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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik H-Brücke angesteuert von Mikrocontroller


Autor: knoten kurt (victorpratau)
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Hallo,

ich habe vor eine H-Brücke selber zu bauen - muss aber dazu sagen, dass 
ich selber noch keine Erfahrung gesammelt habe mir ne Schaltung selber 
zu bauen. Ich kenne leider nur die Theorie aus der Uni. Den Aufbau einer 
H-Brücke ist mir bekannt.

Ich wollte aus einem Mikrocontroller den 5V logischen Spannungspegel 
nutzen um ein der beiden MOSFET-Paare anzusteuern. Die Dimensionierung 
der MOSFETS ergeben sich aus dem Strombedarf des Motors( max. 60A ). Das 
heisst mein MOSFET hat bei Ugs=5V ein Ia von min 60A.

Zur ersten Frage: Könnte ich aus einem PIN des Mikrocontrollers die 5V 
Flanke nutzen um 2 MOSFETS anzusteuern oder benötige ich da einen 
Transistor damit auch an jedem 5V (und nicht weniger!) anliegen?

Zweite Frage: Da ich im praktischen keine Erfahrung habe, wüsste ich 
auch nicht wann und vorallem wie groß Vorwiderstände zu nutzen sind?

Für erste Antworte würde ich mich freuen...

MfG Vic

Autor: Chufu (Gast)
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Hier ein vielleicht nützlicher Link

http://www.rn-wissen.de/index.php/Getriebemotoren_...

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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> Hallo,
tach

> ich habe vor eine H-Brücke selber zu bauen - muss aber dazu sagen, dass
> ich selber noch keine Erfahrung gesammelt habe mir ne Schaltung selber
> zu bauen.
noch gar keine? und dann als erstes gleich was mit H brücke? na 
glückwunsch!

> Ich kenne leider nur die Theorie aus der Uni.
prima, davon kannste 90% gleich wieder vergessen weil du es in der 
praxis nie brauchst.

> Den Aufbau einer H-Brücke ist mir bekannt.
immerhin.

> Ich wollte aus einem Mikrocontroller den 5V logischen Spannungspegel
> nutzen um ein der beiden MOSFET-Paare anzusteuern. Die Dimensionierung
> der MOSFETS ergeben sich aus dem Strombedarf des Motors( max. 60A ). Das
> heisst mein MOSFET hat bei Ugs=5V ein Ia von min 60A.
ooch läppische 60A gleich in der ersten schaltung? na hauptsache du hast 
das zu silvester fertig!

> Zur ersten Frage: Könnte ich aus einem PIN des Mikrocontrollers die 5V
> Flanke nutzen um 2 MOSFETS anzusteuern oder benötige ich da einen
> Transistor damit auch an jedem 5V (und nicht weniger!) anliegen?
was sagt denn die theorie der uni dazu? müssen nicht immer zwei SCHRÄG 
gegenüberliegende FETs aufgesteuert werden? so'n mist. schau dir erstmal 
was zum thema high side mosfet an. da ist die gate-ansteuerung nämlich 
nicht mehr gegen masse, sondern gegen plus (p-kanal mosfet) oder dem 
mittelpunkt der halbbrücke (n-kanal mosfet). wenn dein motor mehr als 5V 
braucht kannst du die oberen mosfets also nicht mehr einfach mit einem 
µC ansteuern, du brauchst mindestens einen level shifter dazwischen. die 
unteren mosfets kannst du aber mit je einem µC pin ansteuern wenn du 
logic level FETs nimmst.

> Zweite Frage: Da ich im praktischen keine Erfahrung habe, wüsste ich
> auch nicht wann und vorallem wie groß Vorwiderstände zu nutzen sind?
dir ist klar, daß mosfets spannungsgesteuert sind und nicht 
stromgesteuert? das heißt es fließt kein statischer gatestrom, das gate 
wird entweder geladen oder entladen. je nach frequenz würde ich 10-100 
ohm nehmen.

> Für erste Antworte würde ich mich freuen...
naja... oder eben auch nicht! ;)

Autor: Flo (Gast)
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Wenn du 2 Mosfets gleichzeitig mit nem MC-Pin ansteuern willst, solltest 
du bei der Mosfetauswahl auf sehr geringe Gatekapazitäten achten.
Denn je höher die ist, desto länger dauert der Entlade- /Aufladevorgang 
des Gates durch den MC -> länger im mittelohmigen Bereich -> mehr Wärme.
Außerdem sollten in die Gateleitungen Widerstände, um den Gatestrom zu 
begrenzen, ansonsten funktionieren irgendwann die Pins vom Prozessor 
nicht mehr, wenn er andauernd hohe Pulsströme frisst/ liefern muss.

Diese Widerstände müssen halt so diemensioniert werden, dass der 
Maximalstrom den Prozessorpinstrom nicht überschreitet.
Bei AVRs zum Beispiel:
max 20 mA Strom pro Pin
Am Anfang des Gateaufladens fällt dann die Spannung von 5 V am 
Widerstand ab (da die Gatekapazität ja anfangs keine Spannung aufgebaut 
hat) ->
R = U / I = 5V / 20 mA = 250 Ohm

Noch so als hinterher: Ich würd die Mosfets bei 60 A großzügig bemessen 
und außerdem auf nen Kühlkörper oder wenigstens eine Kupferfläche 
schrauben.

Autor: knoten kurt (victorpratau)
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Mein Motor hat eine Betriebsspannung von 13,5V. Wie sollte der level
shifter dimensioniert werden, wenn ich eine der beiden MOSFET-Paare
ansprechen will. Den unteren MOSFET werde ich mit der 5V Flanke direkt 
schalten, aber beim oberen MOSFET ist der Ausgang zum Motor hin. Wie hat 
die Verschaltung korrekt auszusehen, damit auch beim oberen MOSFET 5V 
anliegen.

danke

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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beim oberen mosfet werden nie 5V anliegen. außer in dem moment wo dir 
der aufbau um die ohren fliegt vielleicht... ;)

13-14V eingang hast du noch richtig schwein. das bedeutet nämlich du 
kannst p-kanal-mosfets nehmen (brauchst für einen hohen wirkungsgrad bei 
60A aber schon richtig gute!!). die vertragen bis 20V gatespannung, du 
kannst mit einer hilfsstufe das gate also direkt bis masse ziehen. diese 
treiberstufe ersetzt damit den level shifter.

die schaltung im anhang kommt sogar aus diesem forum hier. komm bitte 
nicht auf die idee den ersten transistor durch ein µC pin zu ersetzen, 
der µC bekommt sonst die 14V ab und könnte das übelnehmen.

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