Welcher Single Channel Mosfettreiber zur Ansteuerung von IRFZ44N?

[Steffen H. (stef_fen)]

Hallo Zusammen,

welcher Single Channel Mosfettreiber eignet sich am besten zur 
Ansteuerung von IRFZ44N Fets? Ich möchte von den IRFZ44N fünf Stück 
parallel Schalten, sodass an den Mosfets ohne große Kühlung ein Motor 
mit einem Strom von ca. 30A betrieben werden kann.

Vielen Dank. Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

@Steffen Ha (stef_fen)

>welcher Single Channel Mosfettreiber eignet sich am besten zur
>Ansteuerung von IRFZ44N Fets?

Der hat max 43nC Gate Charge, macht bei 5Stück ca 215nC. Wenn du die 
FETs in 100ns schalten willst braucht man dazu

C = I * t

-> I = C / t = 215 nAs / 100ns = 2,15A

Also ein 3A Treiber, z.B. MCP1407, siehe

http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#MOSFET-Treiber

Wahrscheinlich tut es auch ein einfacher ICL7667, wenn man etwas 
langsamer schalten kann/will.

> Ich möchte von den IRFZ44N fünf Stück
>parallel Schalten, sodass an den Mosfets ohne große Kühlung ein Motor
>mit einem Strom von ca. 30A betrieben werden kann.

Wenn das 30A Nennstrom sind, brauchst du sinnvollerweise noch eine 
Strombegrenzung für Anlauf - und Überlast.

[Steffen H. (stef_fen)]

Vielen Dank schon mal. Arbeitet der MCP1407 mit einem invertierenden 
oder nicht invertierenden PWM Signal?

Danke. Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

Datenblatt? Den gibt es invertierend MCP1406 und nichtinvertierend 
MCP1407.

[Steffen H. (stef_fen)]

Perfekt. Danke. Wie kann man den die Strombegrenzung realisieren?

Gruß Steffen

[Rudy (Gast)]

Steffen Ha schrieb:
> Ich möchte von den IRFZ44N fünf Stück
> parallel Schalten

Warum kein anderer MOSFET ? Z.b. IRLU 2905(Z)

[Steffen H. (stef_fen)]

Für mich waren bisher die Kosten im Vordergrund und da war der IRFZ44N 
recht günstig. Was hat der IRLU 2905(Z) denn für Vorteile?

Gruß Steffen

[Steffen H. (stef_fen)]

Hallo Zusammen,

ich habe mal einen Schaltplan gezeichnet. Wäre super wenn ihr mal drüber 
schauen könntet. Es soll einen Regler für einen Bürstenmotor geben. Der 
Atmega ist durch einen Optokoppler getrennt und wird Empfängerseitig mit 
Spannung versorgt. Die Versorgung vom MCP1407 erfolgt vom Antriebsakku 
(4S Lipo = 16,8V).

Vielen Dank. Gruß Steffen

[Norbert S. (norberts)]

Hi,

vertausch mal Akku- und Motor-, dann könnte das funktionieren.

Gruß,
Norbert

[Falk B. (falk)]

@Steffen Ha (stef_fen)

>      Regler.jpg
>      114,5 KB, 15 Downloads

PNG ist besser, siehe Bildformate.

>schauen könntet. Es soll einen Regler für einen Bürstenmotor geben. Der
>Atmega ist durch einen Optokoppler getrennt

Ein Angstkoppler. Braucht hier kein Mensch, macht mehr Probleme als er 
löst.
10mal wichtiger ist die richtige Leitungsführung und Verdrahtung, sprich 
STERNförmig. Verdrillte Doppelleitungen vom Treiber zu den MOSFETs.

Ausserdem solltest du dich vielleicht mal mit den Grundlagen 
beschäftigen.

Motoransteuerung mit PWM

Denn deine Anschlüsse für Akku- und Motor- sind vertauscht, dein C11 
falsch angeschlossen, Minus kommt an Akku-. Und es fehlt die besagte 
Strombegrenzung. Die macht man mit einem niederohmigen Shunt zwischen 
Source und Masse, sagen wir 5 mOhm. Damit kann man den Strom messen und 
bei Bedarf SCHNELL abschalten, wir reden da von Mikrosekunden. Das kann 
man per AVR machen, WENN man weiß was man tut. Aber auch hier muss man 
einiges für saubere Signalführung machen, Vierdrahtanschluss etc.

[Steffen H. (stef_fen)]

@Falk Brunner (falk)

Ich habe den Schaltplan nochmal überarbeitet. Was meinst du mit dem 
Vierdrahtanschluss? Ich hatte vor mir eine Platine zu machen. Zur 
Spannungsmessug des Lipos habe ich noch einen Spannungsteiler 
hinzugefügt.

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Ich habe den Schaltplan nochmal überarbeitet.

Und deinen MOSFET-Treiber kurzgeschlossen.

>Was meinst du mit dem
>Vierdrahtanschluss?

Für den Shunt.

http://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung

>Spannungsmessug des Lipos habe ich noch einen Spannungsteiler
>hinzugefügt.

Lipos brauchen keine Mindestlast. Der ist viel zu niederohmig. Faktor 
100 größer reicht locker. 10nF noch an den ADC-Eingang, fertig.

Q5 ist möglicherweise nicht angechlossen, es fehlt der Punkt am Drain.

[Steffen H. (stef_fen)]

@Falk Brunner (falk)

Jetzt habe ich es nochmal überarbeitet. Vielen Dank für die Mühe. Was 
ist mit den Störungen die der Motor durch sein Bürstenfeuer erzeugt? 
Nicht das der Mikrocontroller sich verabschiedet. Wo bekommt man denn 
den Shunt am besten her?

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Jetzt habe ich es nochmal überarbeitet.

Du musst beide OUT miteinander verbinden, ebenso beide VDD. Und dort 
fehlen mal noch 10-20uF als Elko oder Tantalkondensator. Und pack mal 
einen 10k Pull Down Widerstand an den Eingang des MOSFET-Treibers. Du 
willst nicht, dass der beim Programmieren oder Reset in der Luft hängt 
und wilde Sachen macht!

>bekommt man denn den Shunt am besten?

Überall. Z.B. 2x 443833 von Conrad parallel.

[Steffen H. (stef_fen)]

So jetzt habe ich ihn nochmal komplett überarbeitet. Schau ihn dir bitte 
nochmal komplett an. Nicht das irgendwo noch ein kurzer versteckt ist. 
Für was brauche ich zu den normalen Keramikkondensatoren noch die 
Elkos/Tantalkondensatoren?

Vielen vielen Dank. Gruß Steffen

[Gerd E. (robberknight)]

Steffen Ha schrieb:
> Was
> ist mit den Störungen die der Motor durch sein Bürstenfeuer erzeugt?
> Nicht das der Mikrocontroller sich verabschiedet.

Dafür würde ich als allererstes nen Pullup-Widerstand an den Reset des 
Atmegas hängen, z.B. 4.7K oder auch 1K. Der hat zwar nen internen Pullup 
eingebaut, der ist aber wesentlich hochohmiger und kann durch solche 
Störungen leicht ausgelöst werden.

Außderdem drauf achten daß die Spannungsversorgung von dem Atmega sauber 
von der Motorversorgung getrennt ist. Wenn Du nen klassischen 7805 oder 
LM317 nimmst, hilft ne Ferritperle vor dem Spannungsregler und seinem 
Kondensator am Eingang.

Dann natürlich auf das Layout achten, die Masse des Controllers und des 
Motors getrennt halten und an einem Punkt zusammenführen.

[Steffen H. (stef_fen)]

Einen Pullupwiderstand und einen Kondensator + ISP habe ich noch 
eingefügt, sodass man problemlos ein neues Programmaufspielen kann.

Die Versorgung erfolgt über den Empfänger mit 6V, deshalb hatte ich auch 
die Diode vorgesehen um nicht über die 5,5V des uC zu kommen.

Passt das so?

Gruß Steffen

[Gerd E. (robberknight)]

Steffen Ha schrieb:
> Einen Pullupwiderstand und einen Kondensator + ISP habe ich noch
> eingefügt, sodass man problemlos ein neues Programmaufspielen kann.

Wenn der Pullup tatsächlich 10 Ohm hat wie eingezeichnet, dann wird das 
mit dem "problemlosen Programmaufspielen" nix. Der Kondensator am Reset 
ist beim Atmega eigentlich nicht nötig.

Achte drauf daß der Motortreiber aktiv wird wenn Du den ISP-Port 
benutzt. Also Motor immer vorher abklemmen. Oder vielleicht doch nen 
anderen Ausgang nehmen.

> Die Versorgung erfolgt über den Empfänger mit 6V, deshalb hatte ich auch
> die Diode vorgesehen um nicht über die 5,5V des uC zu kommen.

Ja, das sollte so gehen.

[Steffen H. (stef_fen)]

Danke. Den Widerstandswert habe ich angepasst. Der uC wird wenn dann eh 
ohne Motor/Lipo programmiert. Es geht mir nur darum nicht jedesmal den 
uC vom Sockel abzuziehen.

Ist das mit dem Strommesung so richtig? Warum brauche ich am Mosfet 
Treiber Keramikkondensatoren und Elkos?

Danke. Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Danke. Den Widerstandswert habe ich angepasst. Der uC wird wenn dann eh
>ohne Motor/Lipo programmiert.

Was in der Entwicklungsphase aber schnell nervig wird. Mach es einfach 
richtig. Motorsteuerung an nicht-ISP Pins mit passenden Pull-Up/Downs. 
Nimm PB1 für den Motortreiber und pack einen exterenen 1k Pull-Down 
dran. Fertig.

>Ist das mit dem Strommesung so richtig?

Nein. Ersten sollte man dort noch einen kleinen RC-Filter platzieren, um 
den grönbsten Dreck abzuhalten. ZWeitens muss die Überstromerkennung 
SCHNELL erfolgen, im Mikrosekundenbereich! Das kann der ADC nicht, das 
macht man mit dem Analogkomparator.

> Warum brauche ich am Mosfet
>Treiber Keramikkondensatoren und Elkos?

Weil die 100nF nur für ein paar Nanosekunden Stroim liefern, die 
deutlich größeren Elkos für mehrere Mikrosekunden.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator

Deine Schaltpläne solltest du mit dem Standardwert 150dpi in Eagle 
exportieren, dann kann man auch alles gut lesen. Jetzt ist das nicht so.

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

>Was in der Entwicklungsphase aber schnell nervig wird. Mach es einfach
>richtig. Motorsteuerung an nicht-ISP Pins mit passenden Pull-Up/Downs.
>Nimm PB1 für den Motortreiber und pack einen exterenen 1k Pull-Down
>dran. Fertig.

Habe ich im Plan angepasst.


>Nein. Ersten sollte man dort noch einen kleinen RC-Filter platzieren, um
>den grönbsten Dreck abzuhalten. ZWeitens muss die Überstromerkennung
>SCHNELL erfolgen, im Mikrosekundenbereich! Das kann der ADC nicht, das
>macht man mit dem Analogkomparator.

Wie soll der RC-Filter dimensioniert sein? Der Analogkomperator 
vergleicht ja zwei Eingangsspannungen miteinander. Welche zwei Werte 
sollen da verglichen werden? Man müsste ja einen Spannungswert 
ausrechnen der den 30A über den Shunt enspricht und wenn die Spannung 
größer ist als die Vergleichsspannung müsste der uC das PWM Signal 
abschalten.


>Weil die 100nF nur für ein paar Nanosekunden Stroim liefern, die
>deutlich größeren Elkos für mehrere Mikrosekunden.

Könnte man dann nicht den 100nF weglassen und nur den Elko nehmen? Oder 
ist der Elko zu träge und man nimmt deshalb noch einen 100nF?


Tut mir leid für die ganzen Dummen fragen. Aber ich möchte das ganze 
gerne bis ins kleinste Detail verstehen und lernen.

Vielen Dank. Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Wie soll der RC-Filter dimensioniert sein?

So schmalbandig wie möglich, so breitbandig wie nötig. Das hängt auch 
ein wenig von deiner Motorinduktivität ab, denn die legt fest, wie 
schnell der Strom ansteigen kann. Gehen wir mal von 10 kHz PWM Frequenz 
aus, macht 100us. Deine Überstromerkennung sollte in maximal 10us 
greifen. D.h. dein Zeitkonstante sollte vielleicht 2-3us sein. Macht bei 
10K Widerstand ca. 220nF als Kondensator.

> Der Analogkomperator
>vergleicht ja zwei Eingangsspannungen miteinander. Welche zwei Werte
>sollen da verglichen werden? Man müsste ja einen Spannungswert
>ausrechnen der den 30A über den Shunt enspricht

Ja.
> und wenn die Spannung
>größer ist als die Vergleichsspannung müsste der uC das PWM Signal
>abschalten.

Jo.

>Könnte man dann nicht den 100nF weglassen und nur den Elko nehmen?

Nein.

> Oder
>ist der Elko zu träge und man nimmt deshalb noch einen 100nF?

Eben, er hat zuviel Induktivität.

[Norbert S. (norberts)]

Hi,

da hat sich Falk aber jetzt grob vertan.

Es ist vermutlich genug Indukktivität in der Mühle, daß 10µs sowieso 
weit übertrieben sind.

Abgesehen davon, ergeben 10k und 220nF 2,2ms, nicht µs.

Das Thema ist nicht ganz ohne. Auf diesem Niveau würde ich das erstmal 
vergessen und ne Sicherung einbauen und fertig.

Gruß,
Norbert

[Falk B. (falk)]

@  Norbert S. (norberts)

>da hat sich Falk aber jetzt grob vertan.

>Es ist vermutlich genug Indukktivität in der Mühle, daß 10µs sowieso
>weit übertrieben sind.

Kann sein, war nur ein Beispiel, etwas aus der Luft gegriffen, um mam 
die Verhältnisse zu demonstrieren. Damit nich das allgegenwärtige 
GEfasel ohne jegliche greifbare Werte rauskommt.

>Abgesehen davon, ergeben 10k und 220nF 2,2ms, nicht µs.

Mist, Kopfrechnen schwach 8-(

>Das Thema ist nicht ganz ohne. Auf diesem Niveau würde ich das erstmal
>vergessen und ne Sicherung einbauen und fertig.

Die rettet die MOSFETs aber nicht, eher anders herum.

[Norbert S. (norberts)]

Falk Brunner schrieb:
> ann sein, war nur ein Beispiel, etwas aus der Luft gegriffen, um mam
> die Verhältnisse zu demonstrieren. Damit nich das allgegenwärtige
> GEfasel ohne jegliche greifbare Werte rauskommt.

Hi,

ja, überhaupt mal ne Richtung ist sicherlich gut. Da hast Du schon 
Recht.
Bei ausgereitzten Endstufen wären 10µs auch schon großzügig. Das soltte 
da dann schon schneller sein und dafür gibts Treiber, die das selbst 
können, schneller als jeder µC.

Für eine Bastelei würde ich das aber einfach komplett weglassen.
Wir sind hier doch noch weit entfernt davon, daß Steffen einen sicheren 
Kurzschlußschutz hinbekommt.
Etwas aufpassen und gut ist.
Die 5 Mosfets lachen sich über die Anlaufströme tot und beim Kurzschluss 
lötet sich vermutlich alles auseinander bevor die Mosfets den Deckel 
heben.
Mehr Angst hätte ich da um den Akku aber die liefern heute auch so viel 
Strom, daß sie eher alles zerlegen bevor sie selbst hochgehen.

Also einfach mal machen und Erfahrung sammeln.

5x IRFZ44 für sowas ist aber eigentlich tolaler Dreck. Da gibt es so 
dermassen bessere Mosfets, da reicht fast einer.

Gruß,
Norbert

[Steffen H. (stef_fen)]

Ich habe den Schaltplan nochmal überarbeitet. Die Strombegrenzung und 
die Spannungsmessung des Akkus habe ich mal weggelassen. Nur den 
Angstkopler habe ich wieder eingebaut.

Welchen Mosfets könnt ihr mir denn anstatt des IRFZ44N empfehlen? Ich 
denke so 40A dauer sollte der Regler ohne große Kühlung schon aushalten.

Danke. Gruß Steffen

[Basti (Gast)]

Hab mit dem mal nen Regler gebaut... auch so 40 bis 50 A

http://www.reichelt.de/IRFP-IRFRC-Transistoren/IRFP-4004/3/index.html?;ACTION=3;LA=5011;GROUP=A164;GROUPID=2893;ARTICLE=90334;OFFSET=1000;SORT=artnr

[Steffen H. (stef_fen)]

Wie viele von denen hast du dann eingebaut? Reicht da einer?

Gruß Steffen

[Basti (Gast)]

Einer reicht allgemein... kommt auf deine Anlaufströme an... 
Land-Fahrzeug? Ist das schon schlimmer. Ich habs für nen Bootsantrieb 
gemacht, da ist die "Losbrechkraft" im Allgemeinen klein....

5 Mosfets parallel, da eh noch einiges zu beachten. Dazu musst du mal 
die App-Notes bei TI oder etc. auf der Seite durcharbeiten!

Grüße

Basti

[Steffen H. (stef_fen)]

>Einer reicht allgemein... kommt auf deine Anlaufströme an...
>Land-Fahrzeug? Ist das schon schlimmer. Ich habs für nen Bootsantrieb
>gemacht, da ist die "Losbrechkraft" im Allgemeinen klein....

Ich wollte den Regler im Flieger einsetzen.

>5 Mosfets parallel, da eh noch einiges zu beachten. Dazu musst du mal
>die App-Notes bei TI oder etc. auf der Seite durcharbeiten!

Ich habe ja vor jedem Mosfet noch einen Widerstand, diese sollen die 
Mosfets symetrieren und für ein gleichzeitiges Einschalten sorgen.

Gruß Steffen

[Steffen H. (stef_fen)]

Wie sieht es denn mit dem Mosfet aus:

http://www.reichelt.de/MOSFET-Transistoren-IXYS/IXFR-180N10/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=90405;GROUPID=4350;artnr=IXFR+180N10;SID=12@UOF1BX8AAAIAABdjLH620bd44e2ab9d53daaf621d4e1053f45

Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

Bissel teuer. Der Rest der Welt baut 40A Regler ohne solche Monster. Und 
man sollte sich auch mal festlegen. 30A oder 40A? Oder doch besser 50A?

[Steffen H. (stef_fen)]

Der Motor zieht 30A bei Vollglas unter Last. Also würde ich mich mal auf 
40A festlegen.

Was könntest du mir denn empfehlen?

Gruß Steffen

[Steffen H. (stef_fen)]

Ich wünsche euch allen ein frohes neues Jahr.

Welche Mosfets könntet ihr mir denn anstatt des IRFZ44N empfehlen?

Gruß Steffen

[Basti M. (counterfeiter)]

Warum fällt mein Vorschlag raus und du schlägst einen 3 mal so teuren 
vor? Wenn du das nicht ordentlich begründest und dir nur deinen Teil 
denkst, dann kannst man dir nicht helfen...

[Qwerty (Gast)]

Steffen Ha schrieb:
> Welche Mosfets könntet ihr mir denn anstatt des IRFZ44N empfehlen?

z.B. 2x IRLR3803 u. die Freilaufdiode nicht vergessen...

[Tobi (Gast)]

Um noch einen in den Pool zu werfen: PSMN5R5... Super klein, ~5mOhm, bis 
100A (SOA beachten!)

Hab mit denen schon 20A Vollbrücken Treiber gebaut ;)
30,40 oder gar 50A sollten bei Parallelschaltungen auch bombig machen! 
Würde dann aber 70 oder gar 105µ CU empfehlen :P

[Simon K. (simon)]

Tobi schrieb:
> PSMN5R5

Fußnote 1 beachten.
[1] Continuous current is limited by package

[Steffen H. (stef_fen)]

Kann ich die Schottkydiode bei mir einbauen? Beziehen sich die 40A auf 
beide Dioden oder auf eine? Wie ist es mit dem parallel Schalten von 
Schottkydioden?

Link: 
http://www.conrad.de/ce/de/product/163739/Schottky-Diode-International-Rectifier-MBRB-4045-CT-Gehaeuseart-D2PAK-IFAV-40-A-URRM-45-V/SHOP_AREA_17304&promotionareaSearchDetail=005

Vielen Dank. Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Ich wollte den Regler im Flieger einsetzen.

Da hier Platz als auch Gewicht eher klein sein müssen, nimmt man keine 
einfache Freilaufdiode, sondern einen 2. MOSFET und ehält einen 2 
Quadrantensteller, der weniger Verlustleitung produziert.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM#Synchrongleichrichtung.2C_2-Quadrantensteller

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

Die Seite habe ich schon gesehen. Ich wollte aber erstmal mit einem 1. 
Quadrantensteller beginnen. Deswegen die Frage zur Diode. Würde das mit 
der Diode gehen? Beim 2. Quadrantensteller sind halt gleich beide 
Mosfets hin wenn was schief läuft und Plus und Minus zusammengeschaltet 
werden.

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>der Diode gehen? Beim 2. Quadrantensteller sind halt gleich beide
>Mosfets hin wenn was schief läuft und Plus und Minus zusammengeschaltet
>werden.

Ein passender MOSFET-Treiber, den man so oder so braucht, verhindert 
dies.

Siehe MOSFET-Übersicht

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

Danke. Würde sich die vorgeschlagene Diode trotzdem für den 1. 
Quadrantensteller eignen?

Welcher Treiber würde sich für den 2. Quadrantensteller eignen? Der 
IR2184?

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Danke. Würde sich die vorgeschlagene Diode trotzdem für den 1.
>Quadrantensteller eignen?

Jain. Elektrisch hält sie das aus, man kann hier die beiden Dioden 
parallel schalten, weils sie a) im gleich Gehäuse sitzen, damit gut 
thermisch gekoppelt sind und b) in einem "Guss" hergestellt wurde, damit 
sind die Parameter sehr gleich. Aber bei 30A hat das Ding ~0,7V 
Flußspannung, macht ~20W Verlustleistung, die mittels Kühlkörper weg 
müssen.

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

Dann werde ich wohl lieber doch den 2. Quadrantensteller bauen. Kannst 
du den IR2184 empfehlen?

[Norbert S. (norberts)]

Hi,

ich würde IR2111 nehmen.

Gruß,
Norbert

[Steffen H. (stef_fen)]

Was unterscheidet denn den IR2111 vom IR2184? Der IR2184 kann doch viel 
höhere Ströme zur Verfügung stellen oder?

Gruß Steffen

[Norbert S. (norberts)]

Hi,

glaube mir, Du möchtest mit Deiner Erfahrung ein Mosfetgate nicht mit 2A 
befeuern.

Ist ja noch nicht klar welche Mosfets bzw. wie viele Du nehmen willst. 
Leg Dich da erstmal fest.

Gruß,
Norbert

[Steffen H. (stef_fen)]

Ich habe mir die ausgesucht: 
http://www.conrad.de/ce/de/product/161094/Transistor-unipolar-MOSFET-International-Rectifier-IRFS3107PBF-N-Kanal-Gehaeuseart-D2PAK-ID-230-A-UDS-75-V

Von denen wollte ich zwei oder drei zum Gas geben nehmen. Nun kommt ja 
noch die Bremsseite hinzu.

[Steffen H. (stef_fen)]

Der IRFS3107PBF hat ein Qg Total Gate Charge von 240nc, macht bei 3 
Stück sind das dann 720nC. Wenn ich die FETs in 100ns schalten wollte 
bräuchte ich doch dann:

C = I * t

-> I = C / t = 720 nAs / 100ns = 7,2A

Da ich haber nur ein PWM Signal von 3,9kHZ habe bei einem Timer mit 256 
Schritten komme ich ja maximal auf

t = 1 / 3900Hz = 256410,25 ns Periodendauer
256410,25 / 256 = 2564,10 ns als kleinster Schritt

C = I * t

-> I = C / t = 720 nAs / 2564,10ns = 0,28A = 280mA

Stimmt die Rechnung?

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Ich habe mir die ausgesucht:
>http://www.conrad.de/ce/de/product/161094/Transist...

Aha, ein 230A MOSFET

>Von denen wollte ich zwei oder drei zum Gas geben nehmen.

Kann es sein, dass du dich um den Faktor 10 vertan hast?

Wenn wir mal 3W Verlustleistung bei 30A annehmen, macht das ~3,3 mOhm. 
Nimmt man EINEN oder besser drei moderate MOSFETs mit ca. 10mOhm, reicht 
das locker.

  Steffen Ha (stef_fen)
Datum: 25.01.2013 13:46
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>Der IRFS3107PBF hat ein Qg Total Gate Charge von 240nc, macht bei 3
>Stück sind das dann 720nC. Wenn ich die FETs in 100ns schalten wollte
>bräuchte ich doch dann:

>C = I * t

>-> I = C / t = 720 nAs / 100ns = 7,2A

Stimmt.

>Da ich haber nur ein PWM Signal von 3,9kHZ habe bei einem Timer mit 256
>Schritten komme ich ja maximal auf

>t = 1 / 3900Hz = 256410,25 ns Periodendauer

Das sind 256,4 µs, auf 10ps genau auzurechnen ist alber.

>256410,25 / 256 = 2564,10 ns als kleinster Schritt

Ich komme eher auf 1µs.

-> I = C / t = 720 nAs / 1us = 0,72A

[Steffen H. (stef_fen)]

Sorry für den Tipfehler. Also würde doch der Strom den der IR2111 zur 
Verfügung stellt für drei dieser Mosfets zu klein sein? Angegeben ist er 
mit 200/420mA.

Bei zwei Stück:

C = I * t

-> I = C / t = 480 nAs / 1000ns = 480mA


Ich wollte die Hitzeprobleme umgehen. Außerdem hat der ein gutes FBSOA 
Diagramm. Bei 10V hält einer 30A im DC aus d.h. doch, dass das der 
Betrieb wäre in dem der Mosfet voll durchgesteurt ist also Vollgas 
ansteht oder?

Meinen Schaltplan habe ich mal angefügt.

[Steffen H. (stef_fen)]

Jetzt habe ich gerade mal einen alten Regler von mir auseinander gebaut. 
Der hat FDS5670 Mosfets mit 60V 10A und davon 7 Stück.

Link: http://www.fairchildsemi.com/ds/FD/FDS5670.pdf

Das SOA Diagramm sagt aber bei DC 10V nur 0,2A.

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Das SOA Diagramm sagt aber bei DC 10V nur 0,2A.

Du hast SOA nicht verstanden. Das gilt in erster Linie nur im 
Linearbetrieb. Denn die 10V sind die Spannung, die über Drain-Souce 
abfallen, NICHT über der Last.

http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm

Im Schaltbetrieb spielt SOA kaum eine Rolle, bestenfall bei recht langer 
Umschaltzeit, denn dann ist der Transistor kurzzeitig im Linearbetrieb.

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

Vielen Dank. Ich lerne gerne dazu. Kannst du noch mal bitte meinen 
Schaltplan anschauen. Wie ist das jetzt mit den Strömen die der 
Mosfettreiber hergeben muss?

[Steffen H. (stef_fen)]

Berechnung des Bootstrapkondensators:

C = QGate / deltaU = (2 * 240nC) / 0,5V = 960nF

Wenn ich jetzt noch eine Reserve von 3 einbaue bin ich bei 2880nF. 
Welcher Kondensatortyp empfiehlt sich da? Am liebsten wäre mir ein SMD 
Bauteil.

Wie errechnet sich der Vorwiderstand für das Gate? Sind 4,7 Ohm eine 
gute Wahl?

Welche Bootstrapdiode bietet sich an? 1N4148?

Wie soll der Stützkondensator gewählt werden? 1000uF?

[Steffen H. (stef_fen)]

Wie würdet ihr denn die Bauteile wählen?

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>C = QGate / deltaU = (2 * 240nC) / 0,5V = 960nF

Warum Faktor 2?

>Wenn ich jetzt noch eine Reserve von 3 einbaue bin ich bei 2880nF.

Man muss es nicht übertreiben. 1µF ist schon Faktor 2, das reicht.

>Welcher Kondensatortyp empfiehlt sich da? Am liebsten wäre mir ein SMD
>Bauteil.

Keramik oder Folie. Ersteren gibt es als SMD, aber der sollte dann 
wenigstens 16V , besser 25V Nennspannung haben und X7R Dielektrikum.

>Wie errechnet sich der Vorwiderstand für das Gate?

Gar nicht, das muss man probieren/messen. Wir hatten hier mal ne recht 
lange Diskussion, ob man besser eine Ferritperle oder einen Widerstand 
nimmt. Denn dieser ist NICHT in 1. Line zur Strombegrenzung da, sondern 
zur Dämpfung des parasitären Schwingkreises aus Gatekapazität und 
Gatezuleitunge zwischen Treiber und MOSFET. So klein wie möglich, so 
groß wie nötig.

> Sind 4,7 Ohm eine gute Wahl?

Damit kann man anfangen.

>Welche Bootstrapdiode bietet sich an? 1N4148?

Naja, bei 3,9 kHz mag das noch angehen, eine UF4001 wäre mir persönlich 
lieber. Irgendeine schnelle Siliziumdiode, hier mal kein Schottky, die 
haben zuviel Leckstrom.

>Wie soll der Stützkondensator gewählt werden? 1000uF?

Wichtiger als die Kapazität ist niedriger ESR. Aber 1000µF sind ein 
brauchbarer Startwert.

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

>C = QGate / deltaU = (2 * 240nC) / 0,5V = 960nF

>Warum Faktor 2?

Ich habe angenommen wegen den 2 Mosfets. Muss der Kondensator auf der 
nicht Bootstrapseite auch die Werte aufweisen?

Aber reicht jetzt der Strom den der IR2111 zur Verfügung stellt? Die 
errechneten Werte liegen ja drüber.

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>>Warum Faktor 2?

>Ich habe angenommen wegen den 2 Mosfets.

Ach so. Das ist OK.

> Muss der Kondensator auf der
> nicht Bootstrapseite auch die Werte aufweisen?

In etwas schon.

>Aber reicht jetzt der Strom den der IR2111 zur Verfügung stellt? Die
>errechneten Werte liegen ja drüber.

Dann schaltest du halt langsamer. 2us klingt auch noch OK, sind ja nur 
~4kHz, macht dann ~1,6% der PWM Periode als reine Schaltzeit.

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

Könnte ich auch den IR2184 nehmen? Oder gibt es dann wieder andere 
Probleme?

Wenn ich auf 2us kommen will muss ich doch die PWM Frequenz ändern oder? 
Bei 3,9kHz und einem Timer mit 256 Schritten war ja der niedrigste Wert 
bei 1us.

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Könnte ich auch den IR2184 nehmen?

Wahrscheinlich schon.

>Wenn ich auf 2us kommen will muss ich doch die PWM Frequenz ändern oder?

Nein. Die Anstiegszeit hat mit der PWM nur wenig zu tun. Du kannst auch 
100ns Schaltzeit machen.

>Bei 3,9kHz und einem Timer mit 256 Schritten war ja der niedrigste Wert
>bei 1us.

Das ist deine minimale Pulsbreite bzw. Auflösung. Sinnvollerweise muss 
deine Schaltzeit kleiner sein, wenn du diese minimale Pulszeit erreichen 
willst. Wenn du aber meinestwegen nur 5% minimale PWM brauchst, kannst 
du auch eine größere Schaltzeit verkraften. Aber 1us ist schon eher 
reichlich. Viel mehr muss nicht sein.

[Steffen H. (stef_fen)]

@ Falk Brunner (falk)

Wie errechnet sich denn die Schaltzeit die ich bei 3,9kHz benötige?

Dann passt die Rechnung mit dem benötigten Strom für die Schaltung der 
Mosfets ja auch nicht mehr da ich in der Rechnung 1us eingesetzt habe.

Bei 100ns:

C = I * t

-> I = C / t = 480 nAs / 100ns = 4,8A?

Damit ist der IR2111 ja völlig überfordert.

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Wie errechnet sich denn die Schaltzeit die ich bei 3,9kHz benötige?

Hab ich das nicht schon mehrfach geschrieben? Siehe mein letztes 
Posting!

Beitrag "Re: Welcher Single Channel Mosfettreiber zur Ansteuerung von IRFZ44N?"

>Bei 100ns:

Das ist eine sehr kurze Schaltzeit, die du hier nicht wirklich brauchst.

[Dieter G. (dieter_g)]

Falk Brunner schrieb:
>>Bei 100ns:
>
> Das ist eine sehr kurze Schaltzeit, die du hier nicht wirklich brauchst.

Hmmmpf. Klar, nicht unbedingt mit aller Gewalt 100ns, aber er will doch 
30A schalten, oder nicht ? Das sollte schon eher zuegig geschehen, sonst 
produziert er nur unnoetig Verluste und er will ja "ohne grosze 
Kuehlung" auskommen.
Insofern auf jeden Fall den IR2184 nehmen.

[Falk B. (falk)]

@Dieter G. (dieter_g)

>Hmmmpf. Klar, nicht unbedingt mit aller Gewalt 100ns, aber er will doch
>30A schalten, oder nicht ? Das sollte schon eher zuegig geschehen, sonst
>produziert er nur unnoetig Verluste und er will ja "ohne grosze
>Kuehlung" auskommen.

Naja, mal grob gerechnet gibt das

12 V * 30V * 0,25 * 2 * 1us/256us = 0,7W

Schaltverluste. Naja, geht so.

>Insofern auf jeden Fall den IR2184 nehmen.

Ja. Kann nicht schaden.

[Steffen H. (stef_fen)]

Wie hängt denn die Schaltzeit von der PWM ab? Das habe ich noch nicht 
ganz begriffen.

Im Internet habe ich eine Formel für die Schaltzeit gefunden:
tein = 2 * (RG * Ciss) = 2 * (4,7ohm  9370pf  10e-12) = 88ns

Gibt es noch was besseres als den IR2184? Der IR2184 hat ja noch einen 
SD/ Eingang. Muss ich den beschalten?

Einige von euch haben doch bestimmt schon mal einen Regler gebaut. Wie 
seit ihr da vorgegangen?

Schönen Abend. Gruß Steffen

[Falk B. (falk)]

@  Steffen Ha (stef_fen)

>Wie hängt denn die Schaltzeit von der PWM ab? Das habe ich noch nicht
>ganz begriffen.

seufz
Ist es denn wirklich so schwer?

Deine Schaltzeit muss sinnvollerweise kleiner als deine minimale 
Pulsbreite sein.

Periodendauer der PWM / Ausflösung = minimale Pulsbreite

3,9 KHz = 256 µs

256 s / 256 (8 Bit) = 1µs

>Im Internet habe ich eine Formel für die Schaltzeit gefunden:
>tein = 2 * (RG * Ciss) = 2 * (4,7ohm  9370pf  10e-12) = 88ns

Naja, das ist ein vereinfachter Ansatz der mit einer RC-Ladung rechnet. 
Vernachlässigt aber etwas den Millereffekt, und das ist eher nicht so 
praxistauglich.

>Gibt es noch was besseres als den IR2184? Der IR2184 hat ja noch einen
>SD/ Eingang. Muss ich den beschalten?

Wenn du DAS nicht allein rausfindest, darfst du diese Projekt VERGESSEN!

[Steffen H. (stef_fen)]

>Gibt es noch was besseres als den IR2184? Der IR2184 hat ja noch einen
>SD/ Eingang. Muss ich den beschalten?

>Wenn du DAS nicht allein rausfindest, darfst du diese Projekt VERGESSEN!

Meinst du damit die Auswahl des Mosfettreiber oder den SD/ Eingang?

Über den SD\ lassen sich beide Mosfets gemeinsam abschalten (Logic input 
for shutdown referenced to com). Ist damit gemeint wenn der Eingang auf 
GND liegt, das beide Mosfets abgeschaltet werden?

[Dieter G. (dieter_g)]

Steffen Ha schrieb:
> Ist damit gemeint wenn der Eingang auf
> GND liegt, das beide Mosfets abgeschaltet werden?

ja

[Steffen H. (stef_fen)]

Der IR2184 braucht ja in der Schaltung ein invertiertes PWM Signal. Ist 
aber der uC noch nicht mit Spannung versorgt aber der Antriebsakku schon 
angeschlossen würde der Motor ja schon auf Vollgas laufen. Was kann man 
dagegen Schaltungstechnisch machen?

Nochmal zu dem SD/ Pin muss der wegen des invertierenden PWM Signals 
dann nicht auf GND liegen, wäre er auf Plus würden ja bei Mosfets 
freigeschaltet?

[Jörg E. (jackfritt)]

Übrigens hat der IR2184 eine Unterspannungsabschaltung bei ca. 10V.
Ziemlich doof wenn der Akku unter Last  darunter fällt.
Ich habe die Versorgung deswegen erstmal getrennt voneinander aufgebaut.

[Steffen H. (stef_fen)]

Das Problem hatte ich auch schonmal. Ich schalte den Regler einfach 
Softwareseitig bei 10,5V ab.

[Steffen H. (stef_fen)]

Welche Möglichkeit gibt es für die Bootstrapdiode? Gibt es die UF4001 
auch als SMD?

[Jörg E. (jackfritt)]

1n4148 hab ich drin. Gibs auch als smd