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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gleichstrommotor mit Mosfets schalten


Autor: Warren Spector (jcdenton)
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Moin.

Ich habe hier ein kleines Problem. Ich möchte einen Gleichstrommotor der 
an einem Akku hängt mit 2 FETs schalten. Leistungsdaten hab ich nicht 
wirklich, aber er funktioniert mit Akkus im bereich 9,6-12V 
hervorragend, dreht 33k u/min und ist vergleichbar mit modellbaumotoren. 
länge etwa 60mm durchmesser nicht mehr als 30 mm, allerdings 
neodymmagnete und schon recht kräftig. Die Akkus sind Sub-C zellen oder 
li ion zellen, geben also schon paar ampere ab. Schätzungsweise sind da 
durchaus mal 40A unterwegs (kurzzeitig).

Als Fets verwende ich einen IRF 4905 und einen IRL 1404.

Der Motor wird nun kurz gestartet durch einen Fet, erzeugt in meiner 
Mechanik eine 360 Grad Drehung, und soll dann wieder stoppen, und das 
möglichst schnell. Dazu wird er mit einem zweiten fet kurzgeschlossen.

Der Aufbau an sich ist ganz simpel, und es funktioniert mit schwachen 
Motoren und Akkus gut, nur sobald die Motoren und Akkus kräftiger 
werden, gehen die Fets sofort nach dem ersten Einsatz kaputt.

Die Vermutung ist, das irgendwelche blöden dreckigen Effekte mir da 
reinpfuschen, und den FET grillen.

Da ich mich mit Leistungselektronik nicht wirklich auskenne, jetzt die 
Frage, wie löst man so ein Problem fachgerecht und möglichst so robust, 
das das ewig hält ?

Problem ist der relativ begrenzte Platz, und das das ganze sehr schnell 
geschaltet werden muss. Also Relais usw fällt raus.

Schaltplan hängt an....

Ich bin dankbar für jede brauchbare Anregung,

gruß JC

Autor: HildeK (Gast)
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Ich vermute mal, deine FETs sind im Übergangsbereich beide leitend. Bei 
einer Quelle, die viel Strom kann, ist das dann schnell zu viel. SOA.

Autor: JensG (Gast)
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jo, denke ich auch mal, daß die Fets beide im Übergangbereich mal 
kurzzeitig leitend sind. Da die Gatekapazitäten beider T's sicherlich so 
um die 10-20nF groß ist, und auch über die D-G Kapazität das Drain auf 
das Gate zurückwirkt (also denm Gate entgegenwirkt, erhöht dich die 
dynamische Kapazität noch ein ganzes Stück. Zusammen mit dem 22k 
Widerstand kommen etliche 10 oder gar 100µs an Zeitkonstante heraus, 
bzw. diese Zeit etwa ist dann die Übergangszeit. Da leiten beide, und 
durch den Querstrom braten beide schön vor sich hin.
Du mußt also für Schnellgkeit beim Umschalten sorgen, also z.B. mit 
einer Treiberschaltung, oder Du sorgst für eine kurze Lücke beim 
Umschalten, in der beide T's während des Umschaltens mal kurz komplett 
aus sind, womit kein Querstrom entsteht.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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evtl. was davor schalten. der eingezeichnete 100 Ohm Widerstand soll 
zwei Aufgaben erfüllen:
 - Begrenzung des Querstroms in der Treiberstufe
 - Totzeit für die beiden Endstufentransistoren

Das Einschaltmoment wird über die 100 Ohm und der jeweiligen, bereits 
angesprochenen Gatekapazität verlangsamt und im Ausschaltmoment gehts 
direkt über den jeweiligen Treibertransistor.
Für die Treibertransistroen nimmt man natürlich kleinere Transistoren 
mit geringerer Gateladung. Man kann probieren, den 100 Ohm 
"Querwiderstand" auch größer zu machen. Zum Test ruhig mal ein 
Oszilloskop an beide Gates und sich das mal ansehen.

Ich glaube, das könnte so funktionieren... ;-)

Gruß
Axelr.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Kurz nochwas hintendrann:

hinter den Schalter würde ich noch ein 40106 schalten.
Der 22k und der 100 Ohm am schalter fallen dann weg, den Schalter würde 
ich mit 10k/100n entstören.

Autor: Warren Spector (jcdenton)
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Hallo,

Ich bedanke mich erstmal für die sehr hilfreichen Antworten, ich melde 
mich zurück sobald ich es ausprobiert habe !

mfg :)

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