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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motortreiber


Autor: Jörg (Gast)
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Hallo zusammen.
Ich habe folgendes vor: Also ich habe die PWM Einheit meines mega8 so
weit im Griff, ne LED leuchtet auch wie sie soll unterschiedlich hell.
Nun möchte ich einen DC Motor antreiben, und das ganze über nen n-
Kanal Mosfet. Nun die Frage: Wie sieht die Treiberstufe aus, dass der
Mosfet auch schnell genug schaltet um die PWM Frequenz zu schaffen. Ich
habe die Schaltung (Anhang) gefunden, weiß jemand ob das funktioniert?
Und wenn ja was kann ich da für ne Z- Diode einbauen?

Wäre für jede Hilfe dankbar.

Gruß Jörg

Autor: ingo (Gast)
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Das kann man sicher so machen, aber ich würde MOSFET-Treiber
einsetzen!!
z.B TC4425  26  27 die gibts bei Nessel zum kleinen Tarif. Ist
absolut sicher und spart Pöatz auf der Platine.

GRUSS
INGO

Autor: Gerd T. (Gast)
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Hi,

ich hab auch mal ein Projekt bearbeitet bei dem ich einen DC Motor mit
der PWM eines Mega163 angesteuert hab.
Damals hab ich den L298 als Treiber eingesetzt.

mfg
GT

Autor: Jörg (Gast)
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Hallo Ihr zwei!

Eine Frage zu den Treibern die Ihr vorschlagt.
Sind das nun fertige Treiber an die ich den Motor direkt dranhäng, oder
sind das Treiber 'für' Mosfets?

Danke
Jörg

Autor: Gerd T. (Gast)
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Der L298 ist ein fertiger Motortreiber, du hängst die PWM direkt an die
IN Pins.

In dem Treiber sind eigentlich zwei Motortreiber enthalten, wenn du nur
einen brauchst sind In1 und In2 für dich wichtig. In1 für Rechtlauf und
In2 für Linkslauf.

mfg
GT

Autor: Fabian Braun (Gast)
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Hallo Jörg

falls du noch L298 benötigs:
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-3-80303.html

gruss fab

Autor: Henning (Gast)
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die mosfet treiber zB max626 (smd; reichelt) sind treiber, die das gate
am Mosfet laden, um den mosfet möglichst schnell zu schalten. soll auch
spezielle mosfet´s geben, die das intern haben.

Autor: ingo (Gast)
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TC4425  26  27 sind Treiber für MOSFET Transistoren. Sie haben den
Vorteil, das die Endstufen mit der vollen Betriebsspannung bedient
werden während am Eingang eine TTL Spannug reicht.

GRUSS
INGO

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

wieviel Strom zieht der Motor denn? Was für einen FET verwnedest du?
Welche PWM-Frequenz? Von diesen Parametern hängt ab ob du einen
MOSFET-Treiber brauchst oder das Gate direkt (oder sogar über einen
kleinen Widerstand) an den AVR hängen kannst. Also mehr Infos bitte.

Matthias

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Hallo Jörg,
eben, eben, was Matthias sagt.
33-47 Ohm könnten in den meisten Fällen schon reichen.
Auch Gruß
Axel

Autor: Fabian Braun (Gast)
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Mal so eine Frage:

Wies hängt ihr das Gate in serie zu einem Widerstand auf den
AVR-Ausgang und nicht direkt?!? Der Widerstand und Cgs (parasitäre
Kapazität zwischen Gate und Source) stellen ja ein RC Glied dar,
welches die Einschaltzeit nur verzögert oder liege ich da falsch?!?

Gruss Fab

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Hi Fabian,
jahaa, die Widerstände sollen die entstehenden Schwingnungen, welche
wegen genannter Gatekapazität und zuleitungsinduktivität(Leiterzug)
entstehen, dämfen (mit 'p'?)dämpfen.

Vile Grüße
AxelR.

Autor: Fabian Braun (Gast)
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aha! so läuft der hase :-) danke schön für die erklärung
jaja dämpfen so schreibt man das wort ;-)

gut nacht

fab

Autor: Jörg (Gast)
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Hallo zusammen!
ALso ich habe hier ein paar BUZ 71 Mosfets rumliegen und wollte die mal
verwenden. Der Motor ist ein maxon Glockenanker, werde so bis ca. 1 A
belasten.Also die Frequenz (pwm über timer)liegt bei 1
mhz(Prozessortakt), wenn das die Frequenz ist die ihr meint...
Wär super wenn ihr mir ein paar Tips geben könntet, vielleicht auch wie
man rechnerisch abschätzt was man wann wie warum verwenden kann oder
auch nicht (Wiederstand ja/nein etc.)

Danke euch
Jörg

Autor: Jörg (Gast)
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hmmm,also wenn ich mir das recht überlege dann wollt ihr wahrscheinlich
doch nicht den Prozessortakt, sonder dann eben eher die 1 Mhz mit 8 Bit
pwm = ca. 3,7 khz...oder? Na ja, ich hoffs halt mal.

Gruß
Jörg

Autor: Henning (Gast)
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stimmt, der wert ist interessanter aber 1MHz / 256 Werte sind 3,9kHz

tja, auf die abschätzung mit ohne widerstand bin ich auch gespannt, und
kann somit nix dazu sagen :)

was hast du denn für einen avr? Tiny11?

Autor: Jörg (Gast)
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Hallo!

Jupp hast recht, 3,9 triffts besser...
Also ich habe nen Mega8, läuft mit internem Takt im Moment.

Warten wir mal ob uns irgend ein Elektronik Spezialist weiterhelfen
kann...

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Hallo Jörg,
im DAtenblatt werden alle Parameter mit U_gs = 10Volt angegeben.
So direkt an den Atmel wird dann wohl nichts, würde der theoretiker
sagen. Sollte aber trotzdem Funktionieren. Haste nicht einen "LL" Typ
als Mosfet? Die schalten schon eher, wenns du den AVR mit 5 Volt
betreibst, könnte es gerade so gehen, wird aber warm werrden, 0.1 OHM
ist ja eh nicht gerade mehr Weltniveau. Aber wenn du sie rumliegen
hast, kaputt geht jedenfalls nichts. Kannst ja zweie parallel schalten.
Bestell Dir doch bei Reichelt oder C*** einen aktuellen MOSFET.
Ich habe, ganz erlich, noch keine Erfahrungen mit
MOSFET-Treiberschaltkreisen. Ich habe einige publikationen älteren
Datums über Fahrregler usw. Da nehmen die CMOS 40160 als Puffer
(Hex-Buffer mit Schnmitttrigger). Sonst nehm ich halt gleich die
richtigen MosFets.N-Kanal z.B: IRLR2905 gehen richtig super, die habe
ich über 33 Ohm am AVR direkt drann an einer Lithium-Polymerzelle. Die
Dinger machen 40Amps und werden im kleinen Dpak SMD Gehäuse geliefert.

Autor: Jörg (Gast)
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Hallo, danke für die Tips.
Muss nur nochmal nachfragen: Also du hängst die IRLR2905 Mosfets direkt
über nen widerstand an den AVR, richtig? Aber was hat es mit der
Lithium Polymerzelle auf sich?

Und ncoch was: Du schreibst 2 Mosfets (von meinen)parallel schalten,
das es nicht so warm wird, hab ich das richtig verstanden? Wieso das?

Also ich schätze ich werde mir einfach die passenden Transistoren
bestellen bevor ich mir hier einen abbreche...Ich glaube das ist auch
die billigste Methode, hab grad mal bei Reichelt geschaut, kostet einer
(IRLR2905)nur 78ct.

Gruß
Jörg

Autor: Henning (Gast)
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da kann ich als alternative auf den IRL3803 verweisen, der kann 140A,
wenn ich das richtig sehe

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irl3803.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlr2905.pdf

wo finde ich die parasitären kapazitäten? damit ich in zukunft auch
sebst vergleichen kann? sind das Ciss?!

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Lithium Polymerzelle : nur so als anhaltspunkt, 4 VOlt, wennse voll ist
und 3,6-3,2 wenn zuende geht. schalteste zewei  Transistoren parallel
wernse nich so warm, weil sich die VerlustLeistung vetrteilt.
lässt du 10 ampere durch 0,1 Ohm fliessen, fällt 'ne Spannung ab, die
mal deinem Strom ist die Verlustleistung. haste zweie
MOSFET'sparallel, fliesst nur noch die hälfte des Stroms durch einen,
somit fällt auch nur die halbe spannung ab, ergo die Verlustleistung
beträgt nur noch ein Viertel. (Glaube ich zumindest)

Axel

Autor: Jörg (Gast)
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140 A finde ich für meine Anwendungen etwas übertrieben ;-) Trotzdem
danke für den Tipp!
wegen den parasitären kapazitäten darfst mich nicht fragen!

Gruß
Jörg

Autor: Axel Rühl (Gast)
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<Zitat>
da kann ich als alternative auf den IRL3803 verweisen, der kann 140A,
wenn ich das richtig sehe
</Zitat>
Klasse Teil, gibts aber nur in der TO220 Bf., oder?
Wer hat den, Reichelt?
MOSFET's ab 1.8Volt UGS in SOT23 mit über 4Ampere staun
hab's selbst nicht glauben wollen! der P-Kanal macht 2 Ampere, der
N-Kanal (Fast) 4 Ampere, klickst Du hier.
http://people.freenet.de/Yetirobot/Image1.jpg
habe ich ja schon mal mit angegeben...
Schönes Wochendende
Axel

Autor: Jörg (Gast)
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Ach so!
Ich dachte mein AVR wird warm wegen der Gate Kapazität, da hab ich mal
wieder was verwurschtelt...
Aber wo hängst du die denn jetzt hin die Batterie? als avr versorgung
oder wie? Oder versteh ich hier was gänzlich falsch?

Wie ist das denn eigentlich mit dem entladen der Gate Kapazität, das
funktioniert schnell genug für pwm anwendungen wenn man das einfach
über nen widerstand an den avr hängt? Ich dachte imer da müsste ma
nirgend was vorsehen dass etwas nachhilft, sprich gegen Masse schaltet.
Ist das nicht so?

Autor: Henning (Gast)
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@Axel
ja, ich denke das der nur im TO220 verfügbar ist.

Was ist das für eine Schaltung auf dem Foto? und wie hast du den chip
gelötet?

kann man MosFets einfach ohne Widerstand paralellschalten?
normalerweise hat doch jeder Mosfet einen eigenen gatewiderstand.

@Jörg
doch der AVR kann wegen den Gate Kapazitäten warm werden, denn um den
fet durchzusteuern müssen die erst umgeladen werden. das gibt am anfang
erstmal nen "hohen" strom, die evtl. einen AVR-Pin überlasten können.
dachte eigentlich dafür sei der Gatewiderstand.

Autor: Henning (Gast)
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achja: den dicken Fet gibt´s bei rechelt. für 2euro nochwas.

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Hi Leutz,
die Gatekapazität liegt beim BUZ71 bei 760pF. Bei 3.7Khz beträgt der
Wechselstromwiderstand 1/(2 x Pi x f x C) also 1/ (6.28x 3400x
760E-12)=61.6KOhm. (rein Theoretisch)
Allerdings stimmt das schon, im Umlademoment fliesst Strom, klar, muss
ja. Nu weiss ich auch nicht genau, wofür der Widerstand nu iss gg.
Lass uns in Zukunft einen einbauen. Ich bleibe meiner theorie mit den
parasitären Schwingungen und deren dämpfung durch den Widerstand...

@Henning
die Schaltung ist ein Fahrregler mit Vollbrücke für 1:87er Modelle.
Geht aber auch für Modelle im Maßstab 1:40. Google mal nach TTTT.
Gelötet? na mit der Hand, hab doch keinen Bestückungsautomat zu Hause
stehen. Gut, hätte man auf Arbeit machen können/machen lassen...
Spass beiseite: Weller Lötstation mit eingewechselter Spitze in
Bleistiftform bei 320 Grad mit 0.5er Zinn. Geht aber nur so einfach,
wenn man Lötstoplack hat auf die Platte machen. Sonst gehts auch, ist
aber Stress. Falls jemand keinen kennt, der einen kennt, der sowas
kann, jetzt kennt Ihr einen mehr - vielleicht hilts ja mal...

Ja,kann man parallelschalten. Je mehr Strom durch einen MOSFET fließt,
um do größer wird sein R_ds_on(Weil er wärmer wird?). Somit bekommt der
andere Transistor mehr zu tun, das spielt sich dann ein - bis zu einem
bestimmten Grad natürlich nur - ! hängt also mit dem postivem
Temperaturkoeffizienten ab. Darum soll man die mehreren MOSFET's auch
nicht wirklich alle auf einen gemeinsamen Kühlkörper schrauben. Aber
wann geht das schon.
Basiswiderstand, ja stimmt. Ich lese mal irgentwo nach(Google).

Schönen Rest vom Sonntach
Axel

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

der Serienwiderstand vom Ansteuerbaustein zum Gate hat mehrere Gründe:

1. Schwingungen durch einen Serienschwingkreis (Zuleitungs-L + Gate-C)
werden bedämpft.

2. Die Stromänderung im Lastkreis ist weniger steil (das Gate wird ja
langsamer geladen) was in deutlich besserem EMV-Verhalten resultiert.

3. Der Ausgang des AVR wird im Umschaltmoment weniger stark belastet.

Punkt 2 begrenzt den Wert des Widerstands nach oben da man nicht
beliebig hochohmig werden kann da sonst der FET eine zu hohe
Verlustleistung im Umschaltmoment abbekommt.

Matthias

Autor: Axel Rühl (Gast)
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dann hab' ich ja trauer: wie man auf meienm Bild erkennt, habe ich die
4MOsfet's direkt am AVR-PIN. Kann ich nun die hausgemachten
EMV-Probleme am Motor wieder beseitigen? Muss ich wohl...
Axel

Autor: Henning (Gast)
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wie sieht es denn mit Gatewiderstand hinter einem Mosfet-Treiber aus?
der soll mir den fet ja möglichst schnell laden. wenn ich da jetz
wieder einen widerstand zwischen setze (hab da grad einen) dann wirke
ich dem doch wieder entgegen & mache alles wieder zunichte?

ich möchte einen Motor mittels PWM über Fet´s vom AVR Steuern
(Fahrtenregler). das ganze so bei rund 14,4Volt und geschätzten
10-20Ampere laufen.

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

da gibts keine pauschale Aussage. Das muß von Anwendung zu Anwendung
neu entschieden werden. Der wichtigste Parameter ist dabei die Frequenz
der PWM. Ist diese nicht zu hoch kann man ganz auf Treiber verzichten
da die Umschaltverluste in der kompletten Leistungsbilanz kaum einen
Einfluss haben.

Matthias

Autor: Axel Rühl (Gast)
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14.4volt und nur 20Amps???
versuch, wenn du bei deinen BUZ71 bleiben willst, die Dinger mit einem
PNP-Transistor mit wenigstens 10 Volt anzublasen. Die Schaltung links
im ersten Posting geht doch dafür. Vorher knallst du den MOSFET aber
erst über 33 Ohm an den AVR direkt. wenn's geht - gut -.
Aksöl

Autor: Henning (Gast)
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hmm dann habe ich nun neue Fragen, die mich beschäftigen:
1) kann man Fet´s einfach so Parallel schalten, ohne getrente, einzelne
Gatewiderstände? die sind sonst also zum schutz da?

2) kann ich durch die interne Diode einfach auf die sonst externe
Freilaufdiode komplett verzichten?

3) In meinem Tabellenbuch ist eine Beispielschaltung mit Widerstand und
Kondensator als Schutzbeschaltung parallel zum Fet (D-S) gibt´s da
Standart Werte für? kann man die berechnen? müsste ich dazu auch was im
tbuch finden?

4) welche PWM frequenz ist denn anzustreben, im mom sinds gemessene
333Hz. solte ich versuchen die zu erhöhen?

5) gibt´s noch weitere möglichkeiten, den smog, den meine Schaltung
verursacht zu verringern? (im mom merke ich da noch nix von, aber das
muss ja nich sein, und hilft meiner eigenen störsicherheit)

wie gesagt verwende ich als Fet den Typen IRL3803
als Treiber einen MAX626
und als Prozessor einen Tiny12
mein Gatewiderstand liegt im Moment bei 220 Ohm (!)

Autor: Axel Rühl (Gast)
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ich würde 4x IRL parallel schalten, mit getrennten Vorwiderständen
,220 Ohm sollten erst aml gehen, die BodyDiode im Fet schützt Ihn zwar,
aber nicht gegen Überspannungen, die beim Abschalten des Motors
entstehen, sofern du keine Brücke aus 4 Transistoren baust. Hast Du
also nur ein Paket Mosfet's von Masse kommend am Motor, wobei dessen
anderer Anschluss an PLUS geht, musst Du also eine weitere schnelle,
-_dicke_- Diode in sperrrichtung(mit3r)parallel zum Motor anschliessen.
Diese wird auch bei den meisten gekauften Vorwärtsreglern mit genannten
Warnhinweis beigelegt.
Zur PWM-Frequenz: diese liegt Motorabhängig im günstigsten Bereich bei
3-4Khz, da hier die Stromerhöhung im Teillastbereich nicht so hoch
ausfällt.
Die Beschaltung mit Widerstand und Kondensator ist mir neu, kenne ich
nur von bipolaren Tyristoren oder Triacs. so ein sog. Snubbernetwork
lässt sich sicherlich berechnen, vielleicht mal googlen, keine Ahnung!
100Ohm und 100nFarad sind mir bekannte werte...
Smog: dieüblichen Entstörmaßnahmen am Motor direkt, von PLUS und MINUS
je einen 47nF ans Motorblech und parallel dazu nochmal einen.
Die Motorzuleitungen verdrillen und/wenn vorhanden/durch einenkleinen
Ferritringkern durchziehen, kann man aber erstmal weglassen.Nicht
jedoch die Kondensatoren.
Nochwas, sei Dir sicher bei14.4Volt Zellenspannung fliesst sicherlich
mehr als 20 Ampere! Wird's ein Flugzeug oder en Auto?


Gruß
Axel

Autor: Henning (Gast)
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wird nen rennboot. Als erstes will ich einen Speed 700 BB Turbo 12V
einbauen. Der bei max Wirkungsgrad 12,5A zieht. Aber vieleicht kommt
später mehr. Blockiestrom liegt bei ca. 43A, steht auf dem karton.

plane im Moment nur eine drehrichtung -> nur Fet und Motor.
4stück past gut, weil ich nen widerstandsnetzwerk eingebaut hab (die
sil-5-4 dinger)

Die Kondensatoren am motor sind mir bekannt. das "Snubbernetwork"
kenne ich eigentlich auch nur aus der Wechselstrom-ecke. den Widerstand
in reihe zur freilaufdiode ist mir auch neu. wofür den denn?

Autor: Axel Rühl (Gast)
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Widerstand zur Freilaufdiode?*staunundnochmalnachseh*, nöö, weiss ich
nichts von, vergessen und weglassen bitte. 700er BB: plane 50 Ampere
Spitze ein, gerade beim losmachen, wenn die Zellen noch randvoll sind,
dann passt es. Hast Du denn die Software schon fertig? Meine läuft zwar
auch zu Hause auf'm Tisch, aber jetzt im Uboot-Zerstörer machts
angeblich richtig faxen. War ein Auftragswerk, ich habe die Fahrtsufen
als Tabelle im Flash mit max.64 Fahrstufen, die aber offensichtlich bei
seiner Anlage nicht erreicht werden. Ich mach dazu mal einen extra
Thread auf, wo ich die Frage nochmal explizit stellen werden, wie man
sowas am besten ohne einen SETUP-Knopf drücken zu müssen, die
Fahrstufen dynamisch linear oder progressiv abgestuft im SRAM berechnen
lässt und dann dort vorhält.
Wie machst Du das?
Axel

Autor: Henning (Gast)
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werd mir den thread gleich angucken.

>also eine weitere schnelle,
>-_dicke_- Diode in sperrrichtung(mit3r)parallel zum Motor
>anschliessen.

ich hatte das 3r als 3 Ohm gedeutet. aber 3 Ohm parallel zur
Wicklung? das währe ja energieverschwendung!

hmm, 50Ampere. naja, dann wird da wohl noch ein Fet parallel
geschaltet :)

Autor: Axel Rühl (Gast)
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sperrrrrrrrichtung

Autor: Henning (Gast)
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achso

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