Ich möchte einen 2-Quadrantensteller für einen Motor bauen. Dieser soll wenn er richtig funktioniert mal einen Autoanlasser antreiben. Ich rechne mit 200-500A im Vollastbetrieb (Anfahren) bei 12V. Da ich noch gar keine Werte habe fange ich mal mit kleinen Brötchen an. Also erstmal kleine Motoren bzw. Lampen dranhängen und messen. Da dies mein erster Versuch ist würde ich mich über Kritik und Anregungen freuen. Ich habe meinen aktuellen Schaltplan mal angehängt. Ich habe dort einfach ein paar Ideen aus anderen Schaltungen aufgenommen und versucht zu verbinden. Hoffentlich sind keine groben Fehler drin. Die Überstromabschaltung muss noch an die jeweilige Last angepasst werden. Ich würde Anfangs mit einer 0.8 - 1kHz PWM drangehen. Nun meine Fragen: Würde der IR2184 10*IRFP2907 (5:5) schalten können oder muss ich da ne andere Lösung nehmen ? Wenn ja welche kommen in Frage ? PWM Frequenz höher dann ist der Drehmoment besser wegen "flüssigerem" Stromfluß ? Und das pfeifen eventuell weg ? Bei 24V die PWM auf 50% begrenzen noch mehr Drehmoment ? Ich denke das muss man auf den Motor abstimmen oder ? Danke für Kritik und Anregungen, Jörg Hier ein paar links die ich mir schonmal reingezogen habe: http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Motor_PWM2_real.gif http://homepages.which.net/~paul.hills/SpeedControl/SpeedControllersBody.html http://mcmanis.com/chuck/Robotics/projects/esc2/hbridge_spiking.html http://www.mcmanis.com/chuck/robotics/projects/esc2/FET-power.html http://www.mikrocontroller.net/attachment/preview/15776/page_snapshots/001.png http://www.modularcircuits.com/h-bridge_secrets2.htm
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Frage: Du wist schon, das ein Anlasser nicht im Dauerbetrieb
laufen kann oder? (maximal 1 Minute oder er brennt durch)
Also im Datenblatt steht
Output Source/Sink current capability 1,4A/1,8A
was bei fünf IRFP2907 und einem zu erwartenden Laststrom 200-500A zu
wenig ist.
Ich würde eher einen Source/Sink Driver mit >4A nehmen.
Meine 2kW BDLCs saugen 100A @24V und können ein paar Minuten auf 250A
Überlastet werden und meine 4A Source/Sink Driver waren zu klein,
weshalb ich 8A Typen nehmen mußte.
Grüße
Michelle
Frage: Du wist schon, das ein Anlasser nicht im Dauerbetrieb
laufen kann oder? (maximal 1 Minute oder er brennt durch)
Also im Datenblatt steht
Output Source/Sink current capability 1,4A/1,8A
was bei fünf IRFP2907 und einem zu erwartenden Laststrom 200-500A zu
wenig ist.
Ich würde eher einen Source/Sink Driver mit >4A nehmen.
Meine 2kW BDLCs saugen 100A @24V und können ein paar Minuten auf 250A
Überlastet werden und meine 4A Source/Sink Driver waren zu klein,
weshalb ich 8A Typen nehmen mußte.
Grüße
Michelle
Jörg Esser schrieb: > Ich möchte einen 2-Quadrantensteller für einen Motor bauen. > Dieser soll wenn er richtig funktioniert mal einen > Autoanlasser antreiben. Ich rechne mit 200-500A im > Vollastbetrieb (Anfahren) bei 12V. Wie soll ein 7815 aus 12V 15V zaubern? PWM-Frequenz würde ich persönlich sogar niedriger ansetzen, bei einer so trägen Last reichen gut so 400 Hz. Je höher die Frequenz wird, desto ekelhafter wird der Ton :-) Wie willst du den Motor steuern? Sehe noch keine Eingabemöglichkeit (Poti oder ähnliches).
Was ist den das für eine Schaltung???? Da stimmt ja nischt! Welche 2Qs willst Du den haben. Links - Rechts oder Beschleunigen - Bremsen? Gruß Icke
@Michelle Ich habe gehört das er länger hält. Aber was ist schon lang und bei welcher Last? Zumindest für einen Anlasser von einem Motorrad. Und wenns nicht klappt kommt halt doch ein anderer dicker Motor rein :) Der Anlasser hat mich ja nix gekostet :) Zu dem Treiber. weisst du eventuell wie ich das ausrechnen kann ? Gibs da ne Formel welche Parameter von den Datenblättern ich verwenden muss um einen Überblick des Strombedarfs zu bekommen ? Ich habe gelesen das man die Treiberleistung wie folgt berechnet. 5*Ciss*Ug²*fschalt 5 ist ein Sicherheitfaktor. In meinem Fall für eine FET Seite: 5*(5*13nf)*15V²*800Hz=58,5 mW Wären dann 58,5mW/15V=3,9mA die der Treiber leisten muss ? Ich denke da is irgendwo ein dicker Denk, Rechen, etc. Fehler drin ? @Floh Nuja dort is eine eigene Stromversorgung im Spiel deswegen auch UB+ und UB-. Die wird sicherlich höher sein wie 15V :) Es wird auch noch ein Poti rankommen um die Drehzahl zu ändern. bei 500Hz sollten der Treiber ja weniger Strom liefern müssen oder ? Hätte ich doch nur schon die Formel in der Hand um das zu berechnen ;) Ich habe auf der Treiberseite extra einen rausgesucht den man überall bekommt. Aber scheinbar muss ich doch was spezielleres kaufen. Jemand einen Vorschlag wenn der Treiber nicht reicht welchen Ich dann nehmen sollte ? Wäre schon schön wenn es auch ein Halbrückentreiber ist. @Icke ???? Eigentlich dachte ich an diese Schaltung http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Motor_PWM2_real.gif Was is daran falsch ? Oder habe ich das falsch in meinen Schaltplan übernommen ? Links Rechts brauche ich nich. Nur Gas. Das sollte doch so reichen oder ? Danke an alle und ich freue mich weiterhin über konstruktive Kritik. Gruss, Jörg
>5 ist ein Sicherheitfaktor. In meinem Fall für eine FET Seite: >5*(5*13nf)*15V²*800Hz=58,5 mW >Wären dann 58,5mW/15V=3,9mA die der Treiber leisten muss ? Hm.. Ich nehm für solche Betrachtungen immer die total gate charge. Das Ergebnis ist die mittlere Ansteuerleistung. Den Strom musst du anders berechnen: Diese total-gate-charge muss innerhalb der Zeit t geladen werden. Also ist der Strom i=C/t nötig. Und da die Zeiten aufgrund hoher Flankensteilheit selten größer als µs sind, reichen sogar nF um A zu erfordern.. Was für ein Satz ;-)
Hallo und guten Morgen! OK nischt war eventuell ein wenig drastisch formuliert. Aber dennoch halte ich die Schaltung für ungeeignet wenn Du auf Ströme bis 500A kommen möchtest. Bei der verwendetet Schaltung ist der „Trick“, dass während der Bremsung Energie im Magnetfeld der Maschine gespeichert wird, die dann alternierend wieder in den GS-Kreis geschoben wird. Das funktioniert bei einem Anlasser nicht! Der ist meist (ich denke auch in deinem Fall) als Reihenschlussmaschine aufgebaut. Du musst die, wenn Du bremsen willst, also etwas mehr Arbeit machen (z.B. ein zus. Drossel einbauen). Weiterhin würde ich den Shunt nicht hinter den FET setzen. Bei den Strömen die Du anstrebst, hast Du so eine Gegenkopplung zum Gatetreiber. Gruß
@Icke Ich habe schon in den Anlasser geschaut das is kein Reihenschluss mehr. Der hat Aussen echte Magnete drin :) Ich glaube das wird schon seit längerem so gemacht (Is aus einem Audi der Anlasser und von Bosch). Also auch kein Hochlaufen mehr bei null Last etc. Wer will schon bremsen. Dafür habe ich meine Scheibenbremse am Kart ;) Du meinst Gegenkopplung Spannungsmässig ? Das sollte doch mit einem entsprechend kleinen Shunt kein Problem sein oder (Dicker Draht) ? Wo sollte ich den Shunt dann hinsetzen ? Oder besser anders messen ? Wenn ja wie und womit ? Gruss, Jörg
@Matthias Lipinsky Ich hatte mich ein wenig an diesem link orientiert http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Treiberleistung aber irgendwie wird da nicht auf Daten vom Treiber zurückgegriffen Der 2184 kann 1,4 bzw. 1,8A beim Turn on oder Turn off oder wie ? Ich bin noch nicht so schlau daraus geworden. Habe die Max. Turn on (60ns) und off time (30ns) bei Cl=1000pf und 15V gefunden. D.h. doch er braucht um 1000pf bei 15V am Gate zu schalten diese Zeiten oder nich ? Also sollte meine Gesamt Gatelast 5*13nf (für eine Seite) durch Cl geteilt werden um diese mit der On bzw. Off Time zu multiplizieren. Dann sollte ich doch die Frequenz bekommen mit der ich maximal schalten kann ohne das der Treiber überfordert is. Nehme ich dann noch eine höhere Versorgungsspannung würde ich noch höher kommen ? Mal gerechnet würde das hier rauskommen. Vorrausgesetzt das kann man so einfach machen :) 5*13nf/1nF=65 Tonmax 65*60ns=3,9µs Toffmax 65*30ns=1,95µs Maximal mögliche Schaltfrequenz 3,9µs+1,95µs=5,85µs=170,9 kHz ??? Das is hoch. Wenn das wirklich stimmen sollte warum haben soviele Leute viel dickere Treiber drin als ich ??? Kann mich mal jemand aufklären was ich falsch mache ? Gruss, der verzweifelte Jörg ;)
Sagen wir mal so, wenn Du nicht bremsen willst, dann kannst Du den ganzen zweiten FET weglassen. Dann solltesrt Du aber auch nicht von 2Q-Steller sprechen. ;-) Und wenn Du dann sowieso nur einen FET hast, dnn kann der Shunt auch gleich direkt hinter die Batterie. So, so an ein Kart soll das ran? Ist bestimmt lustig! Hatte ich auch mal angefangen zu basteln, aber aus Zeitmange nicht weiter verfolgt. Ich habe mir aber einen DC-Motor von "Perm Motor" besorg. Die Dinger haben Abartig viel Power bei der kleinen Baugröße und halten auch noch lange. Gruß
@Icke. Der Q2 Steller spart mir aber die dicke Freilaufdiode. Wie gesagt von hier gelernt. http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM#2-Quadrantensteller_mit_Halbbr.C3.BCcken_Mosfettreiber http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM#Synchrongleichrichtung.2C_2-Quadrantensteller Oder ist das falsch ? Sonst könnte ich ein paar FETS nehmen und eine DICKE Freilaufdiode. Aber dann habe ich in dieser Verluste und mit dem zweiten FET spare ich mir das. Gruss, Jörg
Hallo Jörg, beide Schaltungen sind von der Theorie her sicher richtig. Der Teufel steckt aber, wie immer, im Detail. Zugegebenermaßen habe ich bisher noch nicht mit einem Anlasser „gebastelt“. Ich würde aber dennoch damit rechnen, dass das Problem der Streuinduktivität die Sache recht schwierig machen wird. So heißen: Du wirst Spannungspitzen erzeugen, die dazu geeignet sind, die die Schaltung zu zerstören. Die de 2Q Variante hast Du das Problem bei jedem Umschalten der FETs erneut. Mit einer schnellen Diode bekommst Du wenigstens den Motor ruhig. Zudem solltest Du dir darüber in Klaren sein, das in beiden Versionen der Motor nicht frei ausläuft, sondern aktiv gebremst wird. Gruß
Michelle Konzack schrieb: > Meine 2kW BDLCs saugen 100A @24V und können ein paar Minuten auf 250A > Überlastet werden und meine 4A Source/Sink Driver waren zu klein, > weshalb ich 8A Typen nehmen mußte. Neulich war es noch ein 500A BLDC Treiber - akuter Leistungsverlust?
Also ich würde eine PWM-Frequenz von maximal 300-500 Hz empfehlen... Alles andere ist gewaltig eklig am fiepen und über 20 kHz wo man das nicht mehr hört gibts meiner Meinung nach Probleme mit irgendwelchen Induktivitäten, dem Skin-Effekt und dem Schaltverhalten der FETs. Denke auch dran, daß high side FET-Treiber mit Bootstrap-Schaltung ohne Ladungspumpe nicht 100% Einschaltzeit fahren können. Sie brauchen kurze Impulse in denen die low side durchschaltet damit der Bootstrap-Kondensator nachgeladen werden kann. Das ist in Deiner Halbbrücken-Konfiguration nicht möglich ohne dabei den Motor zu bremsen.
@Icke In der Beschreibung zu Schaltung steht das aber anders. Werde ich wohl erfahren wenn mein erster Testaufbau steht :) @Lehrmann Michael Habe auf dem Internetauftritt auch nicht viel darüber gefunden. Aber BLDC is ja auch nochmal ein Thema für sich. Da habe ich zzt. noch keine Lust drauf. @Ben _ Ich denke auch das ich mit niedriger Frequenz daran gehe. Dan sollte auch der Treiber keine Probleme kriegen. Das fiepen muss ich dann auch noch ergründen. Aber eins nach dem anderen. Die HS sollte keine Probleme machen da ich nicht 100% nutze (Ich will mit dem FET nicht bremsen) angeblich ersetzt dieser nur die Freilaufdiode und ausserdem steuere ich den Treiber mit eigener Versorgung an. Zumindest meine ich das so im Schaltplan angedeutet zu haben. Ub ist nicht +24V. Also zwei "Akkus". Gruss, Jörg
So mein erster Testaufbau steht und funktioniert. Allerdings habe Ich den Treiber nicht aus +15V versorgt sondern aus +12-24V(Motorspannung) und den tiny13 mit +5V und nur einen Motor mit ca. 3A Kurzschlussstrom angeschlossen. Die Fets sind zzt. auch noch BUZ350 ;). Die Strommessung fehlt auch noch, kommt als nächstes. Achja Poti is nun auch dran. Software läuft natürlich auch schon fürs gasgeben. Die PWM läuft mit ca. 300Hz. Aber das ist ja noch alles eine Steckbrett Aktion. Als nächstes gehts ans routen. Mal schaun ob ich mit Eagle klarkomme und hier alles richtig mache. Wenn ich was habe stelle ich es hier rein und lass die "Geier" ;) mal drüber schaun. Ich habe von sowas ja auch gar keine Ahnung. Dann kommt die Platine an eine elektronische Stromsenke bis 500W. Mal sehen wie Sie sich dort schlägt (Ich weiss nicht ob die einen Motor simuliert ;) ). Software stelle ich auch noch rein wenn es jemand will. Hat jemand eine Idee wie ich ein Gaspedal umbaue damit es ein Poti mechanisch ansteuert ? Denke gerade über "Getriebe" und "Hebel" nach um den Drehwinkel zu vergrößern und normale Potis einzusetzen. Und wie immer Dank ich schonmal für kreative Kritik und Tips. Gruss, Jörg
Es gibt Gaspotis in der Automobilindustrie... z.B. beim VW TDI.
> Würde der IR2184 10*IRFP2907 (5:5) schalten können Ich hab den EIndruck, als ob die die gar nicht schalten könen, sondern höchsten braten können. Denn so wie cih das Datenbaltt des IR2184 verstehe, werden BEIDE MOSFETs (highside und lowside) gleichzeitig durchgeschaltet wenn IN&SD auf high geht. Nicht ohne Grund ist im Datenblatt die Last zwischen highside und lowside gezeichnet. Vielleicht verstehe ich das Datenblatt aber auch falsch. > Aber das ist ja noch alles eine Steckbrett Aktion Das macht man eigentlich nicht, wenn es um mehrere Ampere Usmchaltstrom geht, die in Mikrosekunden rumgerissen werden. > Die Überstromabschaltung muss noch an die jeweilige Last angepasst > werden. Gut, daß du wenigstens eine drin hast. Denn die meisten Bastler sind sich zu fein dazu. Und die Hersteller haben keinen Lust sich so weit Gedanken zu machen. Daher gibt es kaum sinnvoll beschaltete MOSFET PWM Treiber, die bei Überstrom nicht den MOSFET linear runterregeln (was zu gigantischer Verlustleistung führt und dem unmittelbaren Zerplatzen denn so grosse Kühlkörper kann niemand einplanen), sondern schnell ABSCHALTEN. Der TL074 kann aber nicht mit Masse versorgt werden, sondern müsste mit mindestens -3V versorgt werden. Du nimmst besser einen single supply OpAmp, notfalls den LM324. C12 macht auch keinen Sinn, der OpAmp kann direkt das shutdown FF rücksetzen.
@MaWin Vielen Dank für Tips! Die stromregelung (aus einem anderen Schaltplan gestohlen :) ) hatte ich noch gar nicht aufgebaut. Werde ich sofort noch umsetzen und auf dem steckbrett testen. Ich dachte mir, wenn eine stromregelung dann eine schnelle zuverlässige. Steckbrett fand ich für erste Gehversuche mit kleiner Leistung ok. Werde mir auch mal das IN&SD Problem anschauen. Dann muss ich da evtl auch noch was drumstricken oder anderen Treiber nehmen. Gruß, Jörg
Lehrmann Michael schrieb: > Michelle Konzack schrieb: >> Meine 2kW BDLCs saugen 100A @24V und können ein paar Minuten auf 250A >> Überlastet werden und meine 4A Source/Sink Driver waren zu klein, >> weshalb ich 8A Typen nehmen mußte. > > Neulich war es noch ein 500A BLDC Treiber - akuter Leistungsverlust? Nein, denn ich habe von GoldenMotor derzeit 2 verschiedene Varianten 1) 24V/2kW/120A 2) 48V/5kW/110A ersterer schaft sogar 3kW dauer und kann mehrer Minuten auf über 100% überlastet werden, sprich, das Teil kann über 300A ziehen. Ich habe aber festgestellt, das es in den Treibern teilweise zu wesentlich höheren Stromstärken kommt und mußte den Treiber selber für 500A @60V Spitzenlast auslegen, womit ich zum nächste Problem, der Kühlung, gekommen bin. Der rückseitieg Kühlkörper meines 3HE 19" Laborgehäuses reich nicht aus, um diese Leistung im Zaum zu halten ohne das ich Hochleistungs-Ventilatoren >80m²/h anbauen muß. Den 24V/2kW betreibe ich derzeit über einen DRV8301 welcher bis zu 150A schaft. Dann benötige ich aber eine AKTIVE Stombegrenzung, was in dem Referenze Design von Texas Instruments fehlt. Allerdings bekomme ich das seperat vom TI-Support geliefert. BDLC-Controler ist ein Cortex M3 und der Master Controller für die 12 BDLCs der Hercules TMS570LS3137, welcher für EVs zertifiziert ist. EVs sind zwar Geil, Cool oder was weis ich, aber das Drumherum erst mal zu entwickeln und zuverlässig zum laufen zu bekommen ist schon was anderes... Anm.: Ich muß die Elektronik so auslegen, weil ich sie als EV-Kit offiziell verkaufen (in Versionen wie 4x2, 4x4, 6x6) will und eine Zertifizierung benötige. Grüße Michelle
@MaWin So, mal mit IN&SD gespielt. Über 4k7 Widerstand kein Problem. Ansonsten brauch SD direkt an +12V 100mA Strom. Das sollte ihn dann braten ;) Gruss, Jörg
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So..., mal wieder was dran gebastelt. Die Strombegrenzung hat so nicht funktioniert da meine PWM für den IR is und da produziert der FF im Strombegrenzerfall leider das falsche Signal. Vollgas is dann nicht so doll :) Naja egal, Stromrelegung neu aufgebaut. Auf dem Steckbrett für mein "2A ;) Steckbrett" läuft es. Was haltet Ihr davon ? Wenn es so keine Widerworte gibt werde ich mich ans nächste Abenteuer machen. Dem routen. Wie immer Dank ich schonmal für kreative Kritik und Tips. Gruss, Jörg
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Und immer noch nicht funktioniert. Denn wenn ich die Reset Taste gedrückt halte kann ich damit soviel Gas geben wie im Überstromfall am Poti eingestellt war. Und PB0(OCR0A) verhält sich beim drücken der RESET Taste auch nicht gut denn dieser geht auf LOW was für den IR2184 Vollgas bedeutet :) Also OCR0B als PWM genutzt und Q1 vom 4013 als Überstromrückmeldung an PB2 genutzt. Und noch ein paar LED als optische Rückmelder eingebaut. Somit sollten die gröbsten Fehlermöglichkeiten ausgeschlossen sein. Ich hoffe jetz gehts ans routen :) Wie immer Dank ich schonmal für kreative Kritik und Tips. Gruss, Jörg
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Endlich mal wieder Zeit gehabt dran rumzubasteln. Es hat sich einiges geändert. Die Strommessung macht jetz der kleine Tiny. Ich denke bei der PWM Frequenz von ca. 300Hz bekommt er das hin. Er sollte nur nicht hängenbleiben ;) Eventuell werde ich noch eine zweite unabhängige Strommessung einbauen die bei x ms zuschlägt so eine Art Watchdog Geschichte. Mittlerweile habe ich den Leistungsteil auf plattgedrückten Kupferrohren aufgelötet. Dabei musste ich feststellen das nicht viele Lötkolben damit klarkommen. Also muss ich mir eine Schraubklemm Lösung einfallen lassen. Akku und Motorleitungen sind zzt. in 50mm² ausgeführt. Steuerteil is oberhalb der Kupferrohre angelötet. Zzt. ist noch die 12V Autobatterie angeklemmt. Will mich ja langsam Hocharbeiten ;) Als Sicherung habe ich zzt. ANL 80A eingebaut. Die gibs bis 350A. Notaus wird noch gebaut. Denke da zzt. an den Magnetschalter vom Anlasser. Habe aber noch kein Konzept. Außerdem brauche ich noch eine Motorbremse. Dafür aber extra einen Adapter von Motor auf kurzgeschlossenen Anlasser bauen? Aber wie belastet man den 9kW Motor sonst ohne Ihn einbauen zu müssen? Habe noch keine bessere Idee. Es wäre schön wenn mal wieder jemand drüberschaut und seinen kreativen Senf dazu gibt. Ich hoffe der Schaltplan erklärt sich einigermassen? Habe auch noch ein paar Bilder vom aktuellen Aufbau drangehangen.
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