Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Treiber für 24V PWM-Signal


von Andi (Gast)


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Hallo!

Ich möchte ein pneumatisches Ventil(induktive Last) mit einem 0...24V 
PWM ansteuern. Die PWM-Frequenz beträgt 2kHz. Das Problem ist, dass das 
Ventil über PWM-Signal versorgt wird und deshalb bis zu 1A Strom 
braucht. Das Steuergerät liefert nur 5mA.

Anforderungen sind, dass Signal möglichst unverzögert(große Slew Rate) 
da das Signal die Stellgröße eines Reglers ist und damit Reglerdynamik 
beeinflusst.

Meine ersten Idee wären:

1) Eine Kollektorschaltung/Emitterfolger da der eine gute 
Stromverstärkung hat und die Spannungsverstärkung Vu =~ 1 ist. Wie 
siehts hier mit der Dynamik aus, sollte man zusätzliche Kondensatoren 
oder Diode verbauen damit die Schaltvorgänge schneller von statten 
gehen? Bipolar oder MOSFET? Habe irgendwann gelernt, dass 
Bipolar-Transistoren schneller sind defür höhere Schaltverluste haben. 
Deswegen hätte ich eher zu bipolar gegriffen, da ich mit den 
Schaltverlusten leben kann.
Kann man Vu = 1 durch Zusatzmaßnahmen erwirken bzw. kann ich es durch 
die Beschaltung auf einen definerten Wert festlegen z.B.: 0.95?

2) Leistungs-OPV: Die bisher von mir gefundenen haben in diesem 
Leistungsbereich eine sehr niedrige Slew-Rate(2V/us). Gibt es da 
schnellere?

Was würdet ihr mir da empfehlen? Gibt es fertige ICs/Platinen die ohne 
bzw. mit wenig externer Beschaltung auskommen? Darf auch ruhig ein wenig 
mehr kosten.

Besten Dank
Andi

von Harald W. (wilhelms)


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Andi schrieb:

> 2) Leistungs-OPV: Die bisher von mir gefundenen haben in diesem
> Leistungsbereich eine sehr niedrige Slew-Rate(2V/us). Gibt es da
> schnellere?

Beitrag "Rechteckgenerator mit 37ps Anstiegszeit."

von Andi (Gast)


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24V 1A...

von ul5255 (Gast)


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Andi schrieb:
> 2) Leistungs-OPV: Die bisher von mir gefundenen haben in diesem
> Leistungsbereich eine sehr niedrige Slew-Rate(2V/us). Gibt es da
> schnellere?

warum nicht das PWM Signal vom Steuergeraet auf einen MOSFET Treiber 
(z.B. TC4427) geben, der dann einen Leistungs-MOSFET ansteuert? 2kHZ ist 
ja nicht viel ...

von Otto_kar (Gast)


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Hiho,
nimm doch einfach einen fertigen Treiber für induktive Lasten / Motoren. 
BTN7930/33 als einfache Halbbrücke zB., es gibt für 1A Strom aber auch 
viele andere. Suche mal unter Motortreiber und achte auf deren 
Schaltzeiten, dann hast Du es schon. Wahrscheinlich wird die Auswahl 
groß sein.

ser's Otto

von Falk B. (falk)


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@ Andi (Gast)

>Ich möchte ein pneumatisches Ventil(induktive Last) mit einem 0...24V
>PWM ansteuern. Die PWM-Frequenz beträgt 2kHz. Das Problem ist, dass das
>Ventil über PWM-Signal versorgt wird und deshalb bis zu 1A Strom
>braucht. Das Steuergerät liefert nur 5mA.

Bei welcher Spannung?

>Anforderungen sind, dass Signal möglichst unverzögert(große Slew Rate)
>da das Signal die Stellgröße eines Reglers ist und damit Reglerdynamik
>beeinflusst.

Naja, ob das 5 us später ankommtoder nicht interessiert hier nicht.
Ein einfacher MOSFET reicht. Die Freilaufdiode muss schon etwas 
schneller sein, bei 24V nimmt man einfach ein 30 oder 40V Schottkydiode. 
Da dein Steuergerät nur 5mA bringt, brauchst du einen einfachen 
MOSFET-Treiber ala ICL7667.

>2) Leistungs-OPV: Die bisher von mir gefundenen haben in diesem
>Leistungsbereich eine sehr niedrige Slew-Rate(2V/us). Gibt es da
>schnellere?

Für PWM? Nein.

von Andi (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten!

Ja ich weiß mittlerweile, dass Power-OPVs nicht der optimale Ansatz 
sind. Ich werde mir MOSFET-Treiber und Motortreiber mal genauer ansehen 
bei RS&Co. Die haben teilweise Schaltenzeiten im ns-Bereich, was mehr 
als ausreichen müsste.

zu euren Anmerkungen:

Falk Brunner schrieb:
> Bei welcher Spannung?
Alles 24V. IN: 24V 5mA. OUT: 24V und soviel Strom wie das Ventil 
benötigt (max. 1A)

> Naja, ob das 5 us später ankommt oder nicht interessiert hier nicht.

Das kann man nie wissen :D. Kommt auf Anwendung an... Wenn man schnell 
regeln will muss man die Aktoren auch schnell ansteuern. Der Regler weiß 
in der Regel nichts vom Verstärker.

Falk Brunner schrieb:
> Da dein Steuergerät nur 5mA bringt, brauchst du einen einfachen
> MOSFET-Treiber ala ICL7667.

Danke für den Vorschlag!

Otto_kar schrieb:
> nimm doch einfach einen fertigen Treiber für induktive Lasten / Motoren.
> BTN7930/33 als einfache Halbbrücke

Danke für den Vorschlag!


Beste Grüße
Andi

von Harald W. (wilhelms)


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Andi schrieb:

> Die haben teilweise Schaltenzeiten im ns-Bereich, was mehr
> als ausreichen müsste.

Da es sich hier um ein langsames, mechanisches System handelt, spielt
die Schaltzeit überhaupt keine Rolle. Neben der mechanischen Trägheit
ist es vor allen sie Induktivität Deines Aktors, die die Geschwindig-
keit Deines Systems beeinflusst. Das wollte ich Dir indirekt mit
meinem ersten Posting zeigen. :-)
Gruss
Harald

von Horst H. (horst_h44)


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Mein Geheimtipp ist ein integrierter Spulentreiber der die PWM 
automatisch generiert, wie z.B. der iC-GE mit Stromabsenkung nach dem 
Einschalten. Die Applikation ist hier beschrieben: 
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/analogtechnik/articles/387196/ , 
das Datenblatt hier: 
http://www.ichaus.biz/upload/pdf/GE_datasheet_A1en.pdf .

von Anja (Gast)


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Andi schrieb:
> Anforderungen sind, dass Signal möglichst unverzögert(große Slew Rate)
> da das Signal die Stellgröße eines Reglers ist und damit Reglerdynamik
> beeinflusst.

Üblicherweise verwendet man hierfür Booster-Endstufen mit einer 
wesentlich höheren Versorgungsspannung als die, die das Ventil braucht.
Mit 96V Versorgung erreicht man denselben Strom in 1/4 der Zeit die bei 
24V benötigt wird.

Gruß Anja

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