Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IRF840 und PWM Ansteuerung


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von Bene J. (terfagter)


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Hallo zusammen,

ich würde gerne mit einem IRF840 und einem ATMEGA mit PWM einen ohmschen 
Verbraucher schalten, genau genommen ist es eine kleine elektrische 
Heizung, die in 10 Stufen einstellbar sein soll. Die Schaltung sollte 
nicht das Problem sein, aber ich kann irgendwie nirgends was finden, 
welche Frequenzen ich nehmen soll/kann. Kann mir bitte jemand dazu 
Informationen geben?!?

Die Heizung wird mit 8V betrieben und benötigt 4,5A.
Der Controller arbeitet mit 3,3V.

Vielen Dank für eure Hilfe...

von Hubert G. (hubertg)


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Frequenz würde ich sehr klein wählen. So 100Hz würde ich sagen. Es sein 
denn sie gibt Geräusche von sich, dann noch weiter herunter. So eine 
Heizung ist so träge das auch 10Hz keine Probleme machen werden.
Ob du mit einem IRF840 deine Freude haben wirst, weiss ich nicht. Ich 
würde da eher einen IRLZ34 nehmen, Vgs liegt bei dem doch einiges 
tiefer.

von Jens G. (jensig)


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>Ob du mit einem IRF840 deine Freude haben wirst, weiss ich nicht. Ich
>würde da eher einen IRLZ34 nehmen, Vgs liegt bei dem doch einiges
>tiefer.

Nicht nmur das. Der IRF840 ist auch sehr hochvoltig, und damit auch sehr 
hochohmig beim Rdson. Damit heizt der fast genau so gut wie die Heizung 
selber.
Nimm einen Mosfet für niedrige Spannung, dafür niedrigen Rdson. 100mOhm 
sollten die absolut oberste Grenze sein. Erstens wegen dem 
Spannungsabfall, und zweitens weil dann spätestens ein Kühlkörper nötig 
wird.
Die Gatespannung würde ich über einen Pegelwandler von 3,3V auf 8V (vom 
Heizungskreis) anheben. Denn nur mit 3,3V Gatespannung wirds äuserst 
schwierig, wenn man nicht gerade auf speziellere Mosfets zurückgreifen 
will.

von Bene J. (terfagter)


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Ich habe hier noch einen BUZ11, der hat ein Rdson von 0,04Ohm, also noch 
kleiner als beim IRLZ34. Da liegt Vgs bei typ. 3V, also sollte doch eine 
Spannung von meinem Controller von 3,3V ausreichen oder verstehe ich das 
jetzt falsch?

Also um die Heizung in 10 Schritten regeln zu können, heißt das z.B. ich 
fange bei 10 Hz an und mein letzter Schritt ist 100Hz. Irgendwie 
verstehe ich noch nicht ganz, wie ich den MOSFET durch die PWM höher 
leiten lasse und wie nicht?!?

Danke für eure Hilfe!

von Michael_ (Gast)


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Wenn es ein Einzelprojekt ist, dann probiere den IRF840. Passe die 
Frequenz an, da auch die Heizwendel in Resonanz geraten können.

von Jens G. (jensig)


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>Ich habe hier noch einen BUZ11, der hat ein Rdson von 0,04Ohm, also noch
>kleiner als beim IRLZ34. Da liegt Vgs bei typ. 3V, also sollte doch eine
>Spannung von meinem Controller von 3,3V ausreichen oder verstehe ich das
>jetzt falsch?

Ja - verstehst Du falsch. Denn denn Vgs ist nicht einfach Vgs, sondern 
Vgsthreshold, üblicherweise angegeben bei einem Id=250µA (mikro!).
Dann sind das nur typische Werte, also kann es sein, daß dein Exemplar 
noch gar nicht angefangen hat zu leiten.

>Also um die Heizung in 10 Schritten regeln zu können, heißt das z.B. ich
>fange bei 10 Hz an und mein letzter Schritt ist 100Hz. Irgendwie
>verstehe ich noch nicht ganz, wie ich den MOSFET durch die PWM höher
>leiten lasse und wie nicht?!?

Am besten, Du guckst Dir mal Grundlagenartikel zu PWM an (z.B. Wiki, 
oder sicherlich auch hier im Forum), dann merkst Du, daß deine Frage 
grundsätzlich falsch war (mit unterschiedlicher Frequenz kann man zwar 
auch ene Art PWM machen, aber ist wohl eher der untypischere Weg).
PWM bedeutet variable Ein/Ausschaltdauer (Tastverhältnis).

von Jens G. (jensig)


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@Michael_ (Gast)
>Wenn es ein Einzelprojekt ist, dann probiere den IRF840. Passe die
>Frequenz an, da auch die Heizwendel in Resonanz geraten können.

Das wird Mist. Der IRF840 hat irgendwas um die knapp 1Ohm Rdson. Bei 
über 4A macht der rund 15W Verlust, und knapp 4V Spannungsabfall. 
Deswegen schrieb ich vorhin, daß der fast soviel heizt wie die Heizung 
selber.

von Michael_ (Gast)


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Richtig. Ich hatte die 8V nicht so ganz mitbekommen.

von Bene Jan (Gast)


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Veränder ich nicht auch die Frequenz über das verstellen der 
pulsbreiten?!
Wie finde ich denn raus, wann von meinen 8 V z.B. 2 V an der Heizung 
anliegen?
Also wie finde ich raus mit welchem tastverhältnis ich den mosfet 
ansteuern muss? Um den Pegel von den 3,3V anzuheben, kann ich da einfach 
einen bc546 z.b. nehmen und meine heizungs 8V zum mosfet leiten?

von Bene J. (terfagter)


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So hier ist mal meine Schaltung, wie ich sie aufbauen würde.
Kann ich die Vorwiderstände so benutzen?
10 bis 100Hz sollte der BC546 ja aushalten.

Ich weiß aber immer noch nicht wie ich herausfinden kann, bei welcher 
PWM der BUZ11 z.B. 2V "durchlässt"

von Hubert G. (hubertg)


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Also diese Schaltung funktioniert sicher nicht. Du lädst das Gate zwar 
auf damit der FET leitet, aber wie sperrst du ihn wieder? Schau mal 
hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation
http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM

Mit PWM schaltest du nur ein und aus. Mehr ein ist mehr Strom, mehr aus 
ist weniger Strom. Das hat nichts mit Frequenz zu tun.

von Bene J. (terfagter)


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Ok, im nachhinein kann die Schaltung wirklich nicht funktionieren.
Ich habe mal einen neuen Versuch gewagt!

R1 und C1 glätten die Spannung mit einer Grenzfrequenz von 16Hz. Der 
BC546 ist als Emitterschaltung aufgebaut. Wozu dient C2? Diesen Teil 
habe ich aus einem anderen Forumseintrag entnommen.

Der Unterschied zwischen Frequenz, Tastverhältnis etc. ist mir aber 
mittlerweile klar und auch wie ich an die passende Ausgangsspannung 
komme!

FUnktioniert diese Schaltung auch so?

von Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)


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Bene Jan schrieb:

> FUnktioniert diese Schaltung auch so?

Nö.

Vergiß das glätten ! Du willst schalten, nicht den MOSFET heizen.
C1 + C2 weg.

R4 kurzschließen, sonst schaltest Du das Gate zwischen 8V und 4V um, 
dann fließt immer Strom.
Achtung! jetzt wirkt der Transistor als Inverter.

R1 ist zu groß. Nimm mal 4,7k oder so (10k?).

Lies unbedingt etwas über PWM (Puls-Weiten-Modulation). Da ist wohl das 
Wort Weite drin, aber das Wort Frequenz fehlt vollkommen.

von Michael_ (Gast)


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Bei der niedrigen Frequenz würde ich den FET direkt an den Prozessor 
hängen.

von Jens G. (jensig)


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@Michael_ (Gast)
>Bei der niedrigen Frequenz würde ich den FET direkt an den Prozessor
>hängen.

Oje - von dieser Methode sind wir doch extra weggegangen, weil nur 3,3V 
den µC speisen ....

von Hubert G. (hubertg)


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Darum hatte ich auch einen IRLZ34 vorgeschlagen, bei dem ist Vgs bei 2V 
und wird daher mit 3,3V sicher durchgeschalten.

von Bene J. (terfagter)


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Den Buz11 hab ich halt hier noch liegen, den IRLZ34 nicht.

von Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)


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Wenn Du den IRLZ34 am Montag bei Reichelt bestellst, hast Du ihn am 
Dienstag bei Dir. Genügend Zeit, um etwas über PWM zu lesen...

von Bene J. (terfagter)


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Ja und 5 Euro Versandkosten für einen MOSFET für 47 Cent...
Dann nehm ich doch lieber die zwei Transistoren die ich hier habe.
Mittlerweile habe ich auch einiges über PWM gelesen und meinen Fehler 
verstanden. Frequenz war natürlich hier fehl am Platz.

von Bene J. (terfagter)


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Diese Schaltung habe ich aufgebaut und dabei folgendes festgestellt:

An T1 kommen V(PtoP) 3,3V als PWM an. Am Emitter von T1 kommt das 
gleiche Signal raus, nur die Spannung liegt anstatt auf 8V auf 3,1V?!?
Kann mir das jemand erklären?!
Dem BUZ ist das noch zu wenig und dieser schaltet auch noch nicht.

von mhh (Gast)


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Stichwort: Emitterfolger

R4 nach oben, T1 nach unten.
Ist dann zwar invertiert, aber mehr Spannung für den BUZ.

von Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)


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Sieh in den "How-to"s nach, wie man einen Transistor als Schalter 
einsetzt.

Und was war an "R4 kurzschließen" nicht zu verstehen ?

von Michael_ (Gast)


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>Oje - von dieser Methode sind wir doch extra weggegangen, weil nur 3,3V
>den µC speisen ....
Ich hab das übersehen und begreife es nicht. Warum mit 3,3V bei 8V ?
Welcher exzentrische Grund liegt vor, den Prozessor nicht mit 5V zu 
versorgen?

von Lehrmann M. (ubimbo)


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Hallo,

ich möchte nur kurz was anmerken: Für Heizungen verwendet man füg 
gewöhnlich keine PWM sondern eher eine Wellenpaketsteuerung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingungspaketsteuerung

von Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)


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Lehrmann Michael schrieb:

> ich möchte nur kurz was anmerken: Für Heizungen verwendet man füg
> gewöhnlich keine PWM sondern eher eine Wellenpaketsteuerung:

Ich glaube, das ist für diesen Thread einfach viel zu hoch.

Ich hoffe ja noch, daß der TO die PWM versteht und so auf 1Hz oder so 
baut...

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