Günstiger Spannungsregler als Motortreiber

[Edward F. (ctrannik)]

Hallo Forum.

Folgendes Vorhaben: Ich möchte einen Spannungsregler aufbauen, der einen 
Drehmotor betreiben kann. Am Eingang steht ein ungeregeltes Netzteil (8 
bis 16V Eingangspannung) und am Ausgang ein Drehmotor, der bei 2.5V etwa 
1A zieht unter Last, die Ausgangspannung darf etwas schwanken.

Damit ich die Schaltung auch woanders verwenden kann, möchte ich die 
Ausgangspannung regelbar machen und den Ausgangstrom bis 3A zulassen. 
Die Bauteilkosten im einstelligen Bereich halten.

Ich habe mich nach Step-Down Regler umgeschaut und bei MC34062 
geblieben. Auch wenn es schon betagt scheint und nicht alle den mögen. 
Er ist günstig, und schaltet mit einer niedrigen Frequenz. Dadurch 
müsste das Layout unkritisch sein, und an Messgeräten habe ich (noch) 
nur einen Multimeter zur Verfügung, mögliche Fehler kann ich daher nicht 
erkennen, außer wenn der Bau zuviel Wärme produziert.

Ich habe den StepDown Regler, Variante 2 nachgebaut (Artikel 
MC34063), etwas angepasst und festgestellt, dass schon bei 800mA an 
der Last, der Transistor zu heiß wird. Daher möchte ich hier einen 
MOSFET einsetzen.

Eine Schaltung habe ich zusammengewürfelt und angehängt. Die 
Wiederstandswerte habe ich nur geschätzt. Also wie soll die Schaltung 
eigentlich funktionieren:

a) In der Ladephase leitet der Schaltetransistor im IC, am Pin 2 liegt 
fast V+, das soll den Transistor T1 öffnen. Dieser soll wiederum den 
MOSFET öffnen, da er seinen Gate auf die Masse legt.

b) In der Entladephase soll IC den Transstor T1 schließen, da seine 
Basis über R2 an den Massenpotential gebracht wird, der MOSFET entlädt 
sich über R3 und schließt ebenfalls.

c) Rechts vom MOSFET soll es wie in anderen StepDown Schaltungen 
passieren: über die Spule und die Shotky Diode wird die Ausgangspannung 
aufgebaut.

d) Über den Trimmer R4 wird die Ausgangspannung eingestellt. Der 
Gleitkontakt ist über einen Taster mit dem Steuerpin 5 des IC verbunden. 
Wird der Taster geöffnet, oder wenn der Kontakt im Trimmer verloren 
geht, bringt R5 den Potential am Pin 5 an die V+, dadurch soll die IC 
die Ausgangspannung herunterfahren.

Der Wiederstand R5 ist so hoch gewählt, damit er die Ausgangspannung der 
Schaltung nur geringfügig verfälschen kann.

So, warum der Post hier. Ich möchte etwas wissen, bevor ich bestelle 
(vom ganzen Bau fehlt mir nur der MOSFET), eine Bestätigung und habe 
einige Fragen. Und zwar:

1. Kann diese Schaltung so funktionieren, wie ich geplannt habe, oder 
gibt es wo grundlegende Fehler. Ich bin mir fast sicher dass sie 
funktionieren kann, daher..

2. Wenn die Schaltung nicht richtig finktionieren kann, könnt Ihr mir 
bitte Literatur zum Nachlesen empfehlen, wo ich die Fehler auch 
verstehen kann?

3. Wenn die Schaltung grundsätzlich funktioniert, habe ich die 
Wiederstände richtig geschätzt?

4. Den Transistor BC548C habe ich zuhause liegen, und den IRF5305 habe 
ich aus der Übersichtseite MOSFET-Übersicht ausgesucht, als einer 
der günstigsten im TO220 Gehäuse. Sind andere eventuell passender für 
diese Anwendung?

5. Brauche ich eigentlich die Entstörkomponenten C3 und C5, R6? Am 
Eingang steht ja eine große Spule, das Netztrafo, und am Ausgang ein 
Drehmotor, also ebenfalls induktiv und ohne großen Anforderngen an die 
Spannung. Oder klingelt die Funkbehörde bei mir, wenn ich sie auslasse?

6. Wenn also die Schaltung funktioniert, geht es nicht noch günstiger, 
ohne den T1? MOSFET braucht eigentlich keinen Strom am Gate, und der IC 
hat einen Darlingtontransistor drin, die letzte Stufe ist fast getrennt 
verschaltet. Eigentlich könnte ich ja diesen anstelle T1 verwenden.

Und zwar die Pin 8 (DRC) ginge über ein Wiederstand an V+, die Pin 1 
(Collector) ebenfalls, die Pin 2 (Emiter) an die Masse und das Gate des 
MOSFET an die Pin 1. Kann das funktionieren? Ich kann die Schaltung auch 
neu zeichen.

Soweit meine Fragen bisher und danke fürs Lesen,

Edward

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Schon mal über PWM nachgedacht ? Wenn dein Motor ein klassischer DC 
Motor mit Bürsten ist, läuft er mit PWM besser an und ist sehr gut 
regelbar über die Pulsbreite.
Die Schaltung sieht aber gut aus - nur die Ansteuerung des FET scheint 
mir zu kompliziert zu sein , schau doch mal im Datenblatt des MC, was 
die Jungs für Hochstrom vorschlagen ( TI Datenblatt Fig. 9). Spart dir 
einen Transistor und den P-Channel MosFET, der ja oft teurer ist als die 
N-Channel Teile.

[MaWin (Gast)]

Motoren ziehen beim Anlauf und beim blockieren auch mal den 10-fachen 
Strom (Betriebsspannung/Innenwiderstand). Eine Strombegernzung führt zu 
sehr schlaffer Reaktion des Motors. Immerhin ist beim Schaltregler eine 
Strombegrenzung möglich ohne daß extreme Verlusteleistungen entstehen. 
Ganz allgemein ist bei Motoren aber einfache PWM sinnvoller, die 
Motorinduktivität dient dabei als "Schaltreglerspule", die Freilaufdiode 
als "Schaltreglerdiode".

Deine Schaltung taugt nichts, der MOSFET wird zu langsam umgeschaltet.

T1 ist viel schwächer als der Ausgang vom MC34063, welches Sinn macht es 
also den nachzuschalten ? SWE an Masse, SWC ans Gate, und DRC über einen 
Widerstand geht besser, vor allem darf R3 dann niederohmiger werden.

SW1 ist zweifelhaft.

Eine 1N5819 hält keine 5A aus. Eine 5A Drossel hält nicht die 6.6A aus 
auf die die Strombegrenzung mit RSC ausgelegt ist.

C3, C5, R6 sind unnötig, wenn C2 und C4 den Umladestrom aushalten (siehe 
deren Datenblatt, ja, auch Kondensatoren haben Datenblätter).