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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM-Steuerung DC-Motor mit Bremsfunktion


Autor: Thomas H. (tommy1977)
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Hallo,

auf dieser Seite ist ein Vierkantsteller (H-Brücke) beschrieben: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Vierquadrantensteller

Es werden die verschiedenen Vorgänge der Schaltungen während der 4 
Funktionen - Vorwärtslauf beschleunigen - Vorwärtslauf bremsen - 
Rückwärtslauf beschleunigen - Rückwärtslauf bremsen - beschrieben. Die 
Vorgänge beim Bremsen (inkl. Rückspeisen in die Akkus) verstehe ich.

Was ich allerdings nicht verstehe ist, dass beim Beschleunigen immer die 
unteren FETs durchgeschaltet werden und dann jeweils die oberen mit dem 
PWM-Signal gesteuert werden. Der Schaltungsaufwand wäre viel geringer, 
wenn man nur die beiden unteren FETs je nach Bedarf mit dem PWM-Signal 
pulst und dann jeweils einen der beiden oberen dazu schaltet. Da eher 
selten zwischen Vorwärts-/Rückwärtslauf umgeschaltet wird, besteht so 
auch nicht die Gefahr, dass die Bootstrap-Kondensatoren geleert 
werden...

Gibt es einen bestimmten Grund dafür, dass die oberen FETs mit dem 
PWM-Signal angesteuert werden?

Danke!

Gruß,
Thomas

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Abo

Das habe ich mich auch schon des öfteren gefragt...

Autor: Floh (Gast)
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Thomas H. schrieb:
> Gibt es einen bestimmten Grund dafür, dass die oberen FETs mit dem
> PWM-Signal angesteuert werden?

Es gibt auch Schaltungen, bei denen die Lowside FETs gepulst werden. Ist 
halt meistens Geschmacksache, außer man macht so Sachen wie Strommessung 
über den Rdson vom FET oder sonst was spezielleres.

Autor: Mike Hammer (-scotty-)
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Könnte am unterschiedlichen Bezugspotenzial liegen.
Ein FET ist in Drainschaltung und der andere FET in
Sourceschaltung. (Jeweils für einen Strompfad betrachtet.
Durchaus möglich das man kleinere Probleme damit
vermeidet, kann aber nicht sagen, welche.

Autor: Thomas H. (tommy1977)
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Danke für die Antworten. Ich denke, ich werde wie geplant LS-FETs 
pulsen...

Gruß,
Thomas

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Thomas H. (tommy1977)

>PWM-Signal gesteuert werden. Der Schaltungsaufwand wäre viel geringer,
>wenn man nur die beiden unteren FETs je nach Bedarf mit dem PWM-Signal
>pulst

Was spart man da ein? Nichts.

> und dann jeweils einen der beiden oberen dazu schaltet. Da eher
>selten zwischen Vorwärts-/Rückwärtslauf umgeschaltet wird, besteht so
>auch nicht die Gefahr, dass die Bootstrap-Kondensatoren geleert
>werden...

Genau anders herum wird ein Schuh draus! Eine normale Bootstrapschaltung 
kann man nicht statisch steuern, sprich 0% und 100% Tastverhältnis sind 
nicht drin. Ja, es gibt bessere, erweiterte Schaltungen, die können das, 
aber nicht alle. Und eben darum ist es besser, die High Side FETs mit 
PWM zu steuern, damit bleibt der Bootstrap in Bewegung. Siehe 
Treiber.

MFG
Falk

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Falk Brunner schrieb:

> Genau anders herum wird ein Schuh draus! Eine normale Bootstrapschaltung
> kann man nicht statisch steuern, sprich 0% und 100% Tastverhältnis sind
> nicht drin. Ja, es gibt bessere, erweiterte Schaltungen, die können das,
> aber nicht alle. Und eben darum ist es besser, die High Side FETs mit
> PWM zu steuern, damit bleibt der Bootstrap in Bewegung. Siehe
> Treiber.

Nö.

Der Bootstrap-Kondensator wird nur geladen, wenn die Low-Side 
durchgeschaltet ist. Darum würde ich die PWM an die Low-Side legen.

Autor: Thomas H. (tommy1977)
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> Was spart man da ein? Nichts.

Natürlich spart man was. Wenn ich den Motor kontrolliert bremsen möchte 
(also mit Rückspeisung), dann muss ich beide LS-FETs einzeln schalten 
und auch einzeln mit dem PWM-Signal pulsen können - je nach momentaner 
Drehrichtung. Beim Beschleunigen kommen die HS-FETs dazu. Wenn ich die 
einfach nur dazuschalten muss ist das einfacher, als bei allen FETs ein 
PWM-Signal an- und ausschalten zu müssen.

> Genau anders herum wird ein Schuh draus! Eine normale Bootstrapschaltung
> kann man nicht statisch steuern, sprich 0% und 100% Tastverhältnis sind
> nicht drin. Ja, es gibt bessere, erweiterte Schaltungen, die können das,
> aber nicht alle. Und eben darum ist es besser, die High Side FETs mit
> PWM zu steuern, damit bleibt der Bootstrap in Bewegung. Siehe
> Treiber.

Das stimmt so nicht.
Um die HS-FETs permanent (od. mit sehr langsamer Frequenz) High od. Low 
zu schalten kann man die Bootstrap-Komponenten komplett weglassen - 
dafür reicht die interne Ladungspumpe. Das steht übrigens auch in den 
App.-Notes der Treiber so drin... Die Ladung im Bootstrap ist dazu da, 
das Gate schnell genug laden/entladen zu können (wegen der 
Schaltverluste). Ein PWM-Signal ist also eher problematischer, da die 
Bootstrap-Kondensatoren bei z. B. 80% möglicherweise nicht genügend Zeit 
haben, um wieder ausreichend geladen zu werden...

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