Hallo, ich möchte einen Hubmagneten ansteuern und zwar so, dass kurzzeitig ein hoher Strom fließt, bis der Magnet Angezogen hat, dann soll der Strom auf einen kleineren Wert, der zum Halten ausreicht, reduziert werden. Der Aufwand ist leider nötig, da der Magnet sich zu stark erwärmt, wenn man ihn dauernd mit dem zum Anzug nötigen Strom betreibt. Ich suche nun eine einfache Möglichkeit (spezial IC), das zu realisieren, am besten sollten die beiden Ströme leicht einstellbar sein. Der Magnet muss kurzzeitig ca. 2 A bekommen, zum Halten reichen dann 300 mA, versorgt werden soll er mit 24 V Gleichspannung. Ich dachte schon daran, dass mit einem Schrittmotortreiber zu machen, da gibt es welche, die nach einer bestimmten Zeit der Inaktivität den Strom verringern, aber so ganz das wahre scheint mir diese Zweckentfremdung nicht. Wie geht’s richtig? Grüße Flo
wäre ein Leistungstransistor nicht geeignet? Evtl.als Darlingten geschaltet. als Basisbeschaltung ein Widerstand der entsprechend der Stromverstärkung auf UCE= 0,5Amax.steuert und ein Kondensator parallel zum Basiswiderstand mit entsprechendem Wert der den Transistor kurzfristig stärker durchsteuert Kannste ja mal mit einem Simulator simulieren oder als Schaltung Labormäßig aufbauen und austesten. Vielleicht gehts ja. martin
Am einfachsten per PWM (vom Controller) mit logic level MOSFET (Nicht zu knapp dimensionieren - Usd und Strombelastbarkeit) eine Schottkydiode (mit mindestens 40V und 3A die hat je nach Spule einiges zu leisten) an die Spule und ordentlich mit Kondensator und Elko abblocken. Ohne Controller gets auch, mit nem 555 und einen 74HC00 Gatter(und natürlich dem MOSFET).
hi, nicht sehr elegant, aber so richtig einfach wird's, wenn eine glühlampe in serie geschaltet wird, die hat einen recht geringen kaltwiderstand, wenn das teil glüht, geht der strom richtig zurück. grüssens, harry
>hi, >nicht sehr elegant, aber so richtig einfach wird's, wenn eine glühlampe >in serie geschaltet wird, die hat einen recht geringen kaltwiderstand, >wenn das teil glüht, geht der strom richtig zurück. >grüssens, harry Problem wie beim Toaster.Die Glühlampe muß dann erstmal wieder abkühlen weil der Effekt sonst durch die heiße Glühbirne nicht mehr so wirkt wie beim ersten mal. Martin
Ich hatte mal ein ähnliches Problem, dabei kam es auf die Reduzierung der An- und Abfallzeiten des Hubmagneten an. Dabei haben wir eine 6V Spule an 24V verwendet (so geht das bei hochwertigen Steppermotor-Treibern auch). Man kann dabei den steileren Stromanstieg nach e-Funktion bei 24V nutzen um dann bei Nennstrom aufzuhören. So bleibt man in der Spezifikation der 6V Spule, es kommt ja letztendlich nur auf den Nennstrom an solange man nicht an Grenzen der Isolationsspannung stösst. Ich kann leider keinen Schaltplan hier einstellen, aber das Prinzip kann ich hier mal beschreiben: Man nehme im Hauptzweig zwichen +UB und Masse einen P-Kanal MOSFET, die Spule (Hubmagnet) und unten einen niederohmigen Shunt (z.B. 10...100mOhm) zum Messen der Stromaufnahme. Parallel zur Reihe von Spule und Shunt schaltet man die "Freilaufdiode" in Sperrrichtung. Nun nehme man über dem Shunt die Stromaufnahme auf (sehr schön geeignet z.B. fertige Messverstärker wie INA271 von TI (mit Filter) --> siehe Google). Mit dem verstärkten Signal der Stromaufnahme gehe ich auf einen Comparator und steuere mit diesem den P-Kanal MOSFET. Durch die Hysterese des Comparators kommt man auf einen freischwingenden Oszillator, die Frequenz ist abhängig von Betriebspunkt, Hysterese und verwendeter Spule. Betriebsweise: Der Comparator schaltet bei einem Strom kleiner dem eingestelltem Schaltpunkt den P-Kanel MOSFET durch. Der Strom steigt nun nach e-Funktion an. Ist der eingestellte Schaltpunkt erreicht schaltet der Comparator den P-Kanal MOSFET ab. Der Strom fliesst über die Freilaufdiode weiter (gespeicherte Energie in der Spule), dabei auch über den Shunt. Der Strom klingt nach e-Funktion ab bis der untere Hysteresenpunkt des Comparators erreicht ist. Jetzt schaltet der MOSFET wieder ein und das Spiel beginnt von vorne. Jetzt der Clou: Die Vergleichsspannung am positiven Eingang des Comparators kann nun schön von aussen eingestellt werden. Dabei kann man z.B. eine stabile Spannung heranziehen und mit verschiedenen Widerstandteilern zeitgesteuert aufschalten. Für den Comparator gibt es übrigens sehr schöne kleine Bausteine mit integrierter Referenz (Band-Gap Diode). Einfach mal bei Google nach "Comparator integrated reference" suchen (Resultat z.B. http://www.maxim-ic.com/products/amp_comp/comparator_reference/) Wenn jetzt die abfallende Flanke auch noch "beschleunigt" werden muss gibt es zusätzlich auch noch schöne Tricks, aber das ist ja nicht gefordert - oder? Ansonsten weitere Infos auch hier: http://www.stepperworld.com/Tutorials/pgCurrentControl.htm
Ach so, ja, ich sehe gerade noch oben im Thread: "Einfach... Spezial-IC...". Man kann den speziellen Strom-Wandler INA271 auch durch einen einfachen OP-Verstärker ersetzen, dann kann man alles in einem IC erhalten: OP, Comparator und Referenz. Wenn man jetzt noch einen integrierten P-Kanal-MOSFET wie BTS436 oder VN820 nutzt (--> ideal für angestrebte Leistung) wird die Schaltung relativ einfach.
Ich hatte vor einigen Wochen genau das gleiche Problem, ein Hubmagnet der beim Anziehen mehr Kraft brauchte. Ich habe mit einem Attiny13 einen kleinen Step-Up-Konverter aufgebaut, so dass der Hubmagnet zunächst mit 60V gespeist wurde und nachdem der Elko des Konverters leer war, lagen dauerhaft 12V ein. Ein Attiny, zwei Mosfets, eine Diode, eine Spule und ein Elko reichen neben ein paar Widerständen aus. Der Vorteil ist, dass die Spannung im restlichen Netz nicht beeinflusst wird (Den vom Step-Up-Konverter gezogenen Strom kann man ja beeinflussen.) und dass der Attiny auch Statusmeldungen zurückgeben konnte - für unsere Robotik-Anwendung durchaus wichtig.
Hallo ! In Serie zum Hubmagneten einen Widerstand der den Strom auf 300 mA begrenzt. Parallel zu diesen Widerstand einen dicken Elko schalten. Dieser wirkt im Einschaltmoment wie ein Kurzschluß, überbrückt somit deinen Serienwiderstand, Magnet zieht mit hohem Strom an, Elko lädt sich auf, kein hoher Strom mehr, nur noch der Haltestrom über den Widerstand. Einfach, günstig, allerdings auch Verluste im Serienwiderstand. Grüße Stefan
Hallo, danke erst mal für die Vorschläge. Die Lösung mit dem Transistor hab ich schon überlegt, ich fürchte aber dass ich da zu viel Verlustleistung (Wärme) bekomme. Bei 24 V Versorgung und 300 mA Dauerstrom müssen am Transistor ca. 20 V abfallen, das sind 6 W. Hmm, da fällt mir grad ein, dass ich ja auch noch 5V al Versorgung habe... Ich könnte den Magneten kurz an 24 klemmen und dann an 5 V. Könnte das gehen? Wie macht man das mit der Umschaltung der Versorgung. Naja, ist auch nicht sauber. Bleiben die PWM Lösungen. Haralds Vorschlag scheint mir die professionelle Variante zu sein. Genau so funktioniert doch ein Schrittmotortreiber/Controller wie der Allegro A3977. Das ist allerdings schon aufwändig, finde ich. Könnte man nicht auf Strommessung und Komparator verzichten und nur einen Logic Level MOSFET nehmen experimentell zwei PWM Duty Cycle ermitteln, einen zum Anziehen, einen zum Halten, zum Anziehen könnte man den Magneten vielleicht auch einfach nur kurz an 24V hängen. Danke für den Hinweis auf die beiden Logic Level MOSFETs, leider sind wohl beide nicht für 3.3V Logic ausgelegt. Was käme da für ein intelligenter MOSFET in Frage. Ich hab keinen gängigen Typen gefunden, dem leicht (am besten bei RS) bekommen könnte. Grüße Flo
> Könnte man nicht auf Strommessung und Komparator verzichten und nur > einen Logic Level MOSFET nehmen experimentell zwei PWM Duty Cycle > ermitteln, einen zum Anziehen, einen zum Halten, zum Anziehen könnte man > den Magneten vielleicht auch einfach nur kurz an 24V hängen Hmm, Dir ist das Prinzip PWM schon klar, oder ? Du betreibst den Magneten die ganze Zeit an der 24 V Versorgungsspannung. Der Mosfet regelt über das Verhältnis Einschaltzeit/Ausschaltzeit den Stromfluss durch den Magneten. Lösung: Zum Anziehen werden 100% PWM gefahren (dh. Magnet wird mit voller Leistung angesteuert.) Zum Halten reichen vielleicht 30% PWM. (dh. 30% AN der 24V, 70% AUS) Durch dieses Prinzip hast Du zwar 24V am Magneten, aber da über die Zeit gesehen nicht 100% EIN gefahren werden, wird auch der Magnet nicht mehr heiss. Gruß Sven
Hallo
> Hmm, Dir ist das Prinzip PWM schon klar, oder ?
Ja, ja schon, nur es hat eben auch Nachteile. Aber am einfachsten ist
aber wohl schon ein Logic Level FET und PWM mit festen Duty Cycle.
Hat jemand noch einen Tipp für den FET? Ich find' irgend keinen, mit dem
ich die 24V mit nur 3.3V Logic schalten kann.
Grüße
Flo
Hi, z.B. IRLZ34N http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlz34n.pdf http://www.mikrocontroller.net/articles/Mosfet-%C3%9Cbersicht http://www.nessel-elektronik.de/POWER-FET/power-fet.html Gruß Sven
Hallo! Danke für den Typ. Die Links hatte ich schon durchgeschaut. Ich glaub ich war nur zu kritisch, der IRLZ34N ist auch bei 3.3V noch nicht voll durchgeschaltet aber das macht nichts, oder? Du würdest ihn für geeignet halten, richtig? Grüße Flo
Doch ist er. EDIT: Ok, eventuell etwas ausfühlicher. Aus dem DB von International Rectifier: VGS(th) Gate Threshold Voltage: Min 1V Max 2V. Aus Typical Transfer Characteristics, Vgs gegen Id: Bei 3,3V (ungefähr abgelesen) kannst du etwa 15A Id schalten.
Hallo Tim >> der IRLZ34N ist auch bei 3.3V noch nicht voll durchgeschaltet > >Doch ist er. Ja? Ich hab Fig 3. auf Seite 3 des Datenblattes so interpretiert, als müsse die Gatespnnung auf 10V steigen, bis er voll durchgeschaltet (min. On Widerstand) hat. Aber das wird schon passen. Der IRLZ34N ist nicht teuerund leicht beschaff aber, ich werd's einfach probieren. Grüße Flo
Hallo, so jetzt haben wir beide gleichzeitig noch mal ins Datenblatt geschaut. Ich glaub wir haben auch dasselbe gelesen, und die gleichen Schlüsse gezogen. Ich hab’s also hinbekommen ein FET Datenblatt richtig zu lesen, phu Glück gehabt. :-) Dann wird das schon werden mit der Magnetsteuerung. Grüße Flo
Jop, die Dinger werden eigentlich nie "voll durchgeschaltet" im Sinne von Id=Id max, es reicht wenn er den benötigten Strom für seine Aufgabe liefert. Als nicht voll durchgeschaltet hatte ich vorher Spannungen unter VGS(th) interpretiert. EDIT: Was ich noch vergessen habe, die Angaben zu Id bezogen sich natürlich wie im Datenblatt angegeben auf gepulste Ströme, der Mosfet kann die 100A bei 10V GS ja auch nicht konstant halten sondern nur 30A bei 10V GS. Schau einfach das du bei konstanten Strömen den Faktor 3 unter dem abgelesenen Wert für Pulsströme bleibst.
Hallo > Angaben zu Id bezogen sich natürlich wie im Datenblatt > angegeben auf gepulste Ströme Klar. Ich brauch ja auch eh nur 3A, der wird sich etwas langweilen. Grüße Flo
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