H-Brücke mit IRF7389 und Atmega 88

[Uwe S. (us73)]

Hallo und guten Abend,

ich möchte zur Steuerung einer (baulich grösseren) Modellbahn-Lokomotive 
eine Funk-Fernsteuerung bauen.

Der Funk-Teil mit RFM12B klappt soweit.

Betriebsspannung liegt zwischen 12V und 20V.
Der Motor zieht, wenn er blockiert wird, 1,8A.

Nun die Fragen zur H-Brücke:

- wenn ich das richtig verstanden habe, sind die IRF7389 logic-level 
kompatibel. Korrekt ?
- kann ich die Brücke daher aus 2 x IRF7389 aufbauen und deren Gates 
direkt mit den Atmega88-Ausgängen verbinden, und brauche keine weiteren 
Bauteile ? (ausser die Gates zum Schutz vor ungewolltem Durschschalten 
relativ hochohmig gg. Ground zu ziehen)

Vielen Dank für eure Hilfe !

Gruß,
Uwe

[Uwe S. (us73)]

OK, und hier der Schaltplan.

Funktioniert das ?

[holger (Gast)]

>Funktioniert das ?

Nein.

[Uwe S. (us73)]

OK, verstanden,

Ein Hinweis, warum nicht, würde mich sehr freuen :-)

[Elektroniker (Gast)]

Uwe S. schrieb:
> Funktioniert das ?

Nein.

Vergleiche deine Spannungspegel mal mit den Datenblattangaben zur 
typischen Transfer Charakteristik von N- und P-Kanal FET.

mfg

[Uwe S. (us73)]

Verstehe ich es richtig:

a) die N-Kanal Strecke funktioniert
b) die P-Kanal Strecke funktioniert nicht

und b) weil am Gate des P-Kanal FETs entweder 0 Volt oder 5 Volt 
anliegen - und damit der FET immer durchschaltet, weil er zum Sperren 
24V am Gate (bzw. 0 Volt zwischen Gate und Source) braucht.


Und wenn a) und b) nicht stimmen, warum ?


Vielen Dank !

[Wissender (Gast)]

Hallo,

> Verstehe ich es richtig:

Ja; du hast das Problem richtig erkannt.

Abhilfe schafft die Ansteuerung des P-FETs über einen Steuer-Transistor 
(der nach Masse schaltet und über Spannungsteiler -5V Gatespannung 
erzeugt) oder auch die Verwendung von fertigen H-Bridge-ICs.

[Uwe S. (us73)]

OK, ich habe das im Schaltplan angepasst.

Über den Transistor liegen nun am Gate entweder 24V (via Pullup) zum 
Sperren oder 0V zum Durchschalten (und damit -24V relativ zu Source) an.

Passt das so ?

[Uwe S. (us73)]

Arg, und hier der Anhang.

R5 und R6 sind wohl überflüssig, wenn ich das im nun nochmal betrachte.

[Arno Nyhm (Gast)]

So passt das!
R5 und R6 sind gar nicht mal so verkehrt um definierte Zustände 
unterhalb der 0.7V-Barriere bei hochohmigen Ausgangsspins zu schaffen - 
schaden tun sie nicht, im normalen Betrieb nutzen sie allerdings ebenso 
viel ;)

Was noch zu bedenken ist: Bei hohen Schaltgeschwindigkeiten kann es 
wegen der Abfallverzögerund der FETs kurzeitig dazu kommen, dass 
High-Side und Low-Side der selben Halbbrücke gleichzeitig leiten!
Deshalb werden die Transistoren oft einzeln angesteuert und nicht 
hardverdrahtet über Kreuz verbunden, so wie in Deiner Schaltung 
momentan.
Die Software ist dann dahingehend aufgebaut, dass ein(ige) Timer-Tick(s) 
zwischen dem abschalten des einen Transistors und dem einschalten des 
jeweils anderen Transistors liegen.

[us73 (Gast)]

Ich will ja einen Motor steuern deshalb hatte ich mir das so 
vorgestellt, dass ich zwischen dem Wechseln der Polarität an den 
Ausgängen der Brücke (also dem Ändern der Motor-Drehrichtung) einfach 
eine Zwangspause von 100ms einlege.

Damit habe ich dieses Problem doch umgangen, oder ?


Allerdings, ich verstehe aber nicht, was das mit dem hartverdrahtet über 
Kreuz zu tun hat. Auch wenn ich es nicht hart verdrahte, sondern mit 4 
Ansteuer-Leitungen per SW mache, muss ich doch zwischen Umschalten von 
Q1a und Q1b kurz warten, sonst baue ich da einen Kurzschluss der 
Versorgungsspannung der Brücke. Ob das dann zeitgleich mit Q2a und Q2b 
passiert, weil das zusammen verdrahtet ist, ändert doch am Problem 
nichts:
wenn ich die Drehrichtung ändere, muss ich die Brücke einen Moment 
komplett abschalten, sonst sind aufgrund der MOSFET-Latenzzeit bei hoher 
Frequenz High- und Lowside leitend.

Korrekt ?

[Arno Nyhm (Gast)]

Sorry fürs verwirren - ich hatte beim schreiben irgendwie ein anderes 
Bild im Kopf als tatsächlich Deinem Post anhing...
Du hast natürlich völlig recht, das angesprochene Problem tritt in 
dieser Schaltungsvariante nicht auf, wenn Du eine gewisse Totzeit 
zwischen dem Umschalten der beiden Ausgänge lässt die jeweils High-Side 
der einen und Low-Side der anderen Halbbrücke ansteuern.
Besagtes Problem tritt auf wenn die zwei FETs einer Halbbrücke vom 
selben Signal gesteuert werden. Gerade durch das überkreuzen hat sich 
dieses Problem ja erledigt.

[Martin Beuttenmüller (Gast)]

Vorsicht, Freund !

Der IRF7389 kann - laut Datenblatt - 20Vgs maximum.
Im N-Kanal-Zweig sehe ich kein Problem, im P-Kanal-Zweig mußt Du
noch was ändern.

Ub+ = 24V
Ugs = -20V
Ergibt (gegen GND) 4V!!!

Legst Du den Anschluß auf GND dürfte der P-Kanal mit "Unwillen"
seinen Dienst quittieren.

Viel Erfolg
Martin