Hallo, ich habe hier eine großen Hubmagneten den ich Ansteuern muss. Das Mörderteil braucht 30VDC bei 4A. Netzteil ist vorhanden, komplett mit Gleichrichter und Elko, soweit kein Problem. Ich möchte den Hubmagnet jedoch mit einem FET, da ein normaler Transistor bei den Strömen ausscheidet, ansteuern. Der Hubmagnet macht immer nur einen kurzen Anzug von ca. 200ms bis er auf einen Endschalter kommt der Meldet dass die obere Endlage erreicht ist. Dann wird er wieder abgestellt. Das hat zum Zweck ein mechanisches Getriebeteil der durch eine Feder belastet wird immer nur einen kleinen "Hüpfer" weiterdrehen zu lassen. Ich weiss jedoch nicht wie ich den FET schützen soll bzw was ich dabei beachten muss. Meine Idee war daß ich einen N-Kanal-FET verwende der eine Vds=100V hat damit der genug Reserve hat. Der Spule spendiere ich eine große Freilaufdiode. Wie schnell muss die Sein? Der FET bekommt eine Ordentliche Push-Pull-Ansteuerung mittels PNP-NPN- Treiber. Dieser Treiber wird von einem Optokoppler (Collector an Versorgung, Emitter an Basis der PNP-NPN-Treiberkombi) angesteuert. Das Gate des FET bekommt natürlich nur max. 10V, die ich mir über einen kleinen Linearregler mache. Ich bin mir nicht Sicher ob ich mir nicht was Zerschiesse mit der Sache. Das ganze soll halt sehr Zuverlässig sein da es für ein Projekt eines Kollegen ist. Wenn da was zu Bruch geht blamiere ich mich sonst ein wenig. :) Die Hauptfragen sind: Wie Schütze ich den FET am Besten? An dem Netzteil hängen noch andere Verbraucher (einige 24VDC-Schaltschütze) ich vermute mal dass die auch ordentlich Dreck in die Leitungen blasen im Schaltmoment. Was für eine Diode brauche ich (am besten Bei Reichelt beschaffbar ich möchte demnächst dort bestellen) Wäre eventuell ein Varistor am Versorgungseingang der Schaltung und eine Filterung über eine Drosselspule gefolgt von einer Suppressordiode sinnvoll? Ist die Schaltung mit dem Optokoppler so machbar? Es handelt sich um einen CNY17-2. Da der nicht extrem schnell sein muß langt der. Das Stomnetz ist halt durch das Schützgeklapper auch schon recht verseucht. Der uC der das ganze Steuert (kleiner Pic16F628 mit Quarz für exaktes Timing, Programmiert in Assembler) bekommst eine Spannung von einer 230V Wicklung des besagten Transformators (Der hat mehrere Sekundärspulen). Natürlich bekommt er die 230V nicht Direkt sondern über einen kleinen 1,8VA Printtrafo (galvanische Trennung!) gefolgt von einem Schaltregler damit das ganze nicht so Heizt. :) Für Tipps und Vorschläge bin ich Dankbar. :) Stefan
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Ich möchte den Hubmagnet jedoch mit einem FET, da ein normaler Transistor bei den Strömen ausscheidet, ansteuern. Hm, das ist doch auch für bipolare kein Problem, aber egal. Der Hubmagnet macht immer nur einen kurzen Anzug von ca. 200ms bis er auf einen Endschalter kommt der Meldet dass die obere Endlage erreicht ist. Dann wird er wieder abgestellt. Das hat zum Zweck ein mechanisches Getriebeteil der durch eine Feder belastet wird immer nur einen kleinen "Hüpfer" weiterdrehen zu lassen. Ich weiss jedoch nicht wie ich den FET schützen soll bzw was ich dabei beachten muss. Meine Idee war daß ich einen N-Kanal-FET verwende der eine Vds=100V hat damit der genug Reserve hat. Der Spule spendiere ich eine große Freilaufdiode. Mit Freilaufdiode brauchst du keine Sicherheit am FET. Wenn es kein Problem ist, dass der Strom noch ne Weile fliesst, obwohl du eigentlich auschalten möchtest, bist du damit schon fertig. Wie schnell muss die Sein? Der FET bekommt eine Ordentliche Push-Pull-Ansteuerung mittels PNP-NPN- Treiber. Dieser Treiber wird von einem Optokoppler (Collector an Versorgung, Emitter an Basis der PNP-NPN-Treiberkombi) angesteuert. Das Gate des FET bekommt natürlich nur max. 10V, die ich mir über einen kleinen Linearregler mache. Ich bin mir nicht Sicher ob ich mir nicht was Zerschiesse mit der Sache. Das ganze soll halt sehr Zuverlässig sein da es für ein Projekt eines Kollegen ist. Wenn da was zu Bruch geht blamiere ich mich sonst ein wenig. :) Die Hauptfragen sind: Wie Schütze ich den FET am Besten? An dem Netzteil hängen noch andere Verbraucher (einige 24VDC-Schaltschütze) ich vermute mal dass die auch ordentlich Dreck in die Leitungen blasen im Schaltmoment. Sollte dort vor Ort geregelt werden. Immer besser die Ursache zu bekämpfen, als aufwendig mit Störungen fertig zu werden. Was für eine Diode brauche ich (am besten Bei Reichelt beschaffbar ich möchte demnächst dort bestellen) 4A muss sie min. aushalten. Wäre eventuell ein Varistor am Versorgungseingang der Schaltung und eine Filterung über eine Drosselspule gefolgt von einer Suppressordiode sinnvoll? Kann man allgemein nicht sagen, schaden kann es aber nicht. Ist die Schaltung mit dem Optokoppler so machbar? Es handelt sich um einen CNY17-2. Da der nicht extrem schnell sein muß langt der. Welche Schaltung? Das Stomnetz ist halt durch das Schützgeklapper auch schon recht verseucht. siehe oben. Der uC der das ganze Steuert (kleiner Pic16F628 mit Quarz für exaktes Timing, Programmiert in Assembler) bekommst eine Spannung von einer 230V Wicklung des besagten Transformators (Der hat mehrere Sekundärspulen). Natürlich bekommt er die 230V nicht Direkt sondern über einen kleinen 1,8VA Printtrafo (galvanische Trennung!) gefolgt von einem Schaltregler damit das ganze nicht so Heizt. :) Was sollte denn bei einer Versorgung für einen kleinen PIC heizen? Vergiss es, 78L05, fertig. Für Tipps und Vorschläge bin ich Dankbar. :) Stefan
@Stefan Z (Gast) >Das Mörderteil braucht 30VDC bei 4A. Netzteil ist vorhanden, komplett >mit Gleichrichter und Elko, soweit kein Problem. Siehe Relais mit Logik ansteuern. Dein Magnet ist das Relais, hat ja auch ne Spule. >Ich möchte den Hubmagnet jedoch mit einem FET, da ein normaler >Transistor bei den Strömen ausscheidet, ansteuern. Der Hubmagnet macht ;-) Auch "normale" Tranistoren können problemlos das schalten. >beachten muss. Meine Idee war daß ich einen N-Kanal-FET verwende der >eine Vds=100V hat damit der genug Reserve hat. Der Spule spendiere ich Wozu? Ein 40 oder 50V Typ reicht locker. Such dir einen aus, siehe Mosfet-Übersicht. >eine große Freilaufdiode. Wie schnell muss die Sein? Normal. Nach Möglichkeit keine 0815 Netzgleichrichterdioden verwenden wie 4001 etc. > Der FET bekommt >eine Ordentliche Push-Pull-Ansteuerung mittels PNP-NPN- Treiber. Brauchst du nicht, der Magnet ist um Grössenordungen langsamer. Ein Logik Level MOSFET direkt mit einem 5V CMOS Ausgang angesteuert reicht locker. > Dieser >Treiber wird von einem Optokoppler (Collector an Versorgung, Emitter an >Basis der PNP-NPN-Treiberkombi) angesteuert. Wozu ein Optokoppler? > Das Gate des FET bekommt >natürlich nur max. 10V, die ich mir über einen kleinen Linearregler >mache. Alles viel zu kompliziert. >ordentlich Dreck in die Leitungen blasen im Schaltmoment. Ja und? Das interessiert so einen Magneten keine Millisekunde. >Wäre eventuell ein Varistor am Versorgungseingang der Schaltung und eine >Filterung über eine Drosselspule gefolgt von einer Suppressordiode >sinnvoll? Nö. >Ist die Schaltung mit dem Optokoppler so machbar? Unnötig. >1,8VA Printtrafo (galvanische Trennung!) gefolgt von einem Schaltregler >damit das ganze nicht so Heizt. :) ??? Warum nicht einfach den Trafo gescheit dimensionieren? MFG Falk
@Falk, Galvanische Trennung zwischen uC und "Leistungsteil" ist Pflicht in diesem Fall. Mein Kollege möchte das halt so haben. Optokoppler also ein Muss. Normale Transistoren haben aber in der Leistungsklasse recht Hunger auf Basisstrom. Deshalb dachte ich ich nehme einen FET der mit Steuerstrom ja recht Gutmütig ist. Der Transistor könnte aber trotzdem ein Option sein, muß ich noch mal ein wenig Rechnen und dann Schauen was für einen ich nehmen könnte. Der "Dreck" auf den Leitungen interessiert den Magneten nicht, da hast du recht, könnte mir aber den uC durch Einkopplung zum Absturz bringen... Bezüglich Trafodimensionierung: Diese kleinen Minitrafos sind sehr Spannungsweich, bei kleiner Last geht die Spannung da sehr schnell rauf. Eventuell hängen an dem uC auch noch 2-3 LEDs dran und je nach Spannungsdifferenz ist dann der Schaltregler eventuell wieder Sinnvoll. Ich werde Schauen ob ich mir die LEDs sparen kann oder Low-Current LEDs verwenden, dann kann ich mir den Schaltregler Sparen. Das ist sonst wirklich ein wenig der Overkill. Brauchen die normalen 7805 usw eigentlich eine Mindestlast am Ausgang? Wenn ja wie viel? Stefan Z
@crazy horse, >Mit Freilaufdiode brauchst du keine Sicherheit am FET. Wenn es kein >Problem ist, dass der Strom noch ne Weile fliesst, obwohl du eigentlich >auschalten möchtest, bist du damit schon fertig. Das Leuchtet mir ein, aber wie kann ich das Weiterfliessen des Stromes Verhindern? Der Weiterfliessende Strom verlängert die Abfallzeit des Magneten ja, ist dies korrekt? Stefan Z :)
Tja - schnelles Ausschalten=hohe Induktionsspannung zulassen. Je höher, desto schneller. Im Kfz-Bereich nimmt man für Zündendstufen Mosfets mit 400V Sperrspannung. Dimensionierung des Gesamten richtet sich ausschliesslich danach, wie schnell du es haben willst.
@ Stefan Z (Gast) >Galvanische Trennung zwischen uC und "Leistungsteil" ist Pflicht in >diesem Fall. Mein Kollege möchte das halt so haben. Optokoppler also ein >Muss. Naja, meinetwegen. Kann man relativ einfach machen. Optokopper mit ausreichend Spannungsfestigkeit von den 30VDC zum Gate, von dort ne 10V Z-Diode nach GND, parallel dazu 10k. Fertig ist die Ansteuerung. Schaltzeiten schätzungsweise um die 1..2ms. Wenn das zu langsam ist, einen kleinen CMOS Inverter ala 74HC04 oder so dazwischen schalten. Dann schafft man problemlos 100ns und weniger, das begrenzende Element ist dann sowieso der Optokoppler. >Normale Transistoren haben aber in der Leistungsklasse recht Hunger auf >Basisstrom. Es gibt Darlingtons ;-) >ja recht Gutmütig ist. Der Transistor könnte aber trotzdem ein Option >sein, MOSFETs sind auch Transistoren. >Der "Dreck" auf den Leitungen interessiert den Magneten nicht, da hast >du recht, könnte mir aber den uC durch Einkopplung zum Absturz >bringen... ??? Über den Optokoppler? Eher nicht. Dann muss es schon ARG schlimmer Dreck sein. >Ich werde Schauen ob ich mir die LEDs sparen kann oder Low-Current LEDs >Brauchen die normalen 7805 usw eigentlich eine Mindestlast am Ausgang? Nein. Aber ich würde einen LP2951 nehmen, ist moderner und brauchst nur ~100uA anstatt 3mA! MFG Falk
Hi! <Das Leuchtet mir ein, aber wie kann ich das Weiterfliessen des Stromes <Verhindern? Der Weiterfliessende Strom verlängert die Abfallzeit des <Magneten ja, ist dies korrekt? Ja, es verlängert die Abfallzeit. Wenn du es aber nicht machst hast du eine wahnsinnige Spannungsspitze. Ob sich der µC/Fet darüber freuen wird ist sehr fraglich. Das Optimum zwischen Abfallzeit und Spannungsspitze müsste man in dem Fall also einfach mal testen. Was hätten wir denn da so im Angebot? Freilaufdiode: - Abfallzeit verlängert - Spannung gering - Störung gering - Wärme gering RC Beschaltung: - ist immer von den verwendeten Werten abhängig - C-klein, Spannung mittel bis hoch - Abfallzeit klein - C gross, Spannung klein bis mittel - Störungen wie Spannung - Wärme gering Varistor: - ähnlich wie RC - bei hoher Belastung altern sie und führen später zu Ausfällen gesteuerte Schaltflanken:(schnell Ein, langsam Aus) - muss gut dimensioniert werden - Spannung klein bis mittel - Störungen wie Spannung - Wärme im Transistor kann recht erheblich werden - Abfallzeit je nach Flankensteilheit - lange Leitungen(zum MG) können dich ärgern Such dir was aus und überlege gut was für dich wichtig ist. Ein kurzer aber kräftiger Abschaltimpuls(Diode) muss nicht unbedingt längere Haltezeiten erzeugen wie sanftes Abbauen der Energie. Viel Erfolg, Uwe
und es könnte gut sein, dass du am Ende bei einem IGBT landest :-)
Wenns denn WIRKLICh schnell abfallen soll/muss, einfach zur Freilaufdiode ein Z-Diode in Reihe schalten, Kathoden zueinander. Der FET muss dann Vcc+Z-Spannung als Sperrspannung aushalten. Mit ner 30V-Z-Diode fällt das Relais schon sehr schnell, schneller als es anzieht. Ein 100V FET gibt es an jeder Ecke. Alternativ kann man auch die Freilaufdiode weglassen, der FET wirkt dann wie eine Z-Diode wenn die Durchbruchsspannung erreicht wird. Wenn die Energie in der Spule nicht zu gross ist geht das ganz offiziell, Stichwort Avalanche Rating, max. Avalance Energy. MFG Falk
Hallo, Danke an alle für die Vielen Hilfreichen Tipps, ich habe mich Kundig gemacht in welchem Zeitrahmen eine Freilaufdiode die Abfallzeit verlängert. Die Verlängerung der Abfallzeit ist sehr gering, damit kann ich leben da ist ja die Mechanik und die Rückzugsfeder des Hubmagneten um längen Träger, und das Ding hat ja auch noch eine nicht unbeachtliche Masse durch den fetten Zuganker in der Spule der bewegt wird. Es wird also bei der Freilaufdiode bleiben, in Verbindung mit einem Darlington (Wie Falk schon andeutete) damit habe ich genug Verstärkung. Der Darlington wird dann halt über den Optokoppler angesteuert und die Sache ist erledigt. Am Eingang der "Laststufe" werde ich noch einen Varistor anbringen und das ganze mit einigen Elkos Anständig Abpuffern. Eine Frage hätte ich noch: Ich habe bei Messungen gesehen daß ein 2. Hubmagnet der etwas länger Angezogen sein muss (Einige Minuten, das Ding ist heute gegen Abend nachträglich dazu gekommen) die Spannung ziemlich Einbrechen lässt. Der Trafo schafft die Last nur geht die Spannung halt recht runter. Dadurch Stimmt das Timing des 1. Hubmagnetes nicht mehr da ich in der Einschaltzeit nicht genug Strom durch die Wicklung bekomme. Bis sich das Feld Aufgebaut hat ist die Zeit rum und es wird wieder Abgeschaltet. Meine Idee um das zu verhindern war folgende: Der Magnet ist ja immer nur ein paar milisekunden angezogen der benötigte Strom somit im Mittel recht gering. Ich lade mittels kleinem Schaltregler (LM2576 o.ä.) einen großen Ladeelko, der Schaltregler hält mir die Spannung an diesem Kondensator konstant. Der Elko liefert den Strom für den Impuls des Magneten und wird in den Pausen vom Schaltregler wieder "nachgefüllt". Da die Spannung somit immer Gleich ist, sollte das Timing nicht mehr kritisch sein da ich immer von gleichen Startbedingungen aus gehen kann, zumindest auf der Elektrischen Seite, die Mechanik ist nicht meine Sache (ich bin mechanisch auch eine Niete nur um Ehrlich zu sein)... :) Die Stromversorgung des uC werde ich neben Printtrafo und dem üblichen Beiwerk mit einem Linearregler realisieren, Falk hat recht für max. 20mA die aber nur kurz bei Ansteuerung des Optokopplers fließen ist ein Schaltregler der Overkill. Den LP2951 habe ich leider nicht da, ich denke aber daß die paar mA die ein "normaler" 7805 braucht da auch keine große Rolle mehr spielen. :) Wenn der Optokoppler Ausgeschaltet ist, sollte der Stromverbrauch ca 10-11mA Betragen. Die LEDs habe ich auch durch Low-Current (waren noch welche da) Typen ersetzt. Falls noch jemand Tipps hat, immer her damit. Nochmals Danke an alle für die Tollen Tips! Stefan Z. :)
@Stefan Z (Gast) >noch eine nicht unbeachtliche Masse durch den fetten Zuganker in der Doppelte Negation ist immer wieder lustig . . . ;-) >Ich habe bei Messungen gesehen daß ein 2. Hubmagnet der etwas länger >Angezogen sein muss (Einige Minuten, das Ding ist heute gegen Abend >nachträglich dazu gekommen) die Spannung ziemlich Einbrechen lässt. Zwei Schaltstufen einbauen. 1. MIt vollem Strom den Magneten anziehen lassen, dann nach ca. 1s den Strom auf die Hälfte oder weniger verringern. Kann man über ein Monoflop und einen zweiten Schalttransistor steuern. Dieser schaltet im ersten Moment den Magneten direkt und schaltet nach kurzer Zeit ab. Der direkt per Optokoppler gesteuerte Transistor schaltet den Magneten per Vorwiderstand. MFG Falk
@ Falk, öhmm, ich kann da keine doppelte negation erkennen, mag eventuell sein dass der Satz grammatikalisch nicht so ganz ok ist, kann ja mal passieren. Einen Widerstand wollte ich eigentlich vermeiden da der ja den Wirkungsgrad nicht grade Verschönert. Je nach Leistung muss ich da ein ganz schön großes Kaliber verwenden. Ich dachte da eher an eine Art Schaltregler als Stromregler oder ähnlich. Werde ich mich noch mal kundig machen. Danke Trotzdem :) Stefan Z
Stefan Z wrote: > @ Falk, > > öhmm, ich kann da keine doppelte negation erkennen, mag eventuell sein > dass der Satz grammatikalisch nicht so ganz ok ist, kann ja mal > passieren. > Falk spielt auf die von Dir gewählte rhetorische Formulierung an, die man gemeinhin Litotes nennt. Oder zu deutsch: Verneinung des Gegenteils. Deine Grammatik: Ist aber vom Satz volkommen unbedenklich und korrekt. > Einen Widerstand wollte ich eigentlich vermeiden da der ja den > Wirkungsgrad nicht grade Verschönert. Je nach Leistung muss ich da ein > ganz schön großes Kaliber verwenden. Ich dachte da eher an eine Art > Schaltregler als Stromregler oder ähnlich. Werde ich mich noch mal > kundig machen. Das geht mit einem Schaltregler schon. Also eine Art 2-Stufen-Magnetansteurung. Wobei Du bei der von Dir gewählten Formulierung ("ist für einen kollegen...soll extrem zuverlässig sein") bedenken darfst, ob statt des Mehraufwandes für Baulelemnte leiber ein "fetter" Widerstand zuverlässiger ist. Denn mehr Bauelemnte heißt vom Grundsatz erst mal: Höhere Ausfallwahrscheinlichkeit. Von höhren Kosten mal ganz abgesehen. Aber da kommt es halt drauf an was letztlich wichtiger ist. Ich kaufe für sowas immer Magnetspulen mit 2 Wicklungen, Anzugs- und Haltwicklung. Bzw. ich wickele sie bei Einzelstücken selber. hth, Andrew
crazy horse wrote:
> nicht unbeachtliche==beachtlich :-)
Leider ist Dein Bespiel nicht korrekt.
Die beiden = implizieren ein eineindeutige Zuordnung. Eben genau diese
ist nicht gegeben.
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