mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Pumpensteuerung - so ok?


Autor: Chris (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich möchte die Stärke einer Pumpe mit PWM steuern.

Ich hab mir diese Schaltung unten überlegt.
http://www.shortysfastlane.de/pwm.jpg

Meine Frage ist, wie ich den Tiefpass (CL Glied) Dimensionieren sollte 
bzw. muss, damit die PWM Signale schön geglättet werden.

Und generell, was ihr von der Schaltung haltet, bzw. was Ihr verbessern 
würdet.

Dank und Gruß
Chris

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der FET wird einmal an und ausgehen. Dann ist er kaputt.

Weiterhin wird ein Atmel NIE direkt ein Gate mit 100..200kHz schnell 
genug umladen können.

Autor: Markus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm doch den L6205.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich glaube nicht, dass das Motor-IC für diese Frequenzen geeignet ist..

Autor: Bensch (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine Pumpe mit so hoher Frequenz zu takten, ist schon fast strafbar....

Autor: Andi (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

-100Hz - 16kHz reichen (16kHz hört man nicht mehr)

-Den Controller nicht überlasten: Das Gate stellt eine Kapazität dar. 
Beim Umladen fließt der Strom den der Controller liefern kann -> 
Vorwiderstand R1

-Du brauchst einen unbedingt einen Freilauf für die Induktivität des 
Motors (D1) um deinen FET nicht zu schrotten. (Nicht eine Induktivität 
mit Freilauf vor dem Motor! ROFL). Ein LC-Filter vor der ganzen 
Schaltung kann aber je nach Anwendung auch Sinn machen, der braucht dann 
aber keinen Freilauf. Zur Anwendung hast du aber nicht erwähnt...

-C1 ist dazu da die Stromversorgung deiner Schaltung zu enkoppeln.

Ansonsten hättest du dir schon ein wenig Mühe geben können, im Netz gibt 
es unzählige Beispielschaltungen für sowas. Hier im Forums sind die 
meisten sehr empfindlich, wenn jemand faul ist und geben entsprechend 
"unmotivierte" Antworten. (siehe die bisherigen Posts)

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke Andi.

Ich finde allerdings, dass ich mir ganz schön Mühe gegeben habe!
Und ich glaube auch kaum, dass ich einen Vorwiderstand brauche.
Der IC hat ja schon nen eigenen Ausgangswiderstand von ca. 200 Ohm!

Angenommen ich pack nochmal 200 ohm drauf sinds ja schon 400 - und die 
Kapazität soll ja schnell geladen werden.

Das mit der Freilaufdiode hab ich vergessen, da habe ich nicht dran 
gedacht.
Danke für den Einwand.
Das mit C1 versteh ich nicht so ganz, was muss da entkoppelt werden? das 
C geht doch gegen Masse... wie groß sollte dieser Kondensator dann sein? 
Kerko mit 10N oder lieber 100 N ?

Ich hab nun nochmal ne Verständnissfrage. Ich dachte immer, je schneller 
man PWM macht, desto besser.

Je schneller das Schaltsignal, desto eher kommt es doch einer 
Gleichspannung nahe, oder denke ich da falsch? Desswegen wollte ich das 
Signal mit dem LC Glied glätten.

Ist ein LC Glied jetzt Sinnvol für meine Anwendung? Und wenn ja, wie 
soll ich dimensionieren?

Autor: Anon Ymous (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du brauchst wahrscheinlich kein LC Glied. Dein Motor stellt schon eine 
Induktivität dar.

Je höher die Frequenz dest so höher die Schaltverluste. Deswegen so 
niedrig wie möglich, auch wegen EMV. Du brauchst einen Treiber für den 
Mosfet. Das kann der AVR nicht übernehmen, weil das Gate wie ein 
Kondensator wirkt. Du kannst einen Kondensator nicht über einen AVR-pin 
mit 100kHz umschalten. Der Kondensator wirkt als Kurzschluss.
Entweder du machst die Frequenz sehr niedrig und beschränkst durch einen 
Vorwiderstand den Strom zum mosfet-gate,
oder du verwendest einen mosfet-treiber.

Die Freilaufdiode (über dem Motor) sollte eine schottky-diode sein.

Ausgangswiderstand von den avr-pins ist übrigens ~39Ω (?).

Und ja, du hast dir Mühe gegeben ;)

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Je schneller das Schaltsignal, desto eher kommt es doch einer

Nein. Die PWM-Frequenz ist an den Motor anzupassen. Die 
Ankerzeitkonstante La/Ra ist zu rate zu ziehen. Je nach Motorgröße liegt 
man wohl im einstelligen kHz-Bereich...


>Ist ein LC Glied jetzt Sinnvol für meine Anwendung?

Nein. SO wie Andy schon gezeigt hat. Über den C1 zusätzlich noch einen 
großen Elko.
Die Spannung PWM sollte, je nach FET, zwischen 12..15V liegen, damit 
dieser sicher durchsteuert.

Autor: Mike J. (emjey)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Die Spannung PWM sollte, je nach FET, zwischen 12..15V liegen,
> damit dieser sicher durchsteuert.

Der IRLZ35N ist ein Logic Level Mosfet (Ugs = 2.5V), wenn Ugs höher als 
auf 13V steigt ist das Gate kaputt!

Auch bei 10V hält dein Mosfetgate nicht so sehr lange, am besten wählst 
du Ugs zwischen 3V und 5V.
Bei deiner winzigen Last wären auch 2.5V kein Problem.

Autor: Anon Ymous (avion23)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
IRLZ35N ist falsch,
es ist ein IRLZ34N mit V_GS = +-16V.
5V reichen vollkommen zur Ansteuerung.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>>> Ich glaube nicht ...
> Und ich glaube auch ...
Ja, wo sind wir denn? Das sind keine Glaubensfragen, sowas kann man im 
Datenblatt nachschauen bzw. berechnen  :-/

Autor: Oliver (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Der IC hat ja schon nen eigenen Ausgangswiderstand von ca. 200 Ohm!

Hoffentlich weiß der das auch.
Leg doch spasseshalber mal den High-geschalteten Pin direkt auf Masse, 
und miss den Strom, der dann fliesst.

Oliver

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also dass der FET mit 5 V läuft ist sicher! Zum Thema "Glauben" :-)

Ich hab mal folgendes gerechnet:
Vorwiderstand zum Fet 150 Ohm.
Mit Lade- und Entladezeit sowie Trägheit etc. alle Werte aus dem 
Datenblatt (und zwar die max. Werte) kam ich auf ca. 16 khz frequenz. 
Dabei wäre der FET aber nur mit AN/AUS beschäftigt. Also würde nie ganz 
an sein (gerechnet mit 6 Tau).

Ich kenn mich nicht aus, daher sage ich wieder - ich glaube - dass alles 
kleiner 1 kHz unkritisch sein müsste.

Da ihr aber sagt, dass ich sowieso viel niedriger Takten soll, müsste es 
doch laufen.

Wie kann ich die ideale Taktzeit nun ermitteln? Zur Ankerkonstante habe 
ich nichts weiter gefunden.

Ich hab nochmal nachgesehen - die Pumpe zieht bei 12V 3 Ampere. Mehr 
weiß ich nicht von der Pumpe oder dem Motor der da drinn ist.

Auf wie viel Hz oder MHz soll ich nun takten? Man kann es ja jederzeit 
verändern, aber wo fang ich an? 100Hz oder eher 500 Hz?

Gruß
Stomper

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
500 Hz

Autor: Andi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm doch ein Steckbrett und probiers aus, bevor du noch 3 Tage auf 
Antworten aus dem Froum wartest.
500Hz ist doch ein guter Startwert :-)

Wenn dein FET zu warm wird, ist die Schaltfrequenz zu hoch.

Als Diode solltest du was Schnelles nehmen, s.B. eine SB340 (Der 
mittlere Strom in der Diode bleibt deutlich unter dem Motorstrom, 
deswegen ist die hier nicht unterdimensioniert).

Als Versorgungsbypass würde ich mal 1000µF oder mehr nehmen und nen 100n 
Kerko parallel.



Wenn dich das Ladeverhalten/Zeit des Gates interessiert, ist Fig. 6 im 
Datenblatt wesentlich aufschlussreicher:

Der erste steile Teil bis zum erreichen der Thresholdspannung (1-2V) ist 
der ist der Ladevorgang des Gates bis der Transistor beginnt zu öffnen. 
Bis dahin gibt es kaum Verluste im Transistor.

Die Spannung am Gate Steigt weiter, bis der Transistor den vollen Strom 
(in dem Diagram 16A) trägt. Bei erreichen des ersten Knicks ist der 
Transisor vollkommen offen, es fallen die vollen 12V*5A Verlustleistung 
im Transistor an. Bei Welcher Gatespannung der erste Knick ist, lässt 
sich aus Fig 3 entnehmen.

Dann kommt ein Plateau, während der Transistor Millerkapazität umgeladen 
wird und die Drainspannung abfällt. Am Ende des Plateaus ist der 
eigentliche Einschaltvorgang beendet. eine weiter Erhöhung der 
Gatespannung führt jetzt nur noch zu einer Verringerung des Rdson.

Die Verlusenergie eines Einschaltvorgangs (bei induktiver Last) lässt 
sich überschlägig berechnen aus 0.5 U*I*t (bei dir 12V 3~5A). t ist die 
Zeit die vergeht vom Erreichen der Thresholdspannung bis zum Erreichen 
des "zweiten Knicks" im Gateladungsdiagramms. Da du keine Stromquelle, 
sondern eine Spannungquelle mit Widerstand (=Portpin) zum Laden des 
Gates hast, muss du die jeweils aktuelle Gatespannung aus dem Diagramm 
zur Berechnung des Stroms verwenden.

Das ist jetzt immer noch nur eine grobe Näherung, weil viele ander 
parasitäre Sachen nicht berücksichtig wurden. Deswegen: Einfach 
ausprobieren!

BTW: Ein Atmega16 liefert laut Datenblatt 70mA bei 3V am Pin und 5V 
Versorgung, was eher 30 Ohm als 200 entspricht.

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok, danke Leute.

Ich probiers aus!

Gruß
Chris

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.