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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik H-Brücke aus IRF7489 Mosfets (PIC18F4431)


Autor: Maximilian Westenthanner (westenmax)
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Hallo,
das intensive Studium des Forums hat mir schon an vielen Stellen 
weitergeholfen. Da ich bei einem Problem allerdings auf die richtigen 
Sprünge gebracht werden muss, möchte ich deshalb um Tips zu meiner 
Schaltung bitten.
Ich möchte eine H-Brücke mit später einem PIC µController bauen. Bei 
einem Testaufbau komme ich nun nicht mehr weiter. Ein Schema der 
Schaltung habe ich im Anhang beigefügt.
Ich möchte für die H-Brücke zwei IRF7389 Halbbrücken verwenden. Als Last 
gibt es im Moment einen 220 Ohm Widerstand. Später sollen da 0,44 Ohm 
hinein. Die Fets werden durch Bausteine HCPL3020, optogekoppelte 
Fet-Treiber angetrieben, um die Gatekapazität zu überwinden. In meinem 
Testaufbau möchte ich nur einen Teil der H-Brücke aufbauen, deshalb sind 
die Fets B & C gesperrt. Der P-Channel durch den High-Zustand, der 
n-Channel mit low. Die PWM Quelle ist ein PIC18f4431 mit komplementären 
Signalen am PWM-Generator. Hier als Anti-PWM und PWM bezeichnet. Die 
Spannungen im Leistungsteil sind im Moment mit 10 V identisch. (V+ für 
die Gates und VPower für die Brücke). Meine Frequenz ist im Moment 
1.1kHz. Soll aber am Ende bei 100 kHz funktionieren. Ich habe das 
Problem, dass scheinbar an den einzelnen Drains zwar das richtige Signal 
anliegt. Auch mit reinem Gleichstrom betrieben ich einen hohen Strom 
zwischen den Drains messen kann. Aber zusammengeschaltet der Anti-PWM 
Baustein schnell heiß wird und an der Last wahrscheinlich kein PWM 
Signal anliegt. (Vielleicht mache ich Fehler beim Messen mit dem 
Oszilloskop).
Falls ich einen deutlichen Fehler in der Schaltungsplanung gemacht habe 
bitte ich darum, mir Tips zu geben, was ich noch beachten muss.
Vielen Dank

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Maximilian Westenthanner (westenmax)

>Dateianhang: Schaltplan-H-Br_cke.png (15,5 KB, 7 Downloads)

Ist brauchbar.


>anliegt. Auch mit reinem Gleichstrom betrieben ich einen hohen Strom
>zwischen den Drains messen kann.

Wieviel?

> Aber zusammengeschaltet der Anti-PWM
>Baustein schnell heiß wird und an der Last wahrscheinlich kein PWM
>Signal anliegt.

Ich tippe auf Verdrahtungsfehler.

MfG
Falk

Autor: Maximilian Westenthanner (westenmax)
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Danke für den Tip. Dann muss ich wohl eine Brücke nochmals von vorne 
aufbauen. Im reinen Gleichstrombetrieb (A=low, B= low, C= high, D = 
high) fallen über dem Lastwiderstand die vollen 10V ab. Der Strom sollte 
also 45mA sein.

Autor: Maximilian Westenthanner (westenmax)
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OK. Heute habe ich die Messwerte richtig interpretiert. Die Brücke 
funktioniert. Sobald ich eine Spannung größer der Gatespannung über die 
Brücke anlege, liegt der PWM Strom auf dem Widerstand und er wird heiß. 
Jetzt habe ich das Problem, das sobald ich einen LC-Filter zwischen 
Brücke und Last lege die Mosfets schnell sehr heiß werden, bei einer 
Frequenz von 20kHz, einer Last von 18 Ohm und einer anliegenden Spannung 
von 13V. Auf dem Oszilloskop sehe ich vor der Last eine Spannung, die an 
eine schlecht geglättete Gleichspannung erinnert. Aber wieso werden die 
Fets so heiß, wo sie doch mit extra Fet-Treibern angetrieben werden? 
Weiß jemand einen Rat?

Autor: Maximilian Westenthanner (westenmax)
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Hier nochmals der aktuelle Schaltplan. Muss ich noch extra Dioden 
zusätzlich zu den Body-Dioden verwenden wegen der großen induktiven 
Last?
Vielen Dank für Eure Hilfe.

Autor: BMK (Gast)
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Ich sehe da ein Problem.

Die beiden P-Kanal MOSFET benötigen ja ihre Gate-Spannung
mit Bezug auf Source, und das liegt auf Potential VPower.

Die Treiber aber liefern ihre Spannung mit Bezug auf GND

Bei zunehmender Differenz V+ zu VPower erhalten die MOSFET
zu wenig Gatespannung und schalten unvollständig durch.

Wenn möglich, sollten daher die P-Treiber V+ = VPower erhalten.

Autor: Maximilian Westenthanner (westenmax)
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OK. Danke. Jetzt betreibe ich die PWM mit V+ = VPower. Doch es ist mir 
etwas anderes aufgefallen. Solange ich den Oszilloskop Tastkopf an die 
Masse der Schaltung anschließe funktioniert anscheinend alles. Schließe 
ich ihn ab, schnellt die Spannung am stromgeregelten Netzgerät nach 
unten und der D (oder C!) Mosfet wird heiß.
Was könnte ich da falsch gemacht haben?

Autor: Rolf Heindorf (Firma: AERAS GmbH) (rolf-heindorf)
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was ich nicht verstehe ist, warum Du beim 3. Optokoppler die 
Eingangsdiode von V+ / Vpower versorgst? Vielleicht verbindet Deine 
Oszimasse Gnd1 und Gnd2.
Zeichne Dir mal genau die Stromversorgung vor und nach den Treibern auf, 
vor allem die Masse.
Manche Netzteile sind nicht potentialfrei und Oszimasse liegt auf PE.
Gruß

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