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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Signal (10kHz) 20A erzeugen


Autor: mike (Gast)
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Hallo Leute,

habe folgendes Problem:

Ich muss ein PWM Signal (10kHz) mit ca. 20A Stromstärke erzeugen.
Hat jemand eine Idee oder Vorschläge.

mike

Autor: Gera (Gast)
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Hi,

timer555 auf 10khz einstellen, am Ausgang  ein N-FET (20A) anschließen 
;-)

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Wesentlich: Welche Spannung möchtest Du?

Bei 230V AC/ 320V DC mal nach Schaltungen von SMPS schauen im 1-2 kW 
Bereich, Frequenz ist dort zwar höher aber das kann man anpassen.

Bei 4,8 bis 36V DC nach Motoreglern für Modellbau, dto.

Nur mal so 2 Beispiele.

Autor: avion23 (Gast)
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Erzeugt eine PWM bei 10kHz, 20A nicht einige Störungen? EMV?

Beschreib mal was du machen möchtest. Vielleicht fällt einem ein 
günstigerer Weg ein.


Sonst mein vorschlag: atmel µC

Autor: mike (Gast)
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Ich möchte ein µC oder sonstiges Baustein einsetzen und ein PWM Signal 
erzeugen und über Mosfet die 15A dann mit Frequenz 10kHz PWM  12V 
schalten.

Gruß mike

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Ich möchte ein µC oder sonstiges Baustein einsetzen und ein PWM Signal
> erzeugen und über Mosfet die 15A dann mit Frequenz 10kHz PWM  12V
> schalten.
Nein, das möchtest du nicht.
Du möchtest z.B. einen Motor laufen lassen, oder eine Lampe in der 
Helligkeit einstellen, oder eine Heizung steuern. Irgendwas in der Art.

Also nochmal: was möchtest du?

Autor: mike (Gast)
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Oh Sorry,

ich möchte eine pumpe ansteuern.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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mike wrote:
> Oh Sorry,
>
> ich möchte eine pumpe ansteuern. (12V)


Wie gesagt: Bei 4,8 bis 36V DC nach Motoreglern für Modellbau, etc. 
schauen.

Autor: mike (Gast)
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Ehrlich gesagt würde mich da mehr die Mosfet Lösung interesieren, da ich 
so eine Regler selber bauen möchte.

Aber danke für den Tipp

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
12V ist doch ideal, da geht fast jeder Mosfet und ein 555 als Treiber
passt auch. Entweder mit dem 555 direkt die PWM erzeugen oder eben einen
Kontroller deiner Wahl davor und gut ist. Mache aber die Schnuren zur
Pumpe möglichst kurz.(Störungen)

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Hä ???

Du hast den uC...

den PWM-Ausgang gibst Du auf einen passenden MOSFET-Treiber (vom ICL7667 
über den IR2011 hin zu passenden Treibern)...

und da klemmst Du einen passenden N-Kanal MOSFET dran (BUZ11 oder 
bessere aktuellere Typen).

15A sind kein Thema !

10kHz ohne passende Treiber ... geht nicht !!!

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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An MOSFETs könnte ich den IRL3803 (30V/120A) oder den IRF1404 (40V/202A) 
empfehlen. Beide haben so geringe On-Widerstände, dass sie bei 15A ganz 
ohne Kühlkörper auskommen würden. Sicherheitshalber solltest du aber 
einen kleinen Kühlkörper vorsehen. Die FETs kosten bei Reichelt so ca. 
1,50€/Stück.

Autor: e-fuzzi (Gast)
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Du könntest auch einen Profet verwenden, gibt's bei Pollin für ein paar 
Cent (bis 80 V, 40 A, Highside schaltend, logische Ansteuerung)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Du könntest auch einen Profet verwenden, gibt's bei Pollin für ein paar
> Cent (bis 80 V, 40 A, Highside schaltend, logische Ansteuerung)
Ja, klar für 10kHz PWM...
z.B. den BTS555 mit 600us ton und 200us toff
--> der schaltet bei 10kHz gar nicht mehr ein :-o

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lothar Miller wrote:
>> Du könntest auch einen Profet verwenden, gibt's bei Pollin für ein paar
>> Cent (bis 80 V, 40 A, Highside schaltend, logische Ansteuerung)
> Ja, klar für 10kHz PWM...
> z.B. den BTS555 mit 600us ton und 200us toff
> --> der schaltet bei 10kHz gar nicht mehr ein :-o

Tja, die leidigen Datenblätter. Lesen viele erst nach dem "günstigen" 
Pollin-Einkauf. Warum sich auch vorher damit belasten.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Viele vertrauen halt darauf das das Bauteil ja sein eigenes Datenblatt 
auch nicht lesen kann und halt selber nicht weiss wo seine Grenzewerte 
liegen .....

Gruss Helmi

Autor: Marc Seiffert (euro)
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Bernd Rüter wrote:

> 10kHz ohne passende Treiber ... geht nicht !!!

quatsch !

10 Khz ist eigentlich noch sehr langsam schaltend. Das geht ohne 
Probleme mit dem Ausgang des Mega. Vernünftiger Mosfet ist natürlich 
Vorraussetzung. Ich würde hier einen IRF8736 verwenden (farnell, 77ct). 
Schutzschaltung nicht vergessen, die Pumpe zerschießt sonnst den Mosfet 
durch Spannungsspitzen beim Ausschalten.


Mal davon ab sind 10 Khz für die Beschriebene Pumpe absolut 
unnötig...ich würde hier im Bereich von ein paar 100 Hz arbeiten, wenn 
nicht gar weniger.


Gruß, Marc

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Marc Seiffert (euro)

>> 10kHz ohne passende Treiber ... geht nicht !!!

>quatsch !

>10 Khz ist eigentlich noch sehr langsam schaltend. Das geht ohne
>Probleme mit dem Ausgang des Mega.

[ ] Du kennst dich aus.

>Vorraussetzung. Ich würde hier einen IRF8736 verwenden (farnell, 77ct).

Der hat 2,3nF Gatekapazität. Wenn man die in sagen wir mal 100ns auf 5V 
laden will braucht man

I = C * U / t = 2,3nF * 5V / 100ns = 115mA

Damit dürfte eine AVR "leicht" überlastet sein. Ausserdem hat dieser 
MOSFET bei 4,5V Gatespannung ca. 5,5 mOhm, macht bei 20 A satte 2,2W 
Verlustleistung. Geht gerade noch so, wenn man eine grosse Kühlfläche 
auf dem Board hat.

>Mal davon ab sind 10 Khz für die Beschriebene Pumpe absolut
>unnötig...ich würde hier im Bereich von ein paar 100 Hz arbeiten, wenn
>nicht gar weniger.

Mag sein, aber die FREQEUNZ ist nciht so sehr das Problem, die 
SCHALTZEIT ist es. Denn während des Umschaltens aurbeitet der MOSFET im 
Linearbetrieb und erzeug viel Verlustleistung.

MFG
Falk

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>die
>SCHALTZEIT ist es. Denn während des Umschaltens aurbeitet der MOSFET im
>Linearbetrieb und erzeug viel Verlustleistung.



Beitrag "Logic-Level Mos-Fet Ansteuerung"

Autor: Marc Seiffert (euro)
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Falk es war nicht gefragt "Lösung muss optimal sein" sondern "Lösung 
muss funktionieren"

Geben wir dem Mosfet 333nS zum Laden haben wir 34,5mA. Das schafft der 
Mega (Maximum = 40mA / IO-Pin). Ergibt 666nS für An- und Ausschalten.

Der Threadersteller hat später von 15A gesprochen.

Ein PWM-Zyklus dauert 100µS. Bei angenommenen 99% duty-cycle haben wir 
eine Verlustleistung von (etwa) :

0.98 * 15² * 0,0055 = 1,21 W Lineare Verluste

Gehen wir davon aus (Achtung, stark vereinfacht, aber in Richtung mehr 
Verlustleistung als real) das beim Schalten 12V / 15A am Mosfet 
anliegen.  Wir haben also 180W, die wir in 0,6% der Zeit verheizen. 
Wären < 1,08W Schaltverluste.

--> 2,29W Gesammtverluste. Geht auch schöner, ja. Aber funktioniert auch 
so. Die Platine dürfte hier eine Maximaltemperatur von 55°C erreichen.

Und Bzgl. der Frequenz, die Schaltverluste werden bei geringerer 
Frequenz BEDEUTEND geringer:

100HZ --> 1,21W Linear / 0,0108W Schaltverluste --> 1,2208W gesammt

;) Gruß, Marc

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Ich würde auch eher zu einer geringeren Frequenz raten, z.B. 200Hz. Bei 
ein paar kHz piepst die Pumpe dann recht hässlich, zusätzlich zu dem 
Lärm den sie ohnehin macht. Das Brummen bei 200Hz hört man aber 
vermutlich kaum, weil die Pumpe sowieso viel tieffrequenten Lärm 
erzeugt.

Am einfachsten wäre es wohl, die PWM aus einem NE555 (nicht die 
CMOS-Version, also keinen LMC555 oder TLC555) zu bauen. Der hat nämlich 
intern eine 200mA Endstufe. Da braucht man bei geringeren Frequenzen 
keinen MOSFET-Treiber, außerdem ist er spottbillig und recht 
zuverlässig.

Autor: e-fuzzi (Gast)
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Bei geringerer Frequenz geht dann auch der Profet!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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e-fuzzi wrote:
> Bei geringerer Frequenz geht dann auch der Profet!
Ja, mit einer Umschaltgeschwindigkeit von mindestens 0,3V/us.
Zum kompletten Umschalten (12V) sind das dann 40us. Bei 200Hz (5ms) 
gehen dann immerhin 1,6% der Zykluszeit im Umschaltvorgang flöten.

Fazit:
Die Teile sind ok (ich nehme die selber auch), aber sie sind für 
irgendwelche langsamen Schaltvorgänge ausgelegt.

Autor: mike (Gast)
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Marc Seiffert hat interessante Sache angesprochen.

>es war nicht gefragt "Lösung muss optimal sein" sondern "Lösung
>muss funktionieren"

Wie würdet Ihr das machen damit es opimal ist.

Autor: Marc Seiffert (euro)
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100HZ nehmen sollte schon reichen und recht optimal sein ;)

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