50A DC Endstufe mit Arduino ansteuern

@Andreas Z. (Gast)

>Ich möchte über den Arduino Mega insgesammt 4 DC Motoren 18V 50A
>(Permanent erregt) ansteuern, also muss eine PWM gesteuerte Endstufe
>herr, bzw 4 Stück davon.

Sowas könnte man im Modellbaubereich finden, 18V wird aber knapp.

>ausgelegt...naja, alternativ würde es doch reichen, den IGBT gegen einen
>auszutauschen der die Leistung abkann oder nicht?

Oder nicht. IGBTs sind bei 18V fehl am Platz.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET.2C_Bipolartransistor.2C_IGBT_oder_Thyristor_ein_.3F

> Dioden und
>Leiterbahnen müssten auchnoch vertärkt werden.

Jaja ;-)

Andreas Z. schrieb:
> damit dann zB auf einen IRFP260N.

Absolute Maximum Rating: 46A bei 25°C, 29A bei 100°C

Die Pulsbelastbarkeit mit 180A gilt nur für einen Dutycycle von maximal 
2%. Es hat mich knapp eine halbe Minute gekostet, all diese 
Informationen aus dem Datenblatt abzulesen.

@ Andreas Z. (Gast)

>Also erstmal rein theoretisch habe ich mir überlegt, ein PWM Signal auf
>den TC4429 oder ICL7667 zu schicken, damit dann zB auf einen IRFP260N.

Von einer derartig theoretischen Überlegung zu einer soliden 50A 
Endstufe ist es meist ein weiter Weg. ;-)

@Andreas Z. (Gast)

Nun, was man bei solchen Strömen DEFINITV braucht ist eine elektronsiche 
Strombegrenzung bei jedem PWM-Zyklus, damit dir im Fehlerfall bzw. beim 
Anlaufen des Motors die MOSFETs nicht wegbrennen. Eigentlich hätte sich 
schon längst mal jemand von den Leuten mit ausreichend Wissen eine 
schöne, nachbaufähige PWM-Stufe als Projekt bauen können. Statt dessen 
wird ein und das selbe Problem seit Jahren immer wieder nur diskutiert. 
8-(

Ich bin mir nicht sicher ob das das richtige Projekt für dich ist. Du 
fängst offenbar grad so an mit Arduino usw. und willst dann mit 200A bei 
18V arbeiten?
Probiers doch erstmal mit kleineren Motoren zum Testen aus, ob du 
wenigstens die Ansteuern kannst. Dann kann man sich da mal langsam 
steigern. 50A zu schalten ist schon nicht mehr so einfach, insbesondere 
auch aufgrund der ganzen Dreckeffekte (Leitungsinduktivität usw.) die 
hier dazukommen. Da raucht schneller was ab als du es sehen kannst.

Andreas Z. schrieb:
> Deswegen steht da ja auch zB den IRFP260N...dann verzichte ich halt auf
> 4A oder wähle einen anderen...Datenblätter kann icha uch lesen.

Naja, lesen kannst Du sie vielleicht schon, aber nicht verstehen.

Die unter "Absolute Maximum Ratings" angegebenen Werte stellen die 
Zerstörungsgrenze des Bauteils dar, nicht den normalen 
Betriebsbereich. Und wenn sich auch noch mehrere Parameter gleichzeitig 
im Grenzbereich bewegen, zerstört dies das Bauteil mit ziemlicher 
Sicherheit.

Die angegebenen 46A sind auch nicht der Wert einer internen 
Strombegrenzung des Transistors. Wenn die Motorachse blockiert u.ä., ist 
der Transistor hin.
Bei einer rein softwaremäßigen PWM ohne sehr schnell reagierende 
hardwaremäßige Überstromabschaltung oder -begrenzung geht das sehr 
schnell.

Andreas Z. schrieb:
> Strombegrenzung, sollte nicht so schwer zu relisieren sein, einen
> Wandler in die Motorzuleitung und als Alalogin auf den uC.

Das ist viel zu langsam. Der Stromanstieg im Kurzschlussfall wird in 
deutlich weniger als 1us stattfinden, d.h. die Reaktionszeit der 
Strombegrenzung muss deutlich darunter liegen.

Wenn man jedoch seinen MOSFET von vornherein mit so geringer 
Flankensteilheit ansteuert, dass man in Software reagieren könnte, wären 
die Schaltverluste gigantisch hoch.

@Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) 
Benutzerseite

>> Strombegrenzung, sollte nicht so schwer zu relisieren sein, einen
>> Wandler in die Motorzuleitung und als Alalogin auf den uC.

Wenn Softwerker Hardware bauen (wollen). ;-)

>Das ist viel zu langsam.

Jain. Richtige Motorsteuerungen machen bisweilen auch so, ALLERDINGS ist 
dort eine sehr geringe Reaktionszeit gegeben, meist durch 
Interrupts.

> Der Stromanstieg im Kurzschlussfall wird in
>deutlich weniger als 1us stattfinden,

Gott sei Dank eher nicht, die Motorinduktivität wird es verhindern. 
Schnell ist es aber immer noch.

Falk Brunner schrieb:
> Wenn Softwerker Hardware bauen (wollen). ;-)

Wen meinst Du damit? Sicherlich nicht mich, denn wir beraten etliche 
unserer Kunden bei der Auslegung von Motorsteuerungen. Ich entwickele 
seit über dreißig Jahren elektronische Schaltungen.

> Jain. Richtige Motorsteuerungen machen bisweilen auch so, ALLERDINGS ist
> dort eine sehr geringe Reaktionszeit gegeben, meist durch
> Interrupts.

Wenn man das macht, verwendet man aber auch MOSFETs, die noch deutliche 
Leistungsreserven haben und deren Maximalstrom nicht dem 
Nenn-Betriebsstrom entsprechen.

Außerdem setzt man den eher einen Komparator zur Überstromerkennung ein, 
um die Latenzzeit, die ein A/D-Wandler bewirkt, deutlich zu reduzieren. 
Und ein Arduino, wie vom TE eingesetzt, ist da auch nicht unbedingt die 
erste Wahl.

>> Der Stromanstieg im Kurzschlussfall wird in
>>deutlich weniger als 1us stattfinden,

> Gott sei Dank eher nicht, die Motorinduktivität wird es verhindern.
> Schnell ist es aber immer noch.

Im Kurzschlussfall kommt eben nicht mehr die Motorinduktivität in Spiel, 
sondern nur nur beim Motoranlauf oder mechanischen Blockieren der 
Motorachse.

@ Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)

>Falk Brunner schrieb:
>> Wenn Softwerker Hardware bauen (wollen). ;-)

>Wen meinst Du damit? Sicherlich nicht mich, denn wir beraten etliche
>unserer Kunden bei der Auslegung von Motorsteuerungen. Ich entwickele
>seit über dreißig Jahren elektronische Schaltungen.

Den OP, sieht man an den Zitatmarkierungen.


>> Jain. Richtige Motorsteuerungen machen bisweilen auch so, ALLERDINGS ist
>> dort eine sehr geringe Reaktionszeit gegeben, meist durch
>> Interrupts.

>Wenn man das macht, verwendet man aber auch MOSFETs, die noch deutliche
>Leistungsreserven haben und deren Maximalstrom nicht dem
>Nenn-Betriebsstrom entsprechen.

Kann sein.

>Außerdem setzt man den eher einen Komparator zur Überstromerkennung ein,
>um die Latenzzeit, die ein A/D-Wandler bewirkt, deutlich zu reduzieren.

Naja, ich hab das Fragment "Alalogin" als Analogkomparator 
interpretiert, gemeint war wohl eher der ADC. Der ist natürlich deutlich 
langsamer  und für eine Überstromabschaltung nicht mal die 2. Wahl.

>Im Kurzschlussfall kommt eben nicht mehr die Motorinduktivität in Spiel,
>sondern nur nur beim Motoranlauf oder mechanischen Blockieren der
>Motorachse.

Ach so, du meinst einen richtigen Kurzschluss. Ich war gedanklich beim 
Blockieren, also mental blockiert ;-)