Hallo zusammen, Ich habe eine bestehende Treiberstufe mit H-Brücke die einen 24V Motor antreibt der die Drehrichtung ändert. Die bestehende H-Brücke schliesst leider die Motorwindung nicht kurz wenn sie nicht angetrieben wird was ich nun im Nachhinein anbauen möchte um den Motorwiderstand zu erhöhen und ihn so zu bremsen. So quasi als ob wenn die beiden unteren Transistoren schliessen würden wenn keine Drehrichtung gewählt ist so wie man dies üblichwerweise umsetzen würde aber leider habe ich keine Möglichkeit die bestehende H-Brücke zu verändern (nur der Ausgang der H-Brücke ist mir zugänglich). Ich habe nun die Funktion Versuchsweise mit einem 24V Relais umgesetzt was an sich funktioniert. Wenn der Ausgang der H-Brücke Spannungslos ist wird die Motorwindung über den Wechlser des Relais kurzgeschlossen. Liegt Spannung an (Polaritätsunabhängig) schaltet das Relais die Windung vom Motor an den Ausgang der H-Brücke. Da der Motor aber oft die Richtung ändert und das Relais etwas verzögert schaltet würde ich dies nun gerne mit Halbleiter umsetzen. Nach langem hin und herdenken ist mir aber keine Lösung in den Sinn gekommen wie man mit FET oder Transistoren Spannungslos die Motorwindung kurzschliessen UND trotzdem Polaritätsunabhängig antreiben könnte sobald diese anliegt. Hat eventuell jemand eine gute Idee? Liebe Grüsse, Urs
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Kleiner Tipp: Mosfets ist es egal, wie herum der Strom fließt, so lange die Ugs sie in leitendem Zustand hält. Man könnte sich also eine Schaltung mit antiseriellen Mosfets vorstellen (wie z.B. in PhotoMos Relais).
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Danke Lothar für deinen Hinweis. Die Polaritätsunabhängigkeit kann ich mir so vorstellen, bezüglich Spannungsfreiem Schalten (Kurzschliessen der Motorwindungen) mit FET's tappe ich immer noch im Dunkeln. Liebe Grüsse, Urs
Viele Brückentreiber haben dieses Feature bereits integriert. Außer in Sonderfällen würde ich sowieso keine H-Brücke mehr diskret aufbauen.
Urs E. schrieb: > Hat eventuell jemand eine gute Idee? Um welche Leistungsklasse geht es denn und warum verwendest du keine MOSFET, die passend gesteuert werden können?
Schon mal getestet, ob der Kurzschluss überhaupt schneller bremst als der Zwischenkreiskondensator? Wenn der Motor kurzgeschlossen wird, muss die Bremsleistung in dem niedrigen Wicklungswiderstand verheizt werden. (Das könnte ein Widerstand im Kurzschlusskreis=Bremswiderstand beschleunigen.) Bei offener H-Brücke nimmt die Energie der Zwischenkreiskondensator über die Freilaufdioden auf. (Ggf muss man da Maßnahmen gegen zu hohen Spannungsanstieg machen.) Den Effekt gibt es auch bei Relais: die Ausschaltzeit mit Kurzschluss=Freilaufdiode ist länger als mit Zenerdiode oder Widerstand wo die Energie verheizt wird.
Ich muss da noch etwas nachreichen: Es geht mir nicht um die Bremswirkung beim Drehrichtungswechsel oder stoppen des Motors sondern um den mechanischen Achsen Widerstand des Motors wenn er nicht angetrieben wird respektive Spannungsfrei ist, deshalb die Kurzschlusslösung der Motorwicklung. Klar, gescheite H-Brücken haben wie erwähnt dieses feature bereits eingebaut…diese halt leider nicht und wie erwähnt kann ich nur am H-Brücken Ausgang etwas anbauen da die H-Brücke vergossen in einem LIN-Bus System integriert ist welches ich nicht beeinflussen darf. Motorleistung und Stromdaten liefere ich noch nach am Montag. Vielen lieben Dank für alle eure Inputs, ihr seit Grossartig! 🙏🏽
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Urs E. schrieb: > bezüglich Spannungsfreiem Schalten (Kurzschliessen der Motorwindungen) > mit FET's tappe ich immer noch im Dunkeln. Du musst "einfach" eine potentialfreie Hilfsspannung für die Mosfets erzeugen und die auf die Gates schalten. Urs E. schrieb: > sondern um den mechanischen Achsen Widerstand des Motors wenn er nicht > angetrieben wird Weil diese Bremswirkung auf der Gegen-EMK des Motos beruht, ist die Bremswirkung im Stillstand nicht vorhanden. Es gilt lediglich: je schneller er dreht, umso mehr bremst er.
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Am Motor messe ich bei hoher Beanspruchung 8A. Ich denke die MOSFET für ca 16A auszulegen wäre sinnvoll. Was auch wichtig ist dass der Strom der den Motor zieht aus der bestehenden H-Brücke gezogen wird denn darin ist für den LIN-Bus eine Stromüberwachung eingebaut. Das bedeutet, ich kann nicht eine Spannung schalten welche ich aus dem Bus entnehme. Sowohl Schalt- wie Steuerstrom muss aus der H-Brücke fliessen. Ich habe heute einige Schaltungen mit einem N- und P-Channel Mosfet als Brückenschaltung (ähnlich wie im angehängten Bild) durchgedacht aber hab noch nichts auf den Punkt gebracht was Potentialfrei und Polaritätsunabhängig funktionieren könnte.
Lothar M. schrieb: > Weil diese Bremswirkung auf der Gegen-EMK des Motos beruht, ist die > Bremswirkung im Stillstand nicht vorhanden. Es gilt lediglich: je > schneller er dreht, umso mehr bremst er. Dies ist mir bewusst weshalb ich es einfach mal praktisch mit der einfachen Relaisschaltung vom ersten Post ausprobiert hatte. Der Motor verfügt über ein Getriebe und treibt damit einen Riemen an, bereits ein kraftloser Fingertip auf den Riemen stoppt die unerwünschte Drehung. Der Test war erfolgreich weshalb ich es nun mal mit Halbleitern in der Praxis testen möchte.
Das Relais hätte den Vorteil das es mit dem NC Kontakt auch Stromlos bremsen kann.
Urs E. schrieb: > Ich habe heute einige Schaltungen mit einem N- und P-Channel Mosfet als > Brückenschaltung (ähnlich wie im angehängten Bild) durchgedacht Ich hatte doch das Stichwort schon geliefert: Lothar M. schrieb: > eine Schaltung mit antiseriellen Mosfets vorstellen (wie z.B. in > PhotoMos Relais). Also einfach mal Google mit "Photomos Relais" bringt mir dann z.B. sowas, wo die Innenbeschaltung dargestellt ist: - https://www.elektroniknet.de/e-mechanik-passive/relais/das-bauteil-der-unbegrenzten-moeglichkeiten.288.html Und darauf basierend könnte man sich so eine Schaltung ausdenken mit einem isolierten DCD-Wandler und zwei antiseriellen N-Mosfet:
1 | Out A --------------------------o--------- Motor A |
2 | DCDC0512 | |
3 | .----. |-' |
4 | | +|----o------o------|<. |
5 | --|+ | | | |-| |
6 | | | 1k | | |
7 | --|- | | | | |
8 | | -|----o------+--------o |
9 | '----' | | |
10 | IN OUT | |-| |
11 | '------|<' |
12 | |-. |
13 | | |
14 | Out B --------------------------o--------- Motor B |
Der DCDC ist natürlich nicht für schnelle "Schaltfrequenzen" gemacht. So schnell wie ein Relais dürfte er allemal sein. EDIT: wenn ich mir die Aufgabenstellung nochmal so ansehe, wird das mit der Halbleiterlösung gar nicht mal so einfach, weil du ja 2 Kontakte brauchst, einen zum Trennen des Motors und den zweiten zum Kurzschließen des Motors. Da ist deine Lösung mit dem Wechsler-Relais doch ein gutes lokales Maximum.
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Ich habe nun noch einen etwas anderen Ansatz verfolgt, siehe angehängte Zeichnung. Der Schaltungsteil in der gestrichelten Box, alles ausserhalb ist bestehend. Ich denke die Spannungen müssen nicht Potentialunabhängig sein. Wenn ich den Ausgang der H-Brücke im nicht angesteuerten Zustand zum GND messe sind es exakt 0V. V+ und V- könnte ich am LIN-Bus abgreifen. Was mir noch nicht passt: - Wenn der Motor durch den MOSFET kurzgeschlossen wird wäre es von Vorteil diesen vom Ausgang (OP1/OP2) der H-Brücke zu trennen da im Schaltmoment sonst allenfalls die Brückentreiber aber auch der MOSFET überlastet werden könnte (genauer Aufbau der H-Brücke ist unbekannt). Was meint ihr zum restlichen Aufbau?
Du könntest auch Motor A und Motor B jeweils mit einem N-MOSFET gegen Masse kurzschließen. Das lässt sich dann direkt über einen Logikpegel ansteuern.
Stefan V. schrieb: > Du könntest auch Motor A und Motor B jeweils mit einem N-MOSFET > gegen Masse kurzschließen. Das lässt sich dann direkt über einen > Logikpegel ansteuern. Noch einfacher ist es, die beiden unteren, oder die beiden oberen Transistoren von der H-Brücke, im Ruhezustand immer durchgeschaltet zu lassen, dann wird der Motor nach dem Abschalten automatisch abgebremst.
Urs E. schrieb: > Ich denke die Spannungen müssen nicht Potentialunabhängig sein. Wenn in deiner Schaltung OP2 positiver als OP1 ist, dann leitet die Bulk-Diode und sorgt für hohen Kurzschlussstrom. Der Motor darf also nur 1 Drehrichtung haben. > Wenn der Motor durch den MOSFET kurzgeschlossen wird wäre es von Vorteil > diesen vom Ausgang (OP1/OP2) der H-Brücke zu trennen da im Schaltmoment > sonst allenfalls die Brückentreiber aber auch der MOSFET überlastet > werden könnte Das ist zwingen nötig, denn wenn der Motor kurzgeschlossen wird, dann ist OP1 und OP2 verbunden. Wie kann die Optokoppler-LED dann noch leuchten? Stefan V. schrieb: > Du könntest auch Motor A und Motor B jeweils mit einem N-MOSFET gegen > Masse kurzschließen. Das lässt sich dann direkt über einen Logikpegel > ansteuern. Da müsste man wohl den LIN-Bus dekodieren, denn über den kommen offenbar die Vorgabewerte für die Endstufe. Enrico E. schrieb: > Noch einfacher ist es, die beiden unteren, oder die beiden oberen > Transistoren von der H-Brücke, im Ruhezustand immer durchgeschaltet zu > lassen Lies mal, was Urs E. im ersten Post schrieb: >>> aber leider habe ich keine Möglichkeit die bestehende H-Brücke zu >>> verändern (nur der Ausgang der H-Brücke ist mir zugänglich).
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Hallo zusammen, Vielen Dank für eure Kommentare, was für ein tolles und aktives Forum! Ich hatte in meinem vorherigen Schmema noch weitere Fehler gefunden zum Beispiel wurde der MOSFET falsch invertiert angesteuert. Nun habe ich den zweiten MOSFET statt dessen für die Abtrennung vom "Kurzschluss" (MOSFET der den Motor kurzschliesst) von der H-Brücke Treiberstufe umfunktioniert. Situation 1, Motor steht still: OP1 = 0V OP2 = 0V paralleler MOSFET macht Kurzschluss über Motor, serieller MOSFET trennt Situation 2, Motor dreht rechts: OP1 = 24V OP2 = 0V paralleler MOSFET offen, serieller MOSFET schliesst Situation 3, Motor dreht links: OP1 = 0V OP2 = 24V paralleler MOSFET offen, serieller MOSFET schliesst Denkt ihr das würde so funktionieren? Die Teile sollte ich morgen erhalten und kann es dann gleich ausprobieren.
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