Hallo! Ich hab jetzt schon das halbe Internet durchforstet und komm einfach nicht drauf. Überall steht schön beschrieben, wie man mit zwei antiseriell geschalteten Mosfets Wechselspannung im Wesentlichen wie ein Relais zu jeder Zeit an und ausschalten kann. Es gibt auch unzählige Beispiele, wie dieses im Anhang. Bei der Simulation allerdings will das Ganze nicht so richtig funktionieren, weil ich nicht dahinter komme, wie dieser mysteriöse Gate-Treiber funktioniert. Hat jemand von euch eine Idee, wie man diesen Treiber basteln könnte oder wie genau das Gate Signal aussehen muss? Grüße Markus
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Die Schaltungsmasse des Treibers muss die Source der beiden Transistoren sein. Dann lassen sich beide Gates mit gegenüber Source positiver Spannung ansteuern, ganz einfach. Der Trick ist also, dass die Stromversorgung des Treibers nicht direkt mit einem der Pole der geschalteten Wechselspannung verbunden ist. Man kann z.B. den N-Leiter des Versorgungsnetzes mit Drain des unteren Transistors verbinden und dann über Diode, Vorwiderstand und Z-Diode die Treiberversorgung gewinnen. Versuch mal, bei ELV Schaltpläne zu deren Dimmern zu finden. Vermute, dass man daraus was lernen kann.
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Hallo! Hm... das die zwei Sourcen das Bezugspotential der Treiberschaltung sein sollte, hab ich mir schon gedacht. Darum hab ich das ganze kurzerhand mal Simuliert, wie im Anhang zu sehen ist. Ohne Erfolg. Die positive Halbwelle wird wie gewollt geschaltet. In der negativen Halbwelle kommt kein Stromfluss zustande. Das ganze ist also doch nicht so panal wie gedacht... Was ist da falsch daran? Grüße Markus
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Vermutlich nur, dass der untere FET keinen geeigneten Typ hat. Der BSS123 ist aber auch bloß ein 100V-Typ, nur das scheint der Simulation hier mal egal zu sein. (Anhang)
Ja Sakrablöde, jetzt funktioniert es bei mir auch! Hat vermutlich wirklich nur an der fehlenden Bauteildefinition gelegen. Auf das hab ich jetzt gar nicht mehr geachtet. Jetzt stellt sich aber immer noch die Frage, wie ich den Treiber gestalten könnte. Ich könnte über einen kleinen Übertrager nehmen und somit die Ansteuerspannung potentialfrei machen. Allerdings müsste die Induktivität verdammt groß sein, denn nur wenn der Strom größer wird, wird Spannung in der Sekundärwicklung induziert. Mit den Daten aus der Simulation und max 0.1A Spulenstrom: Ul=L*(di/dt) L=(Ul*dt)/di L=(10V*2ms)/0.1A L=0.2A Das kann doch nicht die Lösung sein oder? Grüße Markus
... Das kann doch nicht die Lösung sein oder? ... Da bin ich ganz deiner Meinung.
Da gibt's verschiedene Möglichkeiten. Z.B. ein normales Trafo-Netzteil, dessen ausgangsseitige Masse eben mit den Sourcen verbunden ist. Oder schau noch mal hoch zu meinem ersten Beitrag und überlege, wie man die genannten Bauteile sinnvollerweise verschaltet. :)
Du musst die Bode-Dioden der Fets mit nutzen. Zeichne die mal ein, dann kommt die Idee ganz schnell.
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Hallo! Hab hier mal was übles zusammengebastelt, das funktioniert. Die Versorgungsspannung für die Ansteuerung kommt dabei aus einer Trafospule V3. Allerdings ist jetzt auch keine Potentialtrennung vorhanden! Das ganze funktioniert, da der NE555 über einen push-pull Ausgang verfügt. Ich würde gerne das Ganze über einen Optokoppler machen, sodass der NE555 (oder µC) galvanisch Getrennt arbeitet. Ich hab versucht eure Tipps in eine Schaltung zu basteln. Allerdings ohne Erfolg. Zitat: Man kann z.B. den N-Leiter des Versorgungsnetzes mit Drain des unteren Transistors verbinden und dann über Diode, Vorwiderstand und Z-Diode die Treiberversorgung gewinnen. Wie soll das funktionieren? Wenn ich das Teil in die Steckdose stecke, weiß ich ja nicht, wo mein N-Leiter ist. Klar kann ich mit den 230V über eine Gleichrichterdiode, Vorwiderstand und Z-Diode (+Kondensator) eine Gleichspannung gewinnen. Siehe Bild 2. Allerdings kann ich die gewonnene Spannung nicht an die Sources anhängen. - die ist ja nicht potentialfrei! Ich seh das Ganze mit Sicherheit viel zu kompliziert. Könnt ihr mir noch ein paar hilfreiche Tipps geben? Grüße Markus
Schau mal, in Deiner NE-555-Version verwendest Du die gemeinsamen Source-Anschlüsse als "Masse" für die Ansteuerung. Genauso musst Du es auch bei der Einweg-Gleichrichtung machen.
mumpitz schrieb: > Allerdings kann ich die gewonnene > Spannung nicht an die Sources anhängen. - die ist ja nicht > potentialfrei! Muss sie auch nicht sein. Probier es mal: Häng die unteren Enden von Z-Diode und Kondensator an die Sourcen. Und denk dran, was Sven schrieb: Die FETs haben eine Body-Diode, die leitet von Source nach Drain.
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Bin mal nicht so. R11 und R13 brauchst Du für den Rückstrom durch den Zerocross-Detektor, wenn die Mos gesperrt sind. Anschluss ist klar, Trafo an AC1 und AC2, Lampe zwischen AC2 und LAMP. Der Transi oben regelt die Spannung auf grob 15V vor für einen 78L05 und die Mos-Gates. Getestet ist die Schaltung bis 24V AC mit 250W Halogen. Ohne Gewehr und Pistole.
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Hallo! Vielen Dank für eure Hilfe! Ich hab gestern unermüdlich simuliert und bin auf ein ähnliches Ergebnis gekommen wie in deinem Schaltplan, Sven. Die Erzeugung der Hilfsspannung mit einem Längsregler ist raffiniert. Könnte ich auch noch simulieren. Allerdings sehe ich da Probleme mit der Leistung. 230V~ ist doch noch eine Stufe höher als 24V~. Meine Schaltung mit dem einfachen Gleichrichter an den 230V ist sowieso eine harakiri Lösung. Für das Nachladen des Kondensators für die Hilfsspannung fallen um die 4W Spitzenleistung in der positiven Halbwelle ab. Man könnte mit Sicherheit noch einiges optimieren (bis jetzt hab ich nur die prinzipielle Funktion simulier) allerdings ist das Ganze Energieverbraten pur. Wenn man da noch einen Kühlkörper drauf schraubt, kann man glatt damit auch noch Spiegeleier braten. xD Die zweite Lösung ist da schon wesentlich effizienter. Man braucht allerdings für die Hilfsspannung einen Trafo mit 2x15V Sekundärwicklungen. Dürfte allerdings nicht so schwer zu finden sein. Es geht ja nicht um ein serienreifes Projekt. Es geht um meinen Entwicklungs- und Basteltrieb, der mich dazu treibt. ;-) Könnte der Entwurf mit der zweiten Trafospule (W2 im Schaltplan) prinzipiell funktionieren? Oder hab ich etwas übersehen? Grüße Markus
mumpitz schrieb: > eine harakiri Lösung. Für das Nachladen des Kondensators für die > Hilfsspannung fallen um die 4W Spitzenleistung in der positiven > Halbwelle ab. Ja, aber was zählt, ist der Effektivwert. Also 230²/22k = 2,5W. Je nach Last fällt das nicht ins Gewicht, gesetzt den Fall, es gibt irgendwo noch einen Ein-/Aus-Schalter und Du bekommst die Wärme abgeführt. Brauchst Du denn die Isolation zwischen Steuer- und Leistungsteil? Wenn der Steuerteil nicht berührbar ist, reicht ja im zweiten Bild eine Trafowicklung. Vielleicht kannst Du auch die Treiberstufe mit den beiden Bipolartransistoren sparen. Wenn es wirklich ein Dimmer wird, schaltest Du ja nur 2x pro Netzperiode, d.h. die Schaltverluste sind klein, auch wenn die Schaltflanken nicht so steil sind. Am meisten Strom verbrauchst Du in dem Hilfskreis, wenn die Last aus ist. Versuche, den Pullup am Optokoppler und den Vorwiderstand R2 im zweiten Bild noch zu vergrößern. Auch dieser Strom fällt aber weg, wenn Du auf den Optokoppler verzichten kannst und die Endstufe direkt an den NE555 hängst. Der sollte dann auch ein CMOS-Typ (ICM7555 o.ä.) sein.
Daniel schrieb: > Ja, aber was zählt, ist der Effektivwert. Also 230²/22k = 2,5W. Sogar nur die Hälfte, wegen der Einweggleichrichtung. Ach ja, und wenn es ein Dimmer werden soll, der mit Netzfrequenz schaltet, brauchst Du, wie Sven andeutete, noch eine Nulldurchgangserkennung. Oder Du musst doch mit deutlich höherer Frequenz schalten (PWM-Dimmung), dann klappt es möglicherweise auch ohne Netzsynchronisation.
Du könntest die Hilfsspannung über ein Kondensatornetzteil bereitstellen. Musst halt sehen, ob das mit den Strompfaden machbar ist, ich hab grad keine Zeit die Simu dafür anzuwerfen.
Gibt es auch eine ähnlich einfache Schaltung wie die erstem im Beitrag, um mehrere Verbraucher mit nur einer potentialgetrennten Versorgungsspannung zu schalten? Konkret würde ich gerne eine Steckdosenleiste per uC schalten und dabei möglichst wenig Strom verheizen. Bistabile Relais scheinen nicht so einfach zu beschaffen zu sein und Triacs brauchen fürs Zünden auch recht viel Strom, was sich gerade bei kleinen Vebrauchern negativ bemerkbar machen würde. Aber wenn ich die oben gepostete Schaltung für mehrere Mosfets-Paare verwenden will gibts bestimmt Probleme, wenn die Sourcen aller Mosfets miteinander verbunden sind. Wird ein Paar eingeschalten, liegen alle anderen Sourcen auf dem selben Potential. Dadurch werden die Bodedioden ja wieder leitend. Also gibt es da eine einfache Lösung um mehrere Verbraucher zu schalten? Danke im vorraus, Thomas
Eine einfache Möglichkeit wäre ein Photovoltaik Optokoppler wie zB. der APV1122. Den gibt es für etwas über einen € und man braucht keine extra Spannungsversorgung. Bei 220V Sachen würde ich aber ein Solid State Relais bevorzugen
Ah danke, wunderbar. "Normale" Optokoppler kommen ja nicht in Frage, da hier die Massen auch wieder verbunden werden müssen. Hab deshalb zuerst an sowas wie Mini-Trafos gedacht, aber sowas wie ein Photovolatik Optokoppler scheint mir eine prima Lösung. Mal schaun ob ich da auch noch was günstigeres finde. Zwecks Solid State Relais, kennst du welche die nicht allzuviel kosten (<5 Eur), aber dafür auch nicht soviel Strom aushalten müssen (< 5A)?
Hm, eignen sich solche Übertrager eigentlich auch dafür? http://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=41_45&products_id=1916 Würde die Eingangsseite dann per PWM ansteuern und am Ausgang einen simplen Einweggleichrichter anbringen.
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Anbei noch ein Bild wie ich mir das vorstelle (bitte den unfertigen Digitalteil nicht beachten, den mach ich später fertig). Hab die Einweggleichrichter gegen Ladungspumpen getauscht damit ich bei 5V Versorgung auf schöne (in etwa) 10V für die Mosfet-Ansteuerung kommen. Die Mosfets haben ein RDS-ON von nur etwa 0.08 Ohm, damit ich hier mit einem kleinen Kühlkörper auskomme (maximaler Strom 5A). Also, wird das so funktionieren?
Hmm, habe die Ansteuerung noch nie mit Trafos probiert, kann also wenig dazu sagen. Ich hätte Bedenken wegen der Kondensatoren da so doch recht langsame Anstiegs- Abfallzeiten der Flanken auftreten, so die FETs mehr Verluste im Umschaltzeitpunkt haben. Die APVs gibt es bei Conrad zu einem akzeptablen Preis. Habe lange keine SS-Relais gebraucht kenn da die aktuellen Preise nicht, suche mal bei den einschlägigen Händlern.
Also momentan hab ich die Zeitkonstante auf etwa 10ms festgelegt. Da Umschaltvorgänge bei meiner Anwendung nur sehr selten auftreten glaub ich nicht, dass die Verluste beim Schaltvorgang hier ins Gewicht fallen. Weiters kann ich Zeitkonstante sicher noch weiter herabsetzen. Zur Not müsste ich dann mit Schaltfrequenz am Trafo auch noch nach oben gehen. Momentan sind 10khz angedacht, weil die Übertrager mal für eine Telefonleitung gedacht waren. Das sollte sie also hoffentlich noch mitmachen. Die günstigstens SSR die ich gefunden habe, kosten um die 5Eur auf ebay. Das wär schon in Ordnung, aber die sind mir leider doch etwas zu groß und der Haltestrom war dort auch ziemlich hoch. Mich würde nur interessieren ob ich bei meiner Schaltung noch irgendetwas beachten muss. Kurze Spannungsspitzen oder dergleichen.
1. Freilaufdioden auf Primärseite der Trafos vergessen. -> Kabumm für die Transistoren / den uC 2. Treiberschaltung ist unsinnig. Leg den Mittelabgriff auf VCC und ziehe mit zwei NPN je eine Seite nach GND. 3. Mit welcher Schaltfrequenz arbeitest Du? Bei sehr niedrigen Frequenzen (100Hz) muss der Trafo ordentlich groß sein, da er sonst sättigt. Bei sehr hohen Frequenzen werden die MOSFETs gigantische Verluste machen, wenn das Gatesignal durch die Zeitkonstante von 10ms nur freigeschaltet werden. 4. Sieh am Besten noch eine Spannungsbegrenzung (< 20V) für die Gatespannung vor.
mischu schrieb: > 1. Freilaufdioden auf Primärseite der Trafos vergessen. -> Kabumm für > die Transistoren / den uC Ja an Freilaufdioden hab ich schon gedacht. Hab auch ezxplizit danach gesucht, ob man sowas bei einem Tafo auch braucht, aber nichts gefunden. Werd sie halt sicherheitshalber einbauen, danke. > 2. Treiberschaltung ist unsinnig. Leg den Mittelabgriff auf VCC und > ziehe mit zwei NPN je eine Seite nach GND. Die Übertrager haben keinen Mittelabriff. Könnte eventuell auf der Primärseite nur eine Wicklung nehmen und die beiden am Ausgang zusammenschalten, aber dann brauch ich wieder mehr von den Übertragern. Mit der Ladungspumpe geht das doch eleganter. > 3. Mit welcher Schaltfrequenz arbeitest Du? > Bei sehr niedrigen Frequenzen (100Hz) muss der Trafo ordentlich groß > sein, da er sonst sättigt. Hab ich oben geschrieben. Angedacht sind 10kHz. Wie schnell die sättigen kann ich nicht sagen, da ich kein Datenblatt zu den Teilen gefunden habe. Aber die wenigen uA zum Ansteuern der Gates werden sie wohl liefern. Wobei mein RC Glied momentan noch mehr zieht, aber das kann ich ja noch ändern. > Bei sehr hohen Frequenzen werden die MOSFETs gigantische Verluste > machen, wenn das Gatesignal durch die Zeitkonstante von 10ms nur > freigeschaltet werden. Die Mosfets selbst werden kaum mal geschalten. 1-10 mal pro Tag vielleicht. > 4. Sieh am Besten noch eine Spannungsbegrenzung (< 20V) für die > Gatespannung vor. Ok, werd einfach noch ein paar Zener Dioden an die Ausgänge heften. Sonst noch Vorschläge, damit mir das Haus nicht abfackelt?
Ah jetzt seh ich erst das Problem mit der Ladungspumpe. Das PWM Signal wechselt ja nur zwischen 0 und 5V. Damit die Ladungspumpe funktioniert brauch ich aber noch eine negative Spannung. Hm das muss ich mir was anderes einfallen lassen.
Ok ich denke die einfachste Lösung wäre nur eine Ladungspumpe auf der Eingangsseite, damit spar ich auch noch Bauteile.
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