Hallo Leute,
vielleicht kann mir mal jemand helfen.
Ich habe mir den "AVR Brushless Motor Controller" von Ulrich Rading
nachgebaut.
Allerdings würde ich den Motor gerne mit 27Volt, anstatt mit 12V
betreiben.
Das funktioniert soweit auch ganz gut, allerdings werden die
Gatevorwiderstände (R1= 270 Ohm) der High-Side sehr sehr heiß.
So wie ich das verstanden habe, stellen diese ja zusammen mit der
Gatekapazität die Zeitkonstante "Tau" dar (Tau=R*C).
Nur habe ich bei 27V eine deutlich höhere Verlustleistung als bei 12V am
Widerstand.
Könnte jetzt einen dickeren Widerstand benutzen, aber das kann ja nicht
die Lösung sein. Wie würde man es richtig machen bzw. es richtig
berechnen.
Den betreffenden Ausschnitt habe ich mal angehängt, hoffe Herr Rading
nimmt es nicht übel.
Walter J. schrieb:> Allerdings würde ich den Motor gerne mit 27Volt, anstatt mit 12V> betreiben.> Das funktioniert soweit auch ganz gut, allerdings werden die> Gatevorwiderstände (R1= 270 Ohm) der High-Side sehr sehr heiß.
Mit der gezeigten Schaltung? Dann dürfte wohl die maximale
Gate-Source-Spannung des p-Kanal-Mosfet überschritten werden.
Man verwendet in diesem Fall eine andere Schaltung. Der T1 bekommt einen
Emitterwiderstand, der Basiswiderstand entfällt. Der Emitterwiderstand
wird so dimensioniert, dass bei High-Pegel am Eingang ein Emitterstrom
von ~45mA fließt (RE=100R). R1 wird nun so dimensioniert, dass an ihm
bei 45mA etwa 10...15V liegen (R1=270R).
Danke ArnoR, hab es mal umgezeichnet.
Der Basiswiderstand ist raus, und einen Emitterwiderstand R4 von 100Ohm
eingefügt.
Habe ich deine Antwort damit richtig verstanden und auch umgesetzt?
Walter J. schrieb:> Habe ich deine Antwort damit richtig verstanden und auch umgesetzt?
Naja, das hängt von den 12V da links ab, die Schaltung an sich ist
richtig. Eigentlich bin ich von einer Eingangsspannung von 5V
ausgegangen. Bei 12V wäre die Dimensionierung anders.
Walter J. schrieb:> und, hätte ich jetzt nicht einen Spannugsteiler durch mit 270R und 100R?> Dann würden am Gate von Q1 ja nur 7,3Volt anliegen und nicht 10-15V
Nein. Bei einer Spannung von 5V an der Basis von T1, liegen am RE 4,3V
und es fließt ein Konstantstrom von 43mA durch R4 -> Emitter ->
Kollektor -> R1. Dieser Strom erzeugt dann an R1 11,6V. Die restlichen
27V-4,3V-11,6V=11,1V liegen an der Kollektor-Emitter-Strecke von T1. Der
T1 ist nicht gesättigt, somit ist die Schaltung kein Spannungsteiler
zwischen R1 und R4.
Walter J. schrieb:> und, hätte ich jetzt nicht einen Spannugsteiler durch mit 270R und 100R?> Dann würden am Gate von Q1 ja nur 7,3Volt anliegen und nicht 10-15V
Ach so, wenn es so wäre, wäre es auch genau anders herum. Am kleineren
Widerstand läge natürlich auch die kleinere Spannung.
Ups, die habe ich vergessen zu ändern. Über dem eingezeichneten
Kondensator liegen auch 27V Volt an.
An der Basis von T1 das 5V-Schaltsignal des Mikrocontrollers.
Vielleicht könntest du dir die Mühe machen und mir nochmals die richtige
Dimensionierung aufzeigen und vielleicht auch rechnerisch darstellen,
falls du die Zeit dazu findest.
Da warst du schon schneller als ich. Dann passt ja die Schaltung deiner
Erklärunng nach schon soweit für die 27Volt und die fälschlichen 12 Volt
am Kondensator haben also nur Verwirrung gestiftet.
Wie gesagt, die 12 Volt sind nicht die Eingangsspanung an der Basis, 5V
stimmen schon.
Walter J. schrieb:> Vielleicht könntest du dir die Mühe machen und mir nochmals die richtige> Dimensionierung aufzeigen und vielleicht auch rechnerisch darstellen,> falls du die Zeit dazu findest.
Um 20:26h bereits gemacht. Ist das klar genug?
ArnoR, und alle anderen, auch wenn ich nerve.
Die Schaltung funktioniert wunderbar.
Aber ich würde gerne noch mehr verstehen.
1. Warum wird der Emitterstrom auf 45mA festgelegt. Kann mir das bitte
nochmal jemand genauer erklären (warum gerade 45mA) oder auch sagen, wo
ich diesen Wert im Datenblatt ablesen kann?
2. Wie verhält es sich bei dem LowSide Treiber?
Hier habe ich einen Spannungsteiler aus 33Ohm und 10kOhm vorm Gate.
Bei 5 Volt würden also 4,984V am Gate anliegen. Warum dann überhaupt ein
Spannungsteiler?
Walter J. schrieb:> 1. Warum wird der Emitterstrom auf 45mA festgelegt. Kann mir das bitte> nochmal jemand genauer erklären (warum gerade 45mA) oder auch sagen, wo> ich diesen Wert im Datenblatt ablesen kann?
Die Basisspannung beträgt 5V
Die Emitterspannung liegt 0,7V tiefer (also 4,3V)
Wenn 4,3V an 100Ohm abfallen, dann fließen 43mA
Walter J. schrieb:> 2. Wie verhält es sich bei dem LowSide Treiber?> Hier habe ich einen Spannungsteiler aus 33Ohm und 10kOhm vorm Gate.> Bei 5 Volt würden also 4,984V am Gate anliegen. Warum dann überhaupt ein> Spannungsteiler?
Die beiden Widerstäne sind nicht als Spannunsgteiler gedacht (auch wenn
sie natürlich die Spannung etwas runterteilen).
R2 dient dazu, das Gate definiert auf 0V zu ziehen, wenn am Eingang noch
kein definiertes Signal anliegt (z.B. direkt nach dem Einschalten).
R3 dient dazu, den Umladestrom fürs Gate zu begrenzen, damit der
µC-Ausgang nicht überlastet wird.
Danke für die Antwort. Noch eine Frage:
Die von ArnoR vorgeschlagende Beschaltung des BC846, hat die einen
speziellen Namen unter welchem man in der Literatur fündig wird? Handelt
sich ja scheibar um eine Art Emitterschaltung, aber es fehlt der
Basiswiderstand.
Walter J. schrieb:> Die Schaltung funktioniert wunderbar.
Sonntags nach dem Essen.
Ist es wirklich so schwer, vor dem Zusammenbau bzw. Umbau einer
Schaltung wenigstens mal die Datenblätter der verwendeten Bauteile zu
lesen ?
Der
http://www.infineon.com/dgdl/irfr1205.pdf?fileId=5546d462533600a40153562d126c2045
ist für 10V Gate-Spannung spezifiziert, und du lieferst über UL bloss
5V.
Daß dabei etwas nicht solide funktionieren wird, sollte doch wohl klar
sein. Es gäbe tausende geeignete MOSFETs, z.B. IRLU2905, warum suchst du
zielgenau einen, der nicht passt ?
Dann wäre auch aufgefallen, daß UGS nur 20V betragen darf.
Wo bitte steht im Datenblatt etwas von 10V?
Ugs(th) liegt bei 2-4V. D.h. das ich den mit 5V durchgeschaltet
bekommen, sofern ich keinen sonderlich hohen Strom benötige. So
zumindest würde ich es aus dem dem Id/Vgs Diagramm (Figure3) entnehmen.
Walter J. schrieb:> Ugs(th) liegt bei 2-4V. D.h. das ich den mit 5V durchgeschaltet> bekommen, sofern ich keinen sonderlich hohen Strom benötige.
Dein nicht sonderlich hoher Strom darf dann nur im Bereich von 250 uA Id
liegen denn für diesen Id sind die 2-4 V. Schau dir unbedingt nochmal
die Kurve an und schau mal wo da 250 uA Id ist (auf alle
Randbedingungen für Ugs(th) achten!).
Habs jetzt mal angehangen,
die 250µA sind nicht zu erkennen. Aber ich hätte es jetzt so verstanden,
als wenn ich bei den eingezeichnetten Randbedingungen Tj=26°C, Vds=25V
und 20µs Pulseweite ab Ugs=5V ganze 28A durchschicken könnte.
Davon abgesehen war ich davon ausgegangen das die oft diskutierte
Schaltung von Herrn Radig funktioniert.
Auch sprechen wir im moment ja von der LowSide.
Meine Frage von 13:23Uhr bezog sich auf die HighSide und die Beschaltung
des BC846, da diese ja jetzt von der ursürünglichen Originalschaltung
abweicht.
Walter J. schrieb:> Wo bitte steht im Datenblatt etwas von 10V?
Bereits in der Mitte des Deckblatts: Continuous Drain Current, VGS @ 10V
> Ugs(th) liegt bei 2-4V. D.h. das ich den mit 5V durchgeschaltet> bekommen, sofern ich keinen sonderlich hohen Strom benötige.
Nicht wieder diese Dummheit.
Sie ist wohl nicht auzurotten.
UGS(th) ist die Spannung, unter der der MOSFET sicher SPERRT.
Nicht die Spannung ab der er leitet.
> So zumindest würde ich es aus dem dem Id/Vgs Diagramm (Figure3)> entnehmen.
Nicht wieder diese Dummheit.
Das Diagramm ist TYPISCH. D.h. die notwendige Spannung für die jeweilige
Kurve kann (entsprechendd der Schwankung bei der Angabe des UGS(th) 1:2
betragen. Die Kurve für 5V kann also auch 3,53V oder 7,07V benötigen.
Das wurde wirklich HUNDERTMAL in diesem Forum durchgekaut. Klar, einer
ist immer der Letzte.
MaWin, dein Gestänker hilft nicht weiter.
Zumal es hier im Forum im FET Tutorial und auch in den Aplication Notes
genau andersrum beschrieben wird. Ugs(th) ist dort die Spannung ab der
der FET minimal leitfähig wird.
Das er unter dieser 2-4V Toleranzspanne zuverlässig sperrt ist der
logische Schluss.
Auch sind die 10V im Datenblatt nur ein Beispielwert und kein absoluter
mindest- bzw. Spitzenwert für die der Hersteller seine Daten erfasst hat
und garantiert.
...und gleichzeitig versuche ich zu verstehen, warum die Schaltung von
Herrn Radig deiner Meinung nach MaWin(bezogen auf die LowSide-FETs),
nicht funktionieren soll. Auch nach nochmaligem Blick ins Datenblatt
nicht,
1. Tut sie das.
2. Ist diese Schaltung in vielen Foren zu finden und wird von vielen
Usern verwendet.
Das es bessere Wege gibt, ist sicherlich so. Aber hat mit meiner
ursprünglichen Frage von heute Mittag garnichts zu tun.
Walter J. schrieb:> Auch sind die 10V im Datenblatt nur ein Beispielwert und kein absoluter> mindest- bzw. Spitzenwert für die der Hersteller seine
Unsinn: Die 10V sind ein Nominalwert oder Nennwert, bei dem der MOSFET
seine spezifizierten Daten garantiert bringt.
Walter J. schrieb:> mit meiner ursprünglichen Frage von heute Mittag:> Handelt sich ja scheibar um eine Art Emitterschaltung, aber es fehlt der> Basiswiderstand.
Ja, das ist eine Emitterschaltung (mit Stromgegenkopplung). Wozu sollte
die einen Basiswiderstand brauchen?
Walter J. schrieb:> ...und gleichzeitig versuche ich zu verstehen, warum die Schaltung von> Herrn Radig deiner Meinung nach MaWin(bezogen auf die LowSide-FETs),> nicht funktionieren soll.
MaWin sagt nicht, dass die nicht funktioniert, sondern dass die, wegen
der Lage und Toleranzen der Schwellspannung dieses Mosfet, nicht
sicher funktioniert (auch wenn die das in deinem Fall macht). Und dass
der Hersteller den ON-Widerstand, also das "richtige Durchschalten" des
Mosfet, nur bei 10V Ugs garantiert, aber nicht bei 5V. Wenn man als
Eingangssignal nur 5V hat, nimmt man einen Logik-Level-Mosfet mit
Garantiewerten für den ON-Widerstand bei 4,5V.
Walter J. schrieb:> Zumal es hier im Forum im FET Tutorial und auch in den Aplication Notes> genau andersrum beschrieben wird. Ugs(th) ist dort die Spannung ab der> der FET minimal leitfähig wird.
Oberhalb der UGS(th) beginnt der lineare Abschnürbereich,
er ist dort mitnichten im Schaltbetrieb eingeschaltet,
das ist erst beim etwa doppelten erreicht.
> Auch sind die 10V im Datenblatt nur ein Beispielwert und kein absoluter> mindest- bzw. Spitzenwert für die der Hersteller seine Daten erfasst hat> und garantiert.
Falsch. Bei den angegebenen (hier 10V) misst der Hersteller im
Bauteiltest die Daten des MOSFETs, also den maximalen Strom bzw. RDSon.
Er garantiert die Einhaltung nur und genau bei diesen 10V. Er garantiert
rein gar nichts bei der "typical" Kurve.
Walter J. schrieb:> warum die Schaltung von Herrn Radig deiner Meinung nach MaWin> (bezogen auf die LowSide-FETs), nicht funktionieren soll.
Muss ich jetzt wirklich auf die Seite von Radig ?
Er muss nur einen LogicLevel MOSFET an Stelle des IRFR1205 nehmen,
ist die Bedeutung von LogicLevel so schwer verständlich ?
Auch Radig will seine Motoren nicht mit nur 250uA bestromen.
Endstufe.PNG
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