Seit einger Zeit experimentiere ich mit den Spannungswandlern, die auf der Sprut Webseite beschrieben sind. Ziel ist es, einen Fahrradakku (48 V, 10 Ah) zu laden. Mit dem Aufwaertswandeln geht es super. Die PWM erzeuge ich mit Timer1 des ATMega mit ca. 31 kHz. Nun habe ich noch einen 58 V Trafo rumliegen und habe mir ueberlegt, einen PWM-gesteuerten Abwaertswandler zu bauen. Erster Versuch mit einem N-Kanal Mosfet schlug (natuerlich) fehl. Heute also bei Segor einen P-Kanal IRF 5210 geholt und per PWM (per Software negiert) ueber eine Komplemntaertransistorstufe angesteuert. Bei 7 V am Eingang geht es super, auch bei 9 V. Leider geht bei 12 V schon nix mehr - es liegen immer volle 12 am Ausgang an, auch wenn PWM = 0 % ist. Und das ist noch meilenweit von den 70 V entfernt, die nach Gleichrichtung vom Trafo anliegen werden. Der MOSFET ist nicht kaputt, aber bei 12 V ist er eben immer durchgesteuert. Muss ich irgendwie die Gate-Spannung begrenzen (Z-Diode ?) oder per Widerstand auf Source ziehen ? Habe auch gleich einen IR2110 geholt (Danke ans Forum !) um das Ganze am Ende vielleicht mit einem N-Kanal aufzubauen. Da stoert mich, dass PWM = 0 und PWM = 100 nicht mehr moeglich sein werden. Danke im Voraus !
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Schaltplan wäre hilfreich... Und so als Denkanstoss: den Mosfet interessiert nur die Spannungsdifferenz zw. Source und Gate, nicht zwischen Gate und GND. (Bitte nicht in den falschen Hals kriegen, da stolpern viele drüber, wenn sie das erste mal was von "Stromloser Ansteuerung" hören. Weiterer Denkanstoss: Der Step-Down geht auch mit N-Kanal ohne Level-Shifter, wenn du kein durchgehendes GND brauchst. (Ziel-Akku dann zwischen VCC und Ausgang)
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Ungast schrieb: > Schaltplan wäre hilfreich... > Danke Dir ! Ist mein erster Post hier und muss noch einiges lernen. Schaltplan anbei. Der richtige MOSFET und die Spule habe ich in eagle nicht gefunden - daher hier Ersatztypen. Als Spule ist eine "Maenner'-Drosselspule drin. Die ist aber eh' nicht das Problem.
Da fehlen Basisvorwiderstände. Äh und NPN und PNP Transistor scheinen vertauscht?
Die Transistoren sind schon richtig verschaltet, ein Basiswiderstand wäre in der Tat sinnvoll um eben den Basisstrom zu begrenzen.
So, jetzt überleg mal was passiert, wenn dein Tiny den FET ausschalten will: Er legt seinen Ausgang auf +5V, die Gegentaktstufe folgt: ca +4V. Zwischen Mosfet source und gate: 12V-4V=8V => Der Tiny kann den FET garnichtmehr abschalten.
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> Weiterer Denkanstoss: > Der Step-Down geht auch mit N-Kanal ohne Level-Shifter, wenn du kein > durchgehendes GND brauchst. (Ziel-Akku dann zwischen VCC und Ausgang) Mann Jungs, ihr seid schnell - Danke ! Basiswiderstand wird gemacht. Zu Denkanstoss 2 - ist das so wie abgebildet gemeint ? Ich loete jetzt mal einen Basiswiderstand rein (10 kOhm gut ?) und schaue, ob es bei 12 V schnackelt.
> Er legt seinen Ausgang auf +5V, die Gegentaktstufe folgt: ca +4V. > Zwischen Mosfet source und gate: 12V-4V=8V > => Der Tiny kann den FET garnichtmehr abschalten. Danke. Klar ... muss ich nun einen Optokopler verwenden ? Oder wie kann ich Delta Gate/Source klein genug kriegen ? Schliesst sich gleich die Frage an, wie man es spaeter bei 70 V machen sollte ...
Stimmt, die Push-Pull Schaltung stellt ja einen Emitterfolger dar. So hätte es mit dem P-FET geklappt: http://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png
jetzt macht doch mal die Transistoren im Push-Pull Glied richtig rum! kann man ja nicht mehr mit ansehen ;D
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Zur Abwechslung noch mal was Konstruktives Von mir: Also so wie im Anhang müsste es doch laufen, man muss nur sehen das der Verstärkungsfaktor der kleinen Transistoren hoch genug ist, um mit 5V Basisspannung volle 60V Potential ans Gate zu schalten, damit der MOSFET auch dicht hält. Ich denke das sollte machbar sein :) Edit: ein Bild hätte ja gereicht aber... (!?!?!)
@Zaphod: Deine Transistoren sind falsch, die müssen mit den Emittern zusammengeschaltet werden. Einfach mal überlegen was passiert, wenn in deiner Schaltung das PWM-Signal z.B. 5V hat: Beide Transistoren leiten.
Thomas Scherer schrieb: > Zu Denkanstoss 2 - ist das so wie abgebildet gemeint ? Ja, so sollte es funktionieren. > Ich loete jetzt mal einen Basiswiderstand rein (10 kOhm gut ?) und > schaue, ob es bei 12 V schnackelt. Ein Emitterfolger hat normalerweise keinen Basiswiderstand. Der Basisstrom wird dadurch begrenzt, dass der wesentlich höhere Emitterstrom an der Last eine Gegenspannung erzeugt. Die Schaltung würde in diesem Fall aber auch mit Basiswiderstand funktionieren, allerdings mit längeren Schaltzeiten, die du mit dem Emitterfolger eigentlich verkleinern wolltest. Zaphod Beeblebrox schrieb: > jetzt macht doch mal die Transistoren im Push-Pull Glied richtig rum! > kann man ja nicht mehr mit ansehen ;D Was ist daran nicht richtig? Deine Schaltung sieht übrigens nach rauchenden Transistoren und einem platzendem Akku aus. Bei High-Pegel des PWM-Signals leiten nämlich beide Transistoren gleichzeitig (Ungast hat es schon geschrieben), und der Mosfet ist verkehrt herum eingebaut, so dass am Ausgang ständig fast 60V anliegen.
oja... jetzt seh ichs... da mus vorher noch ein pnp gegen +60V mit pull down eingeschmuggelt werden... aber ich versteh immer noch nicht warum die mit den Emittern zusammen sollen. Dann müsste man doch, um den NPN zu schalten, über 60V an der Basis aufbringen!? Das mit dem Mosfet ist ein "uhrzeitlich bedingter Flüchtigkeitsfehler", so kann man es nennen. Asche über mein Haupt... ich glaub ich geh lieber schlafen
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guest schrieb: > Stimmt, die Push-Pull Schaltung stellt ja einen Emitterfolger dar. So > hätte es mit dem P-FET geklappt: Vielen Dank. Hab's jetzt wie beigefuegt zusammengeloetet und es klappt mit 12 V ! Fuer die 70 V Anwendung muss ich dann nach passenden Transistoren suchen. Schnelle Suche ergab BC639 / 640. Gut uebrigens, dass - gegenueber dem Step-up Wandler - hier die Kuehlflaechen von MOSFET und DIODE auf selbem Potential liegen; also leitend auf den selben Kuehlkoerper montiert werden koennen. Morgen mache ich einen shunt (270 mOhm) in die Masseleitung und versuche die abfallende Spannung per LM358 auf ADC-Niveau des AVR zu bringen.
Vorsicht: Bei 60V geht dir der FET kaputt, auch wenn die Transistoren das aushalten... Wenn Q2 schaltet, liegen volle 60V am Gate an, das hält der FET nicht aus. Der Kollektor von Q2 muss an eine Spannung ~12V kleiner als die Eingangsspannung, z.B. einfach mittels 7912 erzeugbar.
Ungast schrieb:
>... z.B. einfach mittels 7912 erzeugbar.
Tnx. Der 7912 kann jedoch nur max -35 V verarbeiten. Kann ich bspw. 15 V
per Spannungsteiler erzeugen und da den 7912 dranhaengern ? Ideal waere
natuerlich ein Abwaertswandler ... uuups, das bau' ich ja gerade.
Könnte man nicht eine 12 Volt Z-Diode an das Gate des Mosfet setzen, um den Kollegen zu schützen? MfG Paul
Sicher? Klar, am Gate liegen dann 60 V bezogen auf GND an. Aber juckt den FET das? U_GS soll unter 20 V bleiben. Bei 60 V am Gate haben wir U_GS=0 V und die "Einschaltspannung" wird vom Spannungsteiler R2/R3 vorgegeben - in dem Fall würde U_GS also zwischen 0 und ca. -13 V liegen.
Ungast schrieb: > Vorsicht: Bei 60V geht dir der FET kaputt, auch wenn die Transistoren > das aushalten... > Wenn Q2 schaltet, liegen volle 60V am Gate an, das hält der FET nicht > aus. Das Geniale an dieser Schaltung ist ja gerade, dass das Ugs am Mosfet unabhängig von der Versorgungsspannung auf einen festen Wert begrenzt wird, nämlich -(Upwm-0,7V)·R3/R2 Bei Upwm=5V sind das etwa -13V, was locker innerhalb der erlaubten ±20V liegt.
Ach ja: Mit der angegebenen Dimensionierung kommt der linke BC337 mit 550mW schon dicht an seine Leistungsgrenze von 625mW (im TO-92-Gehäuse, bei SMD-Gehäusen sind es 200-250mW). Erhöht man R2 auf 1,8kΩ und R3 auf 5,6kΩ, ist die Verlustleistung nur noch 100mW.
Hi, irgendwie stehe ich auf dem Schlauch. Könnte mir bitte mal jemand die Schaltung von Thomas Scherer erklären? Was passiert wenn das PWM Signal 0 ist und was passiert wenn das PWM Signal 5 Volt ist. Wieso wird die Spannung wie in der yalu beschriebenen Formel begrenzt? Ist der Q2 nicht immer an in dieser Schaltung?
Ich antworte mir mal selber, siehe Beitrag "Re: Wie Ugs (p-FET) sinnvoll begrenzen?" . Man muss halt nur die richtigen Suchbegriffe kennen :-/
Na. Q4 & R2 ist eine Stromquelle proportional zur Basisspannung. Durch den geschalteten Strom durch R3 wird die Gatespannung an Q3 umgeschaltet. Anstelle von Q4 waere auch ein LL-MosFet denkbar.
Bei 60V klappt das so leider nie. Zuerst mal muss die Spannung für die Treiberstufe z.B. mittels Z-Diode und Emitterfolger auf z.B. 15V begrenzt werden. Da das Signal dann nur zwischen Gnd und 15V schwingen kann, müsste man dieses dem Fet kapazitiv zuleiten. Dem Fet eine Z-Diode zwischen Gate und Source spendiert, sowie einen Widerstand, z.B. 4K7, ebenfalls parallel. Dann noch den Koppelkondensator von z.B. 10n zwischen Treiberausgang und Gate...fertig. Die kapazitive Kopplung hat fast nur Vorteile, die Spannung am Gate geht hierbei nämlich zuverlässig immer bis knapp unter Sourcepotential. Und im Fehlerfall wird nur der Mosfet zerstört, die Treiberstufe bleibt intakt. Der einzige Nachteil besteht darin, daß man den Fet nicht längere Zeit voll durchsteuern kann, aber das wäre ja nie nötig...
es gäbe gemäß Bild noch die Möglichkeit des Levelshifters. Dazu müssten R2 und R3 gleich groß sein, dann zeichnet sich der Eingangsspannungshub über R3 ab. Dem Fet aber sicherheitshalber unbedingt eine Z-Diode zwischen Gate und Source verpassen!
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yalu schrieb: > Erhöht man R2 auf 1,8kΩ und R3 auf > 5,6kΩ, ist die Verlustleistung nur noch 100mW. Danke fuer den Hinweis. Hab's nun mit BC 639 / 640 gem. beigef. Schaltplan aufgebaut - und es schwingt gem. beigef. Scope-Bild. (Zuerst musste ich 'the hard way' herausfinden, dass man zu jedem Bauteil das Datenblatt aufschlagen muss: Die BC639/640 haben Basis nicht in der Mitte !). Muss zugeben, dass ich es erst bei 12 V versucht habe. Da kommen dann irgenwelchen schraegen 0,163 Volt bei 100 % Tastgrad raus. Das kanns nicht sein. Soll ich es bei 60 V mal probieren - weil nun R1 & R2 darauf abgestimmt sind ?
Wer misst misst Mist. Wo ist die Masseklemme angeschlossen? Wenn überhaupt.
G4st schrieb: > Wer misst misst Mist. > Wo ist die Masseklemme angeschlossen? > Wenn überhaupt. Hallo G4st. Nur weil sie nicht auf dem Foto ist ... ;-). [und ja, ich muss das Scope mal saubermachen] ... Sie ist - wie der Name sagt - an Masse dran. Soll ich mal die highside als Masse nehmen ? Die Tage bau ich die Schaltung nochmal neu auf und vermesse die einzelnen Stufen, bevor sie verbunden werden. Hinter Q1 muesste doch im PWM-Takt die Spannung des Spannungsteilers anliegen, stimmt's ?
Hier ein weiterer Vorschlag für die P-MOSFET Ansteuerung. Er wurde gestern in meinem Thread gemacht. Sie scheint mir einfacher und auch sicher zu sein: Beitrag "Re: TB6560HQ wird ohne Last warm" Grüße, Michael
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> > Die Tage bau ich die Schaltung nochmal neu auf... > Zwischenbericht: E S F U N K T I O N I E R T ! ! Anbei Bilder vom Aufbau. Habe die Transistorstufen einzeln aufgebaut und jeweils vermessen. Zur Sicherheit ist eine 18 V Zener am Gate gegen VCC - aber die Messungen haben ergeben, dass es den gar nicht braucht. Die Schaltung ist genial. Habe zum Spass mal eine 3 W LED an den Ausgang geschaltet und per PWM angemacht. Laesst sich prima der Strom einstellen. Die Tage stelle ich den kompletten Schaltplan und die Weichware (Bascom) ein und dann bau ich mir zum Spass noch ein paar von den Dingern. Danke an Alle, die mir auf die Spruenge geholfen haben !
@yalu
>in der yalu beschriebenen Formel
Jetzt hast du es schon geschafft als Adjektiv verwendet zu werden ;)
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