESP4096 S. schrieb: > Was ich jedoch noch nicht so ganz beim Prinzip verstehe, ist warum man > als zweite Versorgung die Batteriespannung benutzt? Hast Du mal ausgerechnet welche Leistung dein DC/DC-Wandler bei der Maximal-Drehzahl und der maximalen Anzahl von Einspritzungen/TDC liefern muß. (Vor + Haupt + Nacheinspritzungen?) Und wieviel man einsparen kann wenn man nur die erste Flanke aus dem Boosterkreis bedient. Das ganze hängt natürlich auch davon ab wie niederohmig der Injektor im Verhältnis Versorgungsspannung zu Pull-In Strom und Haltestrom ist. ESP4096 S. schrieb: > damit man im Hold bei > 5 bis 8A rumdümpelt. Ist das ein etwas größerer Motor und 24V Bordnetz? Gruß Anja
Anja schrieb: > Hast Du mal ausgerechnet welche Leistung dein DC/DC-Wandler bei der > Maximal-Drehzahl und der maximalen Anzahl von Einspritzungen/TDC liefern > muß. Jo im Worst Case ~760W bei einem V16 und unrealistischen 2400RPM wenn ich alles über den Step-Up laufen lasse. Es geht also darum den Wandler zu entlasten, okay danke. Anja schrieb: > (Vor + Haupt + Nacheinspritzungen?) Ich Tanze schon Kreise um den Motor wenn ich erstmal mit einer einfachen Einspritzung ein paar Umdrehungen mache :) Anja schrieb: > niederohmig der Injektor Die haben zwischen 0.4 bis 0.8 Ohm Anja schrieb: > Ist das ein etwas größerer Motor und 24V Bordnetz? Ja 24V und es handelt sich um Schiffsmotoren von 300 - 1400PS. Von Reihen-6 bis V16 ist alles zum Probieren dabei.
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Hmm, und du bist Dir sicher daß Du alles selbst entwickeln willst (oder ist die Stückzahl entsprechend hoch daß es sich lohnt). https://ssdiesel.com/product/bosch-motorsport-ms25-sport-standalone-ecu/ Gruß Anja
Das erinnert mich an die Anekdote die der Händler meines Motorrades erzählte. Als Einspritzung Pflicht wurde, hat der Hersteller versäumt, die Stromversorgung entsprechend aufzubohren. Ergebnis: Bei den ersten verkauften Maschinen wurde die Batterie während der Fahrt entleert und danach brannten einige Lichtmaschinen durch. Am Ende musste sogar das Motorgehäuse (für die nun doppelt so starke Lichtmaschine) umgestaltet werden.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Motorrad Schöne Maschine. Wer heute ein klassisches Motorrad sucht, fast baugleich zu einem 1950er-Modell und ohne schicki-micki, der holt sich eine Enfield. Wobei ich die Continental GT 535 bevorzugen würde. (Sorry für off-topic).
Anja schrieb: > Hmm, > > und du bist Dir sicher daß Du alles selbst entwickeln willst (oder ist > die Stückzahl entsprechend hoch daß es sich lohnt). Langfristig lohnt sich das. Bisher setzen wir auf fix&fertig Systeme.
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So, die Hinweise haben auf jeden Fall funktioniert, siehe vorher nachher Bild. (Im Nachher habe ich allerdings 38V statt 24V auf der PRI_HI Leitung gehabt) Es ist zwar immer noch ein bisschen was eingestreut, aber ich denke damit kann man leben. Vielen Dank für die ganzen Tipps!
ESP4096 S. schrieb: > Vielen Dank für die ganzen Tipps! Und, welcher Tipp hat denn nun zum gewünschten Ergebnis geführt?
●DesIntegrator ●. schrieb: > Und, welcher Tipp hat denn nun zum gewünschten Ergebnis geführt? Folgendes: Matthias S. schrieb: > Kurze, dicke Leitungen zum Leistungsteil und das mal absetzen von > Teensy Matthias S. schrieb: > Motorsteuergeräten die Endstufen entfernt vom Rechner und mit massiven > Kupferbahnen zur Masse verbunden. Die Bahnen sind jetzt dick möglischst kurz und weit weg von dem ADC. Der µC Sitzt auf einer anderen Platine und das SPI und die Steuerleitung sind über ein 5cm Kabel verbunden. Prokrastinator schrieb: > Da der Strom ohnehin langsam über die Injektor Induktivität ansteigt, > solltest Du den Fet langsamer machen. (Gate Widerstand) > Sonst treibst Du nur massiv die parasitären Kapazitäten, was zu den > Schwingungserscheinungen führt. > Abschalten soll schnell gehen, also Gate Widerstand mit Diode > überbrücken mit Kathode zum Treiber. Hab ich zwar gemacht, aber sehe nicht viel Unterschied wenn ich die Vorschaltung zum FET weglasse. Zusätzlich hab ich noch eine Zener mit 75V parallel zum FET geschaltet damit die mir sicher alle Spitzen abrasiert (Durchbruch beim FET sind 100V) Der R2,4 Ohm wird gut heiß aber brauche ich damit der Abbau noch gerade so schnell geht das das Schließen zügig passiert. Jetzt wird damit erstmal getestet. In der Nächsten Version werden dann die Hinweise von Anja mit "Battery-Hold" und Schnelllöschung mit Rückspeisung in den Boosterkreis realisiert.
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Hihi, Pertinax und Lochraster im Motorrad, das machst du hoffentlich mal schön mit Layout und Platine. Dir fallen sonst die Bauteile so nach und nach runter.
Na klar, das geht direkt so in den Verkauf und wird nackt mit Gaffa an den Motor geklebt ;) Das sind Protoboards. Die richtigen PCBs werden nachher beim Chinamann des Vertrauens bestellt.
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