Hey Leute,
Folgende Sache: Wenn ich eine H-Brücke diskret aufbaue, sagen wir mal
für ~100A bei 24-48V, aber eigentlich nur einen 5V µC habe:
a) Kann ich Transistoren "einfach" parallel schalten? Theoretisch müsste
ich da ja auf gleiches R_ds(on) achten. Das unterliegt natürlich
gewissen Streuungen.
Kann ich das "umgehen" indem ich einfach für viel höhere Ströme auslege?
Sprich: Selbst wenn ein Transistor 10% mehr abbekommt als der Rest, soll
es trotzdem noch weit unter seinen Absolute Maximum Ratings liegen? Dann
ist es ja eigentlich egal, wenn sie ungleichmäßig belastet werden. Wird
halt wärmer.
Theoretisch kommt mir doch da der positive Temperaturkoeffizient zugute,
da bei einem heißen FET automatisch die anderen "mehr leiden".
b) Es gibt ICs die sich um die Betriebssicherheit (Ausschaltzeiten,
etc.), die Ladungspumpe für die High-Side und ähnliches kümmern. Bisher
weiß ich nur vom MAX601/602. Den gibt's leider nicht mehr und den
Replacement MAX1614 muss man auch erstmal auftreiben können. Kennt
jemand eine gute Alternative?
Wichtig ist, dass diese Alternative wenn möglich mit Logic Level Pegel
auskommt (oder so wie das MAX1614 Datenblatt mir das wohl sagen will:
Zieh es einfach auf Masse, die 1µA Konstantstromquelle)
Hält dieser IC die Parallelschaltung aus? Denn da habe ich ja wesentlich
höhere Gatekapazitäten und damit eine höhere Belastung?
c) Brauche ich eine Treiberstufe für so eine Treiberstufe (MAX601)?
Ich kann nicht abschätzen, wie viel ein µC so ab kann an den PINs wenn
er "hohe" (~20-50kHz?) Frequenzen schaltet (wobei besagter MAX1614 z.B.
nicht für hohe Frequenzen gedacht ist), da ja in den ICs im Prinzip auch
nur FETs stecken?
Grazie
a) Ja, kann man prinzipiell machen.
b) benutze die parametrische Suchfunktion der Chiphersteller. Wenn Dir
keine Hersteller-Namen einfallen, benutze Google.
> Hält dieser IC die Parallelschaltung aus?
Schau ins Datenblatt. Da ist sicher die maximale Gate-Kapazität bzw der
maximale Strom angegeben.
> Brauche ich eine Treiberstufe für so eine Treiberstufe
Die Frage verstehe ich nicht.
> Ich kann nicht abschätzen, wie viel ein µC so ab kann
Steht im Datenblatt des jeweiligen Mikrocontrollers. Es gibt dort
absolute maximum ratings. Jedoch hängt die Spannung vom Laststrom ab, so
dass man in der Regel die maximalen Ströme nicht nutzen will. Außerdem
solltest du bedenken, dass man nicht einfach alle Pins gleichzeitig
maximal belasten kann, weil sonst andere übergeordnete Limits (z.B.
Strom pro I/O Gruppe, Tmeperatur, etc) überschritten werden.
> da ja in den ICs im Prinzip auch nur FETs stecken?
Wie die Chips intern aufgebaut sind, sollst und brauchst du nicht zu
wissen. Alle nötigen Infos sollten Im Datenblatt stehen. In der Regel
ist das ein Blockdiagramm und eventuell noch Detail-Schaltungen der Ein-
und Ausgänge.
Stefan U. schrieb:> b) benutze die parametrische Suchfunktion der Chiphersteller. Wenn Dir> keine Hersteller-Namen einfallen, benutze Google.>
Fällt das dann unter Motor Drivers? Weil die meisten Hersteller da dann
eine integrierte H-Brücke haben. Oder macht es auch Sinn bei
Power/Energy nachzusehen zwecks Wechselrichter?
Stefan U. schrieb:>> Brauche ich eine Treiberstufe für so eine Treiberstufe>> Die Frage verstehe ich nicht.
Der besagte IC besteht selbst aus nem bisschen Logik (OpAmp) und nem FET
wenn ich mich recht erinnere. Und wenn ich nun Hochfrequent schalte,
schalte ich ja theoretisch auch die Gatekapazität des IC-Fets.
Daher die Überlegung, ob man nicht noch einen bipolaren Transistor
braucht um so einen Ansteuerungs-IC anzusteuern.
Andererseits: OpAmp heißt, die Kapazität ist nicht meine Sorge sondern
die des OpAmps
>> Ich kann nicht abschätzen, wie viel ein µC so ab kann>> Steht im Datenblatt des jeweiligen Mikrocontrollers.
Klar, aber eine Daumenregel à la: So ein Treiber IC macht einem AVR
nichts aus und 1µA Open-Collector ist auch ein Witz.
Noch eine Andere Frage: Puffern. Wie sieht's mit einer Elko-Armee direkt
am Vcc der Brücke aus? Die würden ja auch bei der Rekuperation helfen,
indem Sie die Energie aufnehmen.
Außerdem würden sie während dem PWM_OFF sich aufladen und daher die
Spannungsquelle homogener Belasten.
Zwei Fragen: Macht man das/Macht das Sinn?
Dann noch das Problem, dass die Spannung beim Kondensator fällt, ich
aber hier ja eine relativ genaue Spannung gebrauchen kann. Die
tatsächliche Nutzkapazität wäre ja dann marginal: Aufgeladen wird mit
Vcc und wenn der Kondensator unter Vcc ist schadet er ja der Schaltung
sogar. Es würde nur was bringen, wenn man die echte Versorgung solange
trennt. Aber Ich kann ja den Kondensator auch nicht mit einer höheren
Spannung beladen.
Eigentlich wäre eine Induktivität in der Größenordnung des Motors
angebrachter, aber das macht keiner, vermutlich wegen der Größe und dem
Verhalten der Induktion.
Du würfelst hier so viel durcheinander und äußerst wirre Vermutungen,
dass ich Dir jetzt gar nicht mehr folgen kann. Sorry, ich muss mich hier
ausklinken damit es nicht noch schlimmer wird. Vielleicht kann Dir
jemand anderes besser helfen.
Hallo Student,
Tietze-Schenk kennst Du ja sicher. Sonst geh mal in die Bibliothek.
Etwas praktische Erfahrung scheint auch zu fehlen. Zu empfehlen wäre
LTspice.
Guter Einstieg in LTspice.
http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html
Google mal nach "LTspice H_Brücke".
Hier fiel mir u.a. dieser IC auf.
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/11602fb.pdf
In LTspice gibt es dafür ein Beispiel für eine Simulation unter
LTspice\examples\jigs\1160.asc . Die im Datenblatt verwendeten IRFZ44
sind auch in LTspice verfügbar.
Dies wäre mal ein Einstieg.
mfg klaus
Student schrieb:> Der besagte IC besteht selbst aus nem bisschen Logik (OpAmp) und nem FET> wenn ich mich recht erinnere. Und wenn ich nun Hochfrequent schalte,> schalte ich ja theoretisch auch die Gatekapazität des IC-Fets.
Theoretisiere nicht! Wenn du Sorgen hast, ob du den Eingang des Treiber
ICs schalten kannst, dann werde konkret statt theoretisch. Schau in die
Datenblätter der Bausteine, die du benutzen willst (dann musst du auch
nicht mehr grübeln, ob du dich richtig erinnerst):
- welchen (DC) Strom zieht der Eingang des Treiber-ICs? (wird in 99,99%
aller Fälle völlig vernachlässigbar sein)
- welche Eingangskapazität hat das Treiber-IC? Wie viel Strom kann der
µC Ausgang liefern? Wie lange braucht er dann zum Umladen des
IC-Eingangs? Ist diese Umschaltzeit für dich irgendein konkretes Problem
oder macht die dabei anfallende Verlustleistung ein Problem für den µC?
Falls ja: denk weiter über einen "Treiber für den Treiber" nach. Falls
nein (in 99,8% aller Fälle): vergiss das Thema und konzentriere dich auf
die relevanten Aspekte deiner Schaltung.
Ansonsten noch die Empfehlung: beschreibe nicht alle Probleme die dir in
den Sinn kommen auf einmal, sondern nimm dir eins nach dem andern vor.
Dann weiß man auch, auf welche Frage man Antwort geben soll.
Wenn du dann mal einen konkreten Schaltplan hast, dann kannst du den
gern auch als Ganzes vorstellen, damit man bewerten kann, was er
insgesamt taugt.
LTSpice kenne ich natürlich aber das einfach mal zu simulieren, daran
hab ich natürlich nicht gedacht :D Das klingt in der Tat nach einer
guten Idee.
Außerdem gibt's in den Datenblättern Typical Applications die
Kondensatoren verwenden, dann kann ich mich an denen orientieren.
Achim S. schrieb:> vergiss das Thema und konzentriere dich auf> die relevanten Aspekte deiner Schaltung.>> Ansonsten noch die Empfehlung: beschreibe nicht alle Probleme die dir in> den Sinn kommen auf einmal, sondern nimm dir eins nach dem andern vor.> Dann weiß man auch, auf welche Frage man Antwort geben soll.
Da hast du Recht. Ich mache mir, wie so oft, zu viele Gedanken um
Details und komme daher nicht zu den Grundlegenden Sachen.
Und das mit den vielen Fragen ist auch so eine Angewohnheit von mir,
vermutlich, weil man sonst in einem Forum jedem immer alle Einzelheiten
aus der Nase ziehen muss.
Eine allgemeine Frage habe ich aber noch: Wenn ich die H-Brücke
vernünftig aufbaue (bzw. noch eine dritte Halbbrücke vorsehe), dann kann
ich ja relativ einfach einen Frequenzumrichter daraus machen, oder?
Im 'Prinzip' ist es ja nur eine Software-Sache noch (LC Filter ist nicht
benötigt, da der Motor die Induktivität zur Glättung ja hat).
Das setzt allerdings voraus, dass es auch (A)SM gibt, die mit 48V
betrieben werden und nicht wie üblich mit Netzspannung. Und klar: U/f
Kennlinie ist wichtig.
Student schrieb:> Eine allgemeine Frage habe ich aber noch: Wenn ich die H-Brücke> vernünftig aufbaue (bzw. noch eine dritte Halbbrücke vorsehe), dann kann> ich ja relativ einfach einen Frequenzumrichter daraus machen, oder?
im Prinzip ist fast alles in der Elektronik "relativ einfach" :-)
Aber sammel doch erst mal praktische Erfahrungen mit den einfacheren
Varianten, ehe du in Gedanken schon die nächst kompliziertere Stufe
anhängst.
