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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Freilaufdioden bei Brushless-Motoren?


Autor: Maxim (Gast)
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Braucht man für BLDC Freilaufdioden, wenn man die Spulen mit FETs 
betreibt? Oder reicht die Diode im FET?

Autor: Harry Up (harryup)
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hi,
bei mir reicht die Diode im FET, verwende IRF5305 und LRLZ34N.
grüssens, harry

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Wenn die Totzeit ausreichend kurz ist, reichen die interne Dioden. Ich 
hatte damit auch noch nie Probleme.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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hallo,
ich hab mich da mal eines besseren belehren lassen,
man nimmt immer eine freilauf diode (was schnelles wie schottky) beim 
schalten von induktiven lasten!
die diode in einem fet ist herstellungsbedingt da. also nur 
eingezeichnet, der vollständigkeit halber...
z.b. die application note von atmel, wie man einene sensorlose 3 phasen 
brushless motor steuerung baut, hat auch pro wicklung ne extra diode 
drin...

grüße daniel

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Autor: I_ H. (i_h)
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Oft finden sich im Datenblatt zum FET auch Angaben zur Diode die reverse 
recovery, max current usw. Die kann man also schon gezielt benutzen.

Autor: Maxim (Gast)
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Danke. Wie wertet man das BEMF-Signal aus? Es ist ja mehr oder weniger 
ein Dreiecksignal. Kann mir das jemand in einzelnen Schritten erklären? 
Z.B. so:

1) Spule A wurd bestromt
2) Indizuerte Spannung an Spule B wird gemessen ...

Mein Motor (HDD) hat einen common und drei Leitungen für die Spulen 
(also Stern). D.h. ich kann am common z.B. immer GND lassen und nur 
jeweils die Spulenleitungen mit FETs schalten?

Autor: Daniel R. (zerrome)
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@  I_ H.

freilauf dioden müssen parallel zur induktiven last liegen, sonnst 
bringen die nix... aber der fet liegt in serie zur last...

@ Maxim

in der appnote steht eigentlich alles...

musst nur bischen abändern auf den stern

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Daniel Platte wrote:
> @  I_ H.
>
> freilauf dioden müssen parallel zur induktiven last liegen, sonnst
> bringen die nix... aber der fet liegt in serie zur last...
Nö, die Freilaufdioden liegen schon ganz richtig. Hast doch selber auf 
Seite 6 in der Appnote hingewiesen. Da sind die Freilaufdioden genau so 
eingezeichnet, wie sie sein müssen: parallel zu den Schaltern, für jede 
Phase eine zur positiven und eine zur negativen Versorgungsspannung, 
jeweils in Sperrichtung.

Es gibt auch MOSFETs, die "richtige" Freilaufdioden (d.h. schnelle) 
bereits integriert haben. Ist aber am ehesten im Bereich höherer 
Leistungen üblich.

> @ Maxim
>
> in der appnote steht eigentlich alles...
Eben...

Autor: Einhart (Gast)
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Die richtigen externen Diode verbessern den Wirkungsgrad ein wenig.

Autor: Maxim (Gast)
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Die BEMF-Auswertung aus dem Datenblatt kann ich nicht übernehmen, da die 
den Motor bipolar ansteuern. Seine Stern-Anordnung wird aber unipolar 
angesteuert. Daher muss auch der Nullpunkt irgendwie anders erkannt 
werden. Aber wie?
Ich vermute, dass wenn man an der nächsten Spule in Drehrichtung von der 
gerade bestromten die induzierte Spannung misst, dass genau die 
Spannungsspitze signalisiert, dass die Spule gerade am Magnet ist. D.h. 
sie hätte schon früher bestromt werden müssen und genau an der 
ermittelten Stelle (Spannungsspitze) hätte die Spule abgeschaltet werden 
müssen. Verstehe ich das richtig?

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Du kannst deinen Motor aber auch Bipolar ansteuern, musst dazu nur den 
Common offen lassen.
Hast dann auch gleich einen Sternpunkt für die Messungen.

Wenn du bei Google nichts zur BEMF in deinem Fall findest kannst du auch 
einfach den Motor im Leerlauf mit einer festen Frequenz kommutieren und 
dir am Oszi die BEMF anschauen. Dann siehst du ja das was du wissen 
willst.

Autor: Maxim (Gast)
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Ok. Bipolare Ansteuerung hätte mehr Drehmoment zur Folge, stimmt's?

Habe jetzt eine kleine Schaltung entworfen, allerdings für eine 
unipolare Ansteuerug (hab die vorhergehende Nachricht noch nicht gelesen 
gehabt).
Müsste so doch gehen, oder?

BUZ11 ist n-Kanal und BC549C npn

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Ja müsste so gehen.

Edit: Ja bipolar hätte mehr Schritte und daher mehr Drehmoment.

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Ne moment, hast du wirklich 12 Volt am Common und schaltest gegen GND?
Eher umgekehrt oder?

Edit: Freilaufdioden müssen in diesem Fall parallel zur Wicklung. Die 
Diode im Mosfet nutzt dir mit der Technik nichts.

Autor: Pieter (Gast)
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moin moin,

in "meiner" Ansteuerung werkelt ein Si9979 mit 3 Si9945 ohne extra 
Dioden.
Ist halt auch nur ein 20W Motor.

Mit Gruß
Pieter

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Pieter wrote:
> in "meiner" Ansteuerung werkelt ein Si9979 mit 3 Si9945 ohne extra
> Dioden.

Unipolar?
Schonmal mit einem Oszi die Peaks betrachtet?

Mal im Anhang ein kleines Bild dazu.

Autor: Maxim (Gast)
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Also bipolar wird's Nichts, weil ich zu wenige FETs habe. Ich bin aber 
schon froh, wenn der Motor anläuft.

Die Schaltung habe ich überarbeitet. Damit die Spulen beim Reset des uC 
nicht unter Strom stehen, habe ich die Basis des BC549 durch den 10k auf 
+5V gelegt, sodass der FET nun bei einer logischen Null durchsteuert.

Autor: Maxim (Gast)
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Hier der Schaltplan.

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Wenn du einen P-Kanal FET hättest wär die Schaltung so in Ordnung.
Der N-Kanal braucht aber zwischen Gate und Source seine Steuerspannung.

Das ganze würde so ablaufen:

µC zieht Basis auf low
-> transistor sperrt, gate wird geladen, am source liegt noch GND an
-> gate läd, mosfet macht auf, spannung an spule steigt und damit auch 
die source spannung
-> Ugate - Usource ---> -7V

Weis nicht ob der FET das mitmacht, aber selbst wenn, dann ist das nicht 
das Verhalten was du dir wünscht.

Wenn du keine P-Kanal FETs hast dann wirst du vielleicht nicht um eine 
Bestellung herumkommen.


Alternativ kannst du auf den Sternpunkt 12V legen und die Mosfets gegen 
Masse schalten. Ist vielleicht etwas unkonventionell, zumindest sieht 
man es meistens andersrum.
(So wie du es in der ersten Zeichnung hattest. Aber denk an die Diode.)

Denke das geht genauso oder hat jemand einen Einwand?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Hier der Schaltplan.

Aber du weißt, dass das (so) nicht funktioniert...!?

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Achja, der µC sollte bei deiner Schaltung auf keinen Fall den Pin auf 
High treiben.
Wenn man aufpasst ist das kein Problem, aber bitte keinen Bug in die 
Software bauen :)
.

Autor: Maxim (Gast)
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Kann man eigentlich den L298 als H-Brücke nehmen?

Wenn ich den Motor bipolar betreibe, wo greife ich dann das BEMF-Signal 
ab? Also am Common klar, aber das andere Ende ist dann immer das der 
nicht bestromten Spule?

Kann man eigentlich eine Stern-Anordnung als Delta betreiben?

Autor: Marcus W. (blizzi)
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Maxim wrote:
> Kann man eigentlich den L298 als H-Brücke nehmen?

Damit kenn ich mich nicht aus.

> Wenn ich den Motor bipolar betreibe, wo greife ich dann das BEMF-Signal
> ab? Also am Common klar, aber das andere Ende ist dann immer das der
> nicht bestromten Spule?

Ja, siehe Appnote. Ist dort denke ich gut erklärt.

> Kann man eigentlich eine Stern-Anordnung als Delta betreiben?

Wie genau willst du es "als Delta betreiben"?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Maxim wrote:
> Kann man eigentlich den L298 als H-Brücke nehmen?
Der L298 ist eine doppel-H-Brücke...

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