Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM- Motorsteuerung 100A Dauerstrom


von Henk (Gast)


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Moin,
für ein reines "Spassmobil" mit einer Höchstgeschwindigkeit von 4-7km/h 
angetrieben von einem 24V/4kW Staplermotor soll eine elektronische 
Drehzahlregelung gebaut werden.
Der Motor wird später an 12V mittels einer ausgedienten Wohnmobil- 
Batterie (12V Blei-Säure) versorgt. Halbe Nennspannung, sollte etwa ein 
viertel der Nennleistung ergeben. Mit ein wenig Reserve möchte ich das 
ganze also auf 10pA Dauerstrom auslegen. Es soll keinerlei 
Brückenschaltung gebaut werden, nur eine Drehrichtung ohne elektrische 
Bremsung.

Es sollen also je nach Typ 3-5 FETs parallel verschaltet werden und ich 
bin nun auf der Suche nach einem guten Konzept für den Gatetreiber. 
Vorerst wollte ich den IR2121 nutzen, wegen der integrierten 
Strombegrenzung. Doch dieser schafft nur 2A Strom in das Gate. Sollte 
ich vielleicht lieber auf die Strombegrenzung verzichten, stärkere 
Gatetreiber einsetzen und dann die FETs beispielsweise auf 1000A 
Pulslast auslegen, sodass sich das ganze eh begrenzt weil der Akku und 
die Impedanz des Azfbaus so viel niemals liefern können wird?

von Helge A. (besupreme)


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Die Idee mit der Auslegung auf insgesamt 1000A (Kurzzeit) ist gut. Eine 
Vorsicherung pro Transistor, dann läuft deine Maschien weiter bei 
Ausfall eines der Transistoren. Eine Strombegrenzung dürfte dann 
überflüssig sein.

Wenn du deine PWM niederfrequent auslegst, ist die Leistung des 
Treiberbausteins weniger interessant. Es ist trotzdem eine gute Idee, 
pro Transistor eine Treiberschaltung zu haben. Wär ja blöd, wenn dir das 
Pferdchen durchgeht ;)

: Bearbeitet durch User
von Henk (Gast)


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Niederfrequent darf es in diesem Fall gern werden,aber die genaue 
Frequenz werde ich dann später so per trial&error erforschen müssen. 
Vermutlich zwischen 1 und 5kHz.
Unwichtig find ich den Gatestrom aber nicht, die FETs mit solch hohen 
Leistungen haben schon recht gewaltige Kapazitäten. Hatte da aktuell 
IRFP2907 im Auge.

Bin noch unschlüssig ob ein controller zum Einsatz kommt oder doch nur 
ein ne555, das soll hier aber Nebensache sein.

von Magic S. (magic_smoke)


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Nimm eine Handvoll IRFB3077. Die sollten damit kein Problem haben.

Die PWM-Frequenz würd ich bei 100-300Hz ansiedeln, Mikroruckler sind bei 
so einem Antrieb ja recht problemlos. 1-5kHz ergibt ein sehr ekliges 
Pfeifen und dann würde bei mir keine echte Fahrfreude entstehen.

Übrigens, die 7km/h glaubst Du bei 4kW Antriebsleistung doch selber 
nicht!

von Mhh (Gast)


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Henk schrieb:
> Mit ein wenig Reserve möchte ich das
> ganze also auf 10pA Dauerstrom auslegen.

Verrätst du mehr?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
da du nur ca. 12V Nennspannung hast, ist die Auswahl sehr stromstarker 
FET mit Kanalwiderstand um 1mOhm recht bequem. Da reicht evtl. sogar 
einer.
Der hier ist dafür ausgelegt:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf1324s-7ppbf.pdf

Ob du wirklich 1000A brauchst? Ich bezweifle es, denn da müßte der Akku 
wirklich sehr guten Zustand haben und der Reihenwiderstand aller 
Leitungen und Verbinder dürfte bei bei Kurzschluss ca. 6 mOhm nicht 
überschreiten.
(angenommen bei Anpassung R_akku = R_last)

Andererseits wäre auch eine elektronische Strombegrenzung mit Shunt um 
1mOhm kein so großes Problem. Eingestellt auf 200A müßtest du mit einem 
einfachen OPV die Triggerspannung von ca. 200mV detektieren um damit im 
Fehlerfall den Gatestrom abzuziehen bzw. eine Sicherung auszulösen 
(FlipFlop).

Wozu du dann noch einen speziellen Gatedriver brauchst, ist mir unklar?
Ok, ist bequem zu beschalten, aber die machen einem vor allem das Leben 
leicht, bei Brückenschaltungen mit FET im High-Side-Zweig.
Willst du aber ja alles nicht.
Der FET mit Massebezug kann normal ein/ausgeschaltet werden.
Ich würde dir auch empfehlen, die PWM-Frequenz nicht sehr hoch zu 
wählen.
um 30...50Hz sollten allemal reichen. Damit sind Umschaltverluste 
moderat und der Gatestrom muß nicht so heftig sein. Der Motor ist eh 
träge.

Was du nicht vergessen darfst, ist Überspannungsschutz für den FET.
Die Induktionspitzen bei Ausschalten zerschießen den sonst.
Gruß Öletronika

von Henk (Gast)


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10pA sollte 100A bedeuten. Das Gefährt hat ein Eigengewicht von fast 
100kg, trägt 2 Personen und hätte theoretisch eine Anhängerkupplung, da 
ist die Leistung wohl eher untertrieben. Der Motor hat 4kW an 24V, aber 
ich möchte ihn nur an 12V betreiben und er wird sehr weit untersetzt.

von Martin Beuttenmüller (Gast)


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Guten Tag ...

@Magic Smoke
<off_topic>
Bei "C" gibt es E-Roller mit 2kW Motor und einer Höchstgeschwindig-
keit von (angegebenen) 54km/h.
Warum sollen dann 4kW nicht für 7km/h reichen ???
</off_topic>

Viel Erfog bei dem Projekt
Martin

von Henk (Gast)


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Kann mir jemand eine schicke Diode zum Abbau der Induktionsspannung 
empfehlen?

Mit tatsächlich so sehr niedrigen Frequenzen habe ich keine Erfahrung. 
Da könnte ich dann ja sogar einen BTS555 einsetzen und würde mir das 
Leben extrem leicht machen.

Eine wichtige Anforderung habe ich leider noch vergessen, ich möchte 
gern die HighSide schalten. Hat den Grund, dass die ganze Technik nicht 
immer unter meiner Aufsicht steht und ich schlechte Erfahrungen damit 
gemacht habe, einem nicht-Fachmann die per Masse geschaltete Last 
verständlich zu machen.
Gebrauchte DC/DC- Wandler, auch mit 1-2A, habe ich aber noch ausreichend 
rumliegen.

von Henk (Gast)


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Gibt es begründete Einwände gegen den IRF3205?

von Magic S. (magic_smoke)


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> Warum sollen dann 4kW nicht für 7km/h reichen ???
Na Du bist ja ein ganz Schlauer! Die Frage, die ich im Kopf hatte war 
eher die, wieso die 4 oder 2 kW nicht für deutlich mehr als 7 km/h 
reichen!!!

von Mike (Gast)


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Henk schrieb:
> Kann mir jemand eine schicke Diode zum Abbau der Induktionsspannung
> empfehlen?

Üblicherweise baut man die so ein, dass beim Abschalten des FETs der 
Strom weiter fließen kann und eine Induktionsspannung gar nicht erst 
entsteht.

von Henk (Gast)


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Es ist bei 12V nur 1kW, nicht 4 oder 2. Ich brauche keine hohe 
Geschwindigkeit sondern eher Drehmoment. Möchte aber alles so aufbauen, 
dass ich auch 24V oder gar 36V verwenden könnte.

von U. M. (oeletronika)


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Henk schrieb:
> Eine wichtige Anforderung habe ich leider noch vergessen, ich möchte
> gern die HighSide schalten. Hat den Grund, dass die ganze Technik nicht
> immer unter meiner Aufsicht steht und ich schlechte Erfahrungen damit
> gemacht habe, einem nicht-Fachmann die per Masse geschaltete Last
> verständlich zu machen.
Hallo,
diese Bedenken kann ich irgendwie nicht nachvollziehen.
Was muss ein Nichtfachmann bezüglich der Schaltungstechnik überhaupt 
wissen?
Was ist für den Fahrzeugführer der Unterschied, ob die Last Low-Side 
oder High-Side geschaltet wird?

Nur falls der Motor zwingend an +Pol geschaltet werden muss, weil der 
-Pol auf Gehäuse liegt, wäre es ein guter Grund.

Eine Sache solltest du unbedingt berücksichtigen,
nämlich einen sehr gut erreichbaren, fetten Not-Aus-Schalter, der bei 
möglichen Defekt der Steuerung das Gefährt sicher zum stehen bringt.
Gruß Öletronika

von Henk (Gast)


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Ich weiss es nicht genau, gehe aber davon aus, dass der Staplermotor 
keinerlei elektrische Verbindung zum Gehäuse hat. Der Gedanke dazu war 
einfach, dass an den FETs ja Drain auf der Fahne liegt. Aus Gründen von 
Kühlung und Energieverteilung wollte ich die FETs auf eine Kupferschiene 
schrauben und diese dann in das Kühlkörpergehäuse einer defekten 600W 
Endstufe montieren. Elektrische Isolation trotz vernünftiger 
mechanischer Verbindung ist schwierig und wenn dann die DRAIN- Schiene 
aufgrund eines Fehlers Kontakt zum Stahlrahmen des Fahrzeuges bekommt 
rennt Der Motor unkontrolliert los, wenn das bei einem HighSide Aufbau 
passiert löst einfach die Sicherung aus und mehr passiert vermutlich 
nicht. Ist einfach ein Sicherheitsgedanke...

NOT-AUS wird es natürlich geben, ein Kontakt unterbricht die 
Spannungsversorgung der Logik, ein Kontakt legt die GATEs direkt auf 
GND.

von 0815 (Gast)


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Henk schrieb:
> NOT-AUS wird es natürlich geben, ein Kontakt unterbricht die
> Spannungsversorgung der Logik, ein Kontakt legt die GATEs direkt auf
> GND.

Das reicht natürlich nicht. Es muss sowohl ein mech. Hauptschalter, als 
auch eine Schmelzsicherung vorhanden sein. und eine Bremse, die deutlich 
stärker als der Motor ist.

von Henk (Gast)


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Ganz ruhig mein Lieber, die mechanische Bremse gibt es natürlich 
sowieso, die Schmelzsicherung ist ganz logisch und auch der mechanische 
Hauptschalter zum Treffen der Batteriespannung ist vorhanden, wird im 
echten Notfall aber sicher nicht betätigt werden. Du musst unterscheiden 
zwischen einem Not-Aus und einem Not-Halt, wobei der mechanische 
Trennschalter der Batteriespannung hier den NOT-AUS und mein mehrpoliger 
Taster mit Verriegelung den kontrollierten NOT-HALT darstellt.

von Henk (Gast)


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die mechanische Bremse entriegelt man übrigens per Fusspedal, wenn man 
also nicht auf dieses Pedal tritt ist automatisch gebremst ( 
Scheibenbremse KFZ)

von Henk (Gast)


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Sorry, nicht Scheiben- sondern Trommelbremse

von 0815 (Gast)


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Henk schrieb:
> Du musst unterscheiden
> zwischen einem Not-Aus und einem Not-Halt

Alles klar...bin dann besser mal raus.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Henk schrieb:
> und auch der mechanische
> Hauptschalter zum Treffen der Batteriespannung ist vorhanden, wird im
> echten Notfall aber sicher nicht betätigt werden.
doch, genau diesen solltest du so anbringen, dass er im Notfall sehr 
leicht betätigt werden kann.
Du machst das Projekt sicher privat, aber es ist eine Maschine mit mind. 
1kW Leistung und Strömen, mit denen man schweißen kann. Dann soll der 
Antrieb ja auch "ordentliches Drehmoment" bringen.
Da empfehle ich mal die grundsätzlichen Vorschriften der 
Maschinenrichtlinie zu studieren.
Eine zuverlässige Abschaltung der Maschine ist da eines der wichtigsten 
Sicherheitskriterien.

Im Fehlerfall musst du damit rechnen, dass der FET einen Kurzschluss hat
(so ein Fehler ist sogar ziemlich wahrscheinlich) und dann kannst du 
alle elektronischen Sicherungen komplett vergessen.
Das Fahrzeug fährt dann also weiter, ohne eine Chance es sicher zum 
stehen zu bringen.
Dass die Bremsen da zuverlässig anhalten, kann zwar sein, aber falls 
nicht, dann läuft das Teil evtl. solange bis der Akku leer ist.

Dein "Sicherheitsgedanken" bezüglich High-Side scheint mir nicht 
unbedingt notwendig. Wenn du einen FET mit ca. 1mOhm bei 100A belastest, 
dann ist die Verlustleistung ca. 10W.  Einen Kühlkörper (auch 
überdimensiniert) konstruktiv sicher, elektrisch isoliert 
unterzubringen, scheint mir keine so große Herausforderung.
Ist aber egal. Wenn du High-Side schalten willst, brauchst du eben nur 
eine zusätzliche Hilfsspannung z.B. per DCDC-Wandler.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Henk (Gast)


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Ich danke Dir für deine Einwände, aber ich bin kein HobbyElektroniker 
sondern im Umfeld industrieller Automatisierung und Messtechnik tätig.

von Henk (Gast)


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Die Spannungswandler habe ich eh liegen, ein Problem stellt das Schalten 
der HighSide also keinesfalls dar. Lediglich ein zusätzlicher 
Optokoppler wird dadurch notwendig werden...

Der mechanische Trennschalter ist natürlich in Reichweite angebracht, 
aber es ist ein sogenannter NATO- Knochen (Drehschalter), also in der 
Hektik eines echten NOTFALLS nicht wirklich intuitiv zu bedienen.

Nur mal so als kleiner Denkanstoss - das Fahrzeug wird derzeit von einem 
Rasenmähermotor mit feststellbaren Gashebel OHNE mechanische Bremsung 
bis zu 20km/h schnell bewegt. Es kann also nur besser werden... ;-)

von Henk (Gast)


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Mal ein Gedankenexperiment: Wenn ich jetzt den IR2121 als Gatetreiber 
nehmen wollen würde, dann muss ich eine Sense- Spannung von 230mV zur 
Auslösung der Überstrombedingung anlegen. Wenn ich da 500A ansetzen 
würde, dann brauche ich so zirka 0,5mR als Widerstand. Wie mache ich das 
denn???

von Henk (Gast)


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Übrigens denke ich,dass die Rechnung zur Verlustleistung so nicht in 
Ordnung ist. Man darf die Verluste im Schaltbetrieb ja nicht mit dem 
statischen EIN- Zustand gleichsetzen. Aber wie auch immer, das 
Endstufengehäuse wird sicher ausreichend sein.

von Carsten R. (kaffeetante)


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Mike schrieb:
> Henk schrieb:
>> Kann mir jemand eine schicke Diode zum Abbau der Induktionsspannung
>> empfehlen?
>
> Üblicherweise baut man die so ein, dass beim Abschalten des FETs der
> Strom weiter fließen kann und eine Induktionsspannung gar nicht erst
> entsteht.

Das könnte auch interessant werden, zumal 1000 A als Spitze angenommen 
wurden.

Ich gehe eher davon aus, daß der Stromkreis von Batterieinnenwiderstand, 
Leitung, Fet und ohmscher Widerstand der Spulen des Motors plus 
Kohle/Schleifring(Motor Steht/blockiert) eher über 12 Milliohm liegt. 
Das könnte man mal messen.

Wie auch immer, die Diode muß sowohl die Spannung zuzüglich Reserve, als 
auch den Strom verkraften und zudem schnell sein. Bei der Spannung 
kommen Schottky-Dioden in Frage, mindestens aber schnelle Dioden, wobei 
es mir bei dieser Auslegung schwer fällt einen Grenzwert für die 
maximale Trr anzugeben. Blind geschätzt würde ich 75 Nanosekunden oder 
schneller nehmen. Je schneller, je besser.

In der Größenordnung habe ich noch nicht gebaut, daher weiß ich nicht ob 
75 ns noch schnell genug sind. Bei kleinen 12 Volt Motoren begrenzt der 
tendentiell etwas höhere Innerwiderstand der gesammten Schaltung den 
möglichst zu vermeidenden Rückwärtsstrom über die Diode etwas stärker.

Mindestens ebenso Interessant ist der Strom. Dioden kann man nicht so 
ohne Weiteres parallel schalten. Das wäre ein eigenes Thema. Daher 
sollte die Diode den Strom alleine verkraften können. Es gibt die 
Dauerbelastbarkeit, die Einfachbelastung und die wiederholte Belastung.

Nach 100 A Dauerbelastung auszulegen ist nicht notwendig. Das Szenario 
Einfachbelastung paßt leider nicht ganz zum Motoranlauf, da der Motor zu 
träge ist. Ebenso passt die wiederholte Belastung bezüglich der Frequenz 
und Pulsdauer wahrscheinlich nicht zu deiner Schaltung. Also mußt du da 
etwas extrapolieren. Du brauchst nicht ganz die Dauerbelastung, aber 
nahezu garantiert mehr als die wiederholte Belastung. Ohne technische 
Daten kann man das aber nicht genauer angeben.

Bei Farnell kann man sehr schön nach Parametern suchen. Solche schweren 
Dioden sind aber nicht ganz billig. Da kann man schonmal über 
Synchrongleichrichtung / 2-Quadrantensteller nachdenken. Dort werden die 
Dioden durch Fets ersetzt.

siehe

http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM

von U. M. (oeletronika)


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> Henk schrieb:
> Ich danke Dir für deine Einwände, aber ich bin kein HobbyElektroniker
> sondern im Umfeld industrieller Automatisierung und Messtechnik tätig.
Hallo,
das bin ich beruflich auch, trotzdem ist man als elektroniker oft nicht 
mit Grundlagen der Sicherheit entsprechend Maschinenrichtlinie vertraut.

Heißt es aber, das Projekt ist gar nicht privat.
In in dem Falle bist du sicher sogar streng verpflichtet, die 
Maschinenrichtlinie streng einzuhalten.

> Die Spannungswandler habe ich eh liegen, ein Problem stellt das Schalten
> der HighSide also keinesfalls dar. Lediglich ein zusätzlicher
> Optokoppler wird dadurch notwendig werden...
????
Wozu brauchst du den Optokoppler?
Wenn die die Steuerung galv. getrennt eh aus einem DCDC-Wandler 
versorgst, kannst du doch das Bezugspotential auch nach Gusto festlegen.
In dem Fall eben an Source vom FET oder falls du doch einen Shunt zur 
Stromüberwachung noch unter Source setzen willst, dann eben am Minus von 
diesem Shunt.

> Wenn ich jetzt den IR2121 als Gatetreiber nehmen wollen würde,
> dann muss ich eine Sense- Spannung von 230mV zur
> Auslösung der Überstrombedingung anlegen. Wenn ich da 500A
> ansetzen würde, dann brauche ich so zirka 0,5mR
> als Widerstand. Wie mache ich das denn???
Ein Stück dicken Draht eben, der ca. 0,5mOhm hat.
Konstantan wäre gut, wegen Temp.Drift,
auch in massiver Parallelschaltung wäre möglich.
http://www.conrad.de/ce/de/overview/0241370/Widerstandsdraehte
Wenn du z.B. 0,1 Ohm/m in 10cm Länge als Shunt nimmst, brauchst du
20 Solcher Drähte parallel. Kann man in dicke Schraubklemme einspannen.
Das sollte man dann natürlich in Vierleitertechnik verwenden.

> Man darf die Verluste im Schaltbetrieb ja nicht mit dem
> statischen EIN- Zustand gleichsetzen.
Ja logisch.
Deshalb habe ich auch eher niedrige PWM-Frequenz empfohlen.
siehe mein Posting oben zu -> "Umschaltverluste" und "Gatestrom"
Das ist dann quasi-statisch. Wenn du aber unbedingt in den kHz-Bereich 
gegen willst, dann ist es natürlich nicht mehr so.
Bei 5kHz sind die Umschaltverluste eben auch ca. 100 mal höher als bei 
50Hz.
Allerdings haben moderne FET schon fantastische Dynamik.
Das ist aber eauch EMV-mäßig ein Problem. 100A mit sehr hoher Steilheit 
geschaltet erzeugt ganz heftige HF-Abstrahlungen bis in den Bereich von 
UKW und darüber. Geschirmte Leitungen sind ein Muss!

> Aber wie auch immer, das
> Endstufengehäuse wird sicher ausreichend sein.
Beachte aber auch die thermischen Grenzbedingungen für den FET.
Wenn dieser Parameter überschritten wird, kann der Kühlkörper noch so 
groß sein.
Gruß Öletronika

von Henk (Gast)


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Da hast Du allerdings Recht, zu einer Halbbrücke (2-Quadranten - 
Steller) würde ich mich überreden lassen,dann hätte ich noch eine 
elektrische Bremse. Kennt jemand einen Halb Brücken Treiber dessen 
HighSide über eine separaten Eingang (also keine interne Ladungspumpe) 
versorgt werden kann?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
ich meine die elektrische Bremse ist nicht nötig.
Wenn überhaupt, dann wäre evtl. eher ein Rückwärtsgang interessanter.
Aber wenn du den nicht brauchst, dann ist die einfache Schaltung mit 
einem FET völlig ausreichend.

> Henk schrieb:
> Kennt jemand einen Halb Brücken Treiber dessen
> HighSide über eine separaten Eingang (also keine interne Ladungspumpe)
> versorgt werden kann?
Das eine schließt das andere nicht aus.
Die in Highside-Treibern integrierte Ladungspumpe muss man nicht nutzen,
wenn man die Treiberspannung z.B. mit einem separaten DCDC-Wandler breit 
stellt. Dem Gate-Treiber ist es egal. woher die Spannung kommt.
Gruß Öletronika

von Jörg E. (jackfritt)


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Was hindert dich daran  z.b. Einen IR2184 über deinen Wandler zu 
versorgen? Es gibt von IR eine app Note wie man den bootstrap umgeht und 
die highside permanent versorgt.

Bremsen wird überbewertet wenn du doch ne mechanische Bremse drin hast. 
Wo willste mit der bremsenergie vom Motor sonst hin??

von MaWin (Gast)


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Henk schrieb:
> Sollte
> ich vielleicht lieber auf die Strombegrenzung verzichten, stärkere
> Gatetreiber einsetzen und dann die FETs beispielsweise auf 1000A
> Pulslast auslegen,

Nicht raten.
Messen. Widerstand des Motors und I=U/R ist eine Obergrenze des Stroms, 
den die Schaltung aushalten muss.
Das werden keine 1000A sein, aber mehr als 100.
Und 2 A Gate-Umladestrom reichen locker, man muss ja nicht 1MHz PWM 
verwenden, 100Hz reicht auch.

Extra Überstromschutz ist noch gut, wenn man einen Kabelkurzschluss 
abfangen will. Bei Kinderspielzeug sinnvoll, aber es tut dann wohl auch 
eine 100A Sicherung.

von Henk (Gast)


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Notwendig ist die Bremse in meinem Fall tatsächlich nicht, jedoch würde 
ich damit die zusätzliche Diode einsparen?! Preislich scheinen FETs ja 
sogar günstiger als eine passige Diode.

von Henk (Gast)


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@MaWin: Die Obergrenze des Stromes sehe ich eher sogar in der 
Überbrückung des Motors. Das darf mein FET gern aushalten, daher lieber 
Kurzschlussstrom der Batterie annehmen mit daumenwert Leitungsimpedanz?!

von MaWin (Gast)


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Jörg Esser schrieb:
> Bremsen wird überbewertet

Meine Rede jedesmal beim TÜV...

von Norbert S. (norberts)


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Henk schrieb:
> Da hast Du allerdings Recht, zu einer Halbbrücke (2-Quadranten -
> Steller) würde ich mich überreden lassen,dann hätte ich noch eine
> elektrische Bremse. Kennt jemand einen Halb Brücken Treiber dessen
> HighSide über eine separaten Eingang (also keine interne Ladungspumpe)
> versorgt werden kann?


Hi,

ist doch bei den üblichen Treibern von IR so. Man bastelt sich 
normalerweise Bootstap dran aber die kannst Du auch separat versorgen.

Meine 2ct zu dem Rest:
1kW ist weit übertrieben. Bei 250kg und 7km/h reicht deutlich weniger, 
wenn das Ding keinen Wheelie hinlegen soll.
Bei einem E-Bike das wir letztens vermessen hatten, ziehen 800W etwa 
100kg Rad und Fahrer in ca. 2s auf ca. 15km/h (grobe Schätzung).
Kann man natürlich auch mal nachrechnen. Vergleiche mit Rasenmähermotor 
taugen nicht, denn der ist mit Fliehkraftkupplung fürchterlich schlecht 
beim Anfahren.

Ich würde bei allem auf Strombegrenzung setzen. Schau Dir z.B. mal FHS40 
an.
Auf eine Stromschiene, abgleichen und gut.
Shunts musst Du bei den Grössenordnungen auch abgleichen, 100A misst man 
auch normalerweise nicht mehr mit Shunt.

Schaltverluste von Mosfets sind sehr schwer abzuschätzen. Meine 
Pi-Daumen-Regel bei zeitgemässen Mosfets und kräftiger (10-30 Ohm) 
Ansteuerung bei 8kHz: Ohmsche Verluste ähnlich groß wie Schaltverluste.
Schalte aber nicht zu hart sondern investiere lieber in Kühlung, 
besonders beim Einzelstück. Hartes Schalten kann Dir Probleme bereiten, 
die Dich verzweifeln lassen können.
Ich würde da für so eine Bastelei nicht unter 100 Ohm Gate-R gehen, es 
bei max. 500Hz belassen und das mit Kühlung und ein paar Mosfets 
parallel kompensieren, wenn nötig.

Grundsätzlich gilt bei Endstufen: Ab 10-20A gelten andere Regeln. Wenn 
man mal was mit 5A gebaut hat, funktioniert das mit 50A extrapoliert 
noch lange nicht.

Gruß,
Norbert

von Jörg E. (jackfritt)


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Henk schrieb:
> Notwendig ist die Bremse in meinem Fall tatsächlich nicht, jedoch würde
> ich damit die zusätzliche Diode einsparen?! Preislich scheinen FETs ja
> sogar günstiger als eine passige Diode.

Vom reinen Wirkungsgrad würde ich den FET nehmen und dann noch jeweils 
kleinere Diode parallel um die interne schlechte Bodydiode zu entlasten.

Auf jeden Fall benötigst du etwas um die Gegen EMK aufrecht zu erhalten 
und das erledigt dieser FET bzw. die Diode.

von Henk (Gast)


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Also doch Halbbrücke weil Diode mehr kostet als der FET? Dass ich die 
Leistung brauche bezweifle ich auch,aber der Motor ist halbwegs 
festgelegt wegen mechanischer Austauschbarkeit.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

die Diode hat vor allem ihre Uf, der Fet ist verlustärmer.
Bleiben wir mal bei den 100A, macht bei 2mOhm 200mV oder 20W gegenüber 
optimistisch angesetzten 80W einer Diode.
IR hat feine Halbbrückentreiber und mit 2A möchtest Du das Gate nicht 
befeuern, das macht ganz eklige Probleme wenn man nicht genau weiß was 
man tut.
Ein IRLB3813 hat z.B. nur ca. 50nC QG, da reichen bei ein paar kHz 
locker wenige 100mA.
Lass pfeifen das Ding, der Rest wird genug Krach machen.

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Wenn ich 5 FETs nehme sind es ja bei 2A Gatedrive ja auch max 400mA pro 
Gate. Als Shunt könnte ich ja eventuell einfach an passiger Stelle die 
SENSE- Leitung auf die Stromschiene schrauben?!

von Henk (Gast)


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Die Diode im FET hat eine niedrigere Flussspannung, auch wenn man ihn 
NICHT zum bremsen durch schaltet?

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

Henk schrieb:
> Die Diode im FET hat eine niedrigere Flussspannung, auch wenn man ihn
> NICHT zum bremsen durch schaltet?

Nein, Du sollst ihn ja bei PWM durchschalten wenn der obere Fet aus ist. 
Nennt sich aktiver Freilauf. Der Strom fliesst dann "falschrum" durch 
den Fet.

5 Stück parallel: Halte ich für übertrieben aber wenn Du dann jedem Fet 
seinen eigenen Gatewiderstand von 33Ohm oder lieber mehr gönnst, kann 
man das machen.
Den oberen Treiber zu versorgen (2A Puls) ist dann aber auch nicht ganz 
banal. Da würde ich dringend mal nach ner App-note von IR suchen, was 
die da empfehlen.
Mach auch direkt an den Treiber ne Schottky 5A von Masse an Vs, also 
parallel zur Bodydiode im unteren Fet. Da passieren nämlich lustige 
Dinge bei denen man sich nicht mehr wundert, warum die Treiber denn wohl 
negative Spannungen an Vs vertragen...

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Bei einer Halbbrücke ist nach meinem Verständnis der eine FET für den 
normalen Betrieb und der andere bremst den Motor. Diesen aktiven 
Freilauf verstehe ich jetzt nicht...

von Jörg E. (jackfritt)


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Da Du die Motorbremse doch nicht brauchst musst du auch keine eigene 
Highside versorgung bauen. Einfach sowas wie den IR2184 mit Bootstrap 
nehmen, aufs bremsen verzichten und fertig. Läuft bei mir auch 
problemlos wenn du die Hinweise mit Gatewiderständen und Schottkys 
parallel zu den FETs, dann noch ca. 300 Hz PWM und dicke 75qmm 
Versorgung zur Batterie und Motor berücksichtigst.
Damit kannste dann schonmal üben ;)
Strommessung könntest du am durchgeschalteten unteren FET machen bzw. an 
einer Massekupferschiene so wie Ich.

von Jörg E. (jackfritt)


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Henk schrieb:
> Bei einer Halbbrücke ist nach meinem Verständnis der eine FET für den
> normalen Betrieb und der andere bremst den Motor. Diesen aktiven
> Freilauf verstehe ich jetzt nicht...

Nein bei PWM Betrieb nicht. Wenn du aber dauerhaft den FET parallel zum 
Motor eingeschaltet lässt, bremst der Motor erst. Deswegen ja das 
Problem bei Bootstrap. Du kannst nur bis ca. 95% PWM die Highside 
schalten da der Elko immer weniger geladen wird , pro Umschaltvorgang 
der PWM. Also kein Bremsbetrieb mit Bootstrap aber der Rest geht 
prima... Beide FET sind nötig der eine zum Beschleunigen und der andere 
ersetzt die dicke Diode für die Gegen EMK bzw. "Freilaufdiode"

von Pumuckl (Gast)


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Henk schrieb:
> Kann mir jemand eine schicke Diode zum Abbau der Induktionsspannung
> empfehlen?

Diode? Bei Deinen Strömen wirst Du schon ein paar Dioden parallel 
benötigen. Ein aktiver Freilauf macht auf jeden Fall Sinn!

von Lohmich (Gast)


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>Du kannst nur bis ca. 95% PWM die Highside schalten
Wobei ich bei so einem Projekt einen 20€ isolierten DC/DC Wandler (Traco 
mit geringer kapazitiven Kopplung) spendieren würde.
Dann kannst Du für HighSide Fet und LowSide Fet jeweils einen 
leistungsstarken Gatettreiber einsetzten und auch die 100% fahren.
Du musst nur die Delaymimik noch bauen.

von Henk (Gast)


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Also der Motor wird definiv per HighSide geschaltet und die "Bremse" 
wird dann der LowZweig sein. Wenn der Treiber eine Versorgung per DC/DC- 
Wandler zulassen würde, dann wäre mir das aber sogar noch viel lieber.

Ich hätte noch einen Sack voll IR2110 hier liegen, kann ich vielleicht 
doch einfach die hier einsetzen? Die werden auch nicht wertvoller beim 
rumliegen. ;-)

Ich muss aber gestehen, dass mir der aktive Freilauf noch immer nicht 
klar ist, daher habe ich mal die VIER logischen Möglichkeiten einer 
Halbbrücke niedergeschrieben, wobei der Motor mit seinem fest 
angeschlossenen Pol an GND/MASSE/0V hängt:

HighSide=1 / LowSide=1
Shoot Through. TOTZEIT IST NOTWENDIG!

HighSide=1 / LowSide=0
Motor läuft.

HighSide=0 / LowSide=1
Motor bremst.

HighSide=0 / LowSide=0
GegenEMK wird über parasitäre BodyDiode des LowSide- FETs abgebaut.

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

Es soll hier unbedingt High geschaltet werden! Wieder mal lesen einige 
nicht alles und geben Tipps ins Leere! Grrrr...

Fall 4 wird durch Fall 3 ersetzt. Wenn High aus geht, geht Low an. Der 
Strom fliesst dann nicht durch die Diode sondern durch den Fet 
(falschrum aber das ist schon richtig) mit viel geringeren Verlusten. 
Der Strom ist bei PWM fast konstant!
Das ist der aktive Freilauf.
Da wird nix abgebaut sondern der Strom fliesst weiter, das ist ein 
DC-DC-Wandler mit dem Motor als Induktivität.
Das macht der entsprechende Treiber automatisch für Dich, inkl. der 
Deadtime, wenn die Schaltzeiten passen.
Erst wenn Low dauerhaft an ist, wird gebremst aber das willst Du 
bestimmt nicht. Die Passagiere fliegen dann vorne raus.

All diese Treiber kannst Du auf der Highside auch mit nem DC-DC 
versorgen statt Bootstrap.
Schaltest Du sehr schnell, hat Beides seine Tücken. Irgendwann musst Du 
auf dU/dT achten, die der DC-DC können muß oder Bootstrap mit 2A ist 
überfordert. Deswegen: Mach langsam mit der PWM, wenige kHz.
Bei 100% PWM geht Bootstrap sowieso nicht aber ich denke, Du würdest mit 
90% sowieso immer hinkommen.

Nimm es mir nicht übel aber mit Deinen Problemen beim Verständtnis solch 
einer Endstufe halte ich es für recht unwahrscheinlich, daß Du das 
hinbekommst. Versuche es doch besser erstmal mit 5A, das knallt nicht so 
heftig.

Wenn bei den Strömen was schief geht ist ALLES im Arsch was in der Nähe 
ist. Da hilft auch galvanische Trennung oft nix.

Ohne µC würde ich sowas auch nicht unbedingt in Angriff nehmen. Es geht 
sicher ohne aber dann sollte man erst recht wissen was man tut.

Gruß,
Norbert

von Jörg E. (jackfritt)


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Oder du schliesst den Motor wie ich an, nämlich parallel zur Highside. 
Dann gibs halt kein Dauerbremsen ;)
Und du musst keinen Wandler etc. pp einbauen um die Highside dauer zu 
speisen. Is halt die Frage ob du auf die Motorbremse angewiesen bist.
Ich habe scheibenbremsen die halt viel mehr leisten. Damit Brems ich 
dann auch noch im Fehlerfall wenn die FET durchlegiert sind ;)

/Edit
Norbert hats schön auf den Punkt gebracht.

: Bearbeitet durch User
von Henk (Gast)


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Verständnis habe ich schon für diese Schaltung, aber mir ist wirklich 
nicht bewusst wie der Bremsbetrieb von dir als "aktiver Freilauf" 
bezeichnet werden kann. Wenn ich den Motor kurz anlaufen lasse, die 
Batteriespannung trenne und dann die beiden Pole kurzschliesse (das tut 
dann auch die H-Brücke) dann bleibt der Motor einfach knallhart 
(Vollbremsung) stehen und nichts "läuft frei".

von Jörg E. (jackfritt)


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Den IR2110 kannste nehmen wenn du die PWM entsprechend anlegst. Dead 
Time macht der Treiber ja scheinbar auch schon. Am besten du baust das 
mal mit nem kleinen Modellbaumotor auf und schaust was so alles 
passiert. So habe ich das gemacht. Irgendwann kam dann ein Anlasser 1kW 
dran und nu hängen schon 9kW dran. Allerdings nur eine 12V Autobatterie 
vom Schrott. Sollen mal 48V werden...

Aber wenn du so anfängst lernst du erstmal die tücken des Treibers 
kennen. Shutdown Voltage ;) Und warum bei Bootstrap die 
Spannungsversorgung für den Highside FET fehlt ... Alles zum üben ;)

von Norbert S. (norberts)


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Jörg Esser schrieb:
> /Edit
> Norbert hats schön auf den Punkt gebracht.

Hi,

ich hoffe, das ist im Sinne von Henk (High soll geschaltet werden) jetzt 
bei allen angekommen.
Auch wenn ich nicht wirklich nachvollziehen kann, warum...
Ist aber ja technisch auch (fast) kein Problem.

PWM auf 95% begrenzen sollte hier kein Problem sein, Bootstrap 
entsprechend auslegen (fette Schottky, kleiner R in Reihe Tantal-Elko 
ausreichend) und gut is.
App-Note von IR zu dem Thema ist Dein Freund.

Gruß,
Norbert

von Jörg E. (jackfritt)


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Denkst du deine PWM ist so langsam wie du?? Denk mal in schnelleren 
"Dimensionen. Das sind dann Mikrobremser und Mikrobeschleuniger. In den 
Mikrobremsern wird allerdings nicht gebremst sondern eher das Motormag 
etfeld aufrechterhalten. So genau kann ich das auch nicht erklären aber 
ungefähr so kannst du dir das vorstellen. Das ganze hat dann nix mit dem 
eigentlichen bremsen und beschleunigen zu tun.

von Norbert S. (norberts)


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Jörg Esser schrieb:
> Den IR2110 kannste nehmen wenn du die PWM entsprechend anlegst. Dead
> Time macht der Treiber ja scheinbar auch schon.

Ich dreh hier noch durch...
Der IR2110 hat KEINE Deadtime!!!
Das steht im Datenblatt auf der ersten Seite, ob der Treiber Deadtime 
drin hat oder nicht.
Der IR2110 hat es eben nicht.
Also bitte Vorsicht bei Tipps von Leuten wie Frickel-Jörg, auch wenn das 
Meiste von ihm schon korrekt und hilfreich war. Ins Datenblatt schauen 
musst Du aber schon selbst.
Vergiss die 2110.

Gruß,
Norbert

von Carsten R. (kaffeetante)


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Henk schrieb:
> Verständnis habe ich schon für diese Schaltung, aber mir ist wirklich
> nicht bewusst wie der Bremsbetrieb von dir als "aktiver Freilauf"
> bezeichnet werden kann.

Der Motor hat verschiedene Eigenschaften, teilweise je nach Situation. 
So gesehen könnte man den Artikel hier zu Motortreibern noch ergänzen. 
Der Motor ist Motor, Generator und Spule.

Zunächst mit Diode:

Ist der Fet Dauerhaft an, ist alles ok.

Benutzen wir eine PWM so hat man wie bei normalen Spulen auch den 
kontinuierlichen und den lückenden Betrieb.

Im kontinuierichen Betrieb übernimmt die Diode während der Off-Zeit den 
Stromfluß. Der Strom steigt in der On-Zeit und fällt in der Off-Zeit, 
fällt aber nie auf 0.

Ist die Offzeit zu lang oder das On-Off-Verhältnis zu klein, so fällt 
der Strom in den Pausen auf 0. Wir sind im lückenden Betrieb. Den möchte 
man aus verschiedenen Gründen meiden (EMV, Störabstrahlung "klingenln", 
laute Geräusche, unruhiger Lauf, hoher Ripple führt zu erhöhten 
Verlusten im Motor...)

Den Übergang zwischen den beiden Betriebsarten nennt man bei Spulen CCM 
Critical Conduction Mode. Da wird dann genau in dem Moment wieder 
eingeschaltet, wenn der Strom auf 0 gefallen ist. Diese grenzeigenschaft 
ist motorspezifisch. Und weil es so schön einfach ist, pfuscht einem 
dann noch die Kommutierung hinein und somit auch die Drehzahl etc. Aber 
das Prinzip bleibt.

Was hat das mit aktiven Freilauf und Bremse zu tun?

Bis zum Erreichen des Stromnulldurchgangs geht es um den Freilauf. Ist 
der Strom in der Off-Zeit auf 0 gefallen, so liegt in dem Augenblick die 
drehzahlabhängige Generatorspannung an den Motoranschlüssen an, auch 
wenn diese Versorgung gerade abgeschaltet ist.

Eine (ideale) Diode würde nun sofort sperren. Eine reale Diode sperrt 
mit etwas Verzögerung. Wir wären im lückenden Betrieb. Ein offener 
Freilauf-Fet würde nun jedoch die Spule kurz schließen, so daß die 
Generatorspannung den Strom "rückwärts" durch die Spule treibt. Der 
Stromfluß lücks aso nicht, sondern pendelt vor und zurück. Die 
Generatorspannung bricht natürlich durch den Kurzschluß ein, aber 
dennoch wird die Spule durch den Rückwärtsstrom aufgeladen, sie 
speichert also Energie. Dazu kommen noch die Ohmschen Verluste. Diese 
Energie wird dem Motor mechanisch entzogen. Er wird gebremst.

Auch hier gilt wieder: Die Kommutierung verhaktstückt uns das Ganze 
wieder und macht es etwas unübersichtlicher. Das Prinzip bleibt aber.

Die Kunst beim aktiven Freilauf besteht also darin den 
Stromnulldurchgang entweder (größtenteils) zu vermeiden oder ihn zu 
erkennen und dann den Fet (nahe) beim Übergang zu sperren, um nicht in 
den Bremsbetrieb zu geraten, es sei denn man möchte tatsächlich bremsen.

Da eine zu geringe PWM-Frequenz zwangsläufig dazu führt, daß die 
Off-Zeit länger wird, gibt man dem Strom damit mehr Zeit um auf 0 zu 
fallen. Dann benötigt man zunehmend eine Strategie zur 
Stromnulldurchgangserkennung.

: Bearbeitet durch User
von Henk (Gast)


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von Henk (Gast)


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Vielen Dank für Deine Erklärung Carsten, das hat mir jetzt wirklich sehr 
geholfen. Zeigt mir aber, dass ich mir mit dem zweiten FET eine 
aufwendigere Verschaltung/Programmierung einkaufe und ich vielleicht 
doch darauf verzichten sollte.

von Jörg E. (jackfritt)


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Da hat Norbert vollkommen Recht und Frickel-Jörg total falsch gelesen.
Delay Time is leider nicht Deadtime.

von Schimanski (Gast)


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Problem bei nur 12Volt sind die hohen Ströme und damit die hohen 
induzierten Spanungen bei den Schaltvorgängen. Wir hatten so etwas mit 
ca.100Volt. Da flossen dann so um die 50 Ampere. das habe ich mit einem 
300A IGBT Modul gelöst. Kam da auf die ein-zwei Volt nicht an. Einen 
großen Kühlkörper drauf und gut. Bei 12Volt muss man auf die 
Zuleitungsinduktivitäten aufpassen!
Die Mosfets im Kreis anordnen ( z.B.)
http://www.mikrocontroller.net/attachment/39162/irfp064n_im_kreis.png

Hier ein Bild vom dann doch recht einfach gehaltenen SpeedController.
Vorher hatten wir eine MOSFET Batterie drinnen, die aber ständig durch 
Überspannung gestorben war.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/7762/gokart_schematic.jpg
http://www.mikrocontroller.net/attachment/7761/PICT0001.JPG

von Schimanski (Gast)


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EDIT:
man beachte die Freilaufdiode!!

von Henk (Gast)


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Ich hätte eine Frage zur Berechnung des notwendigen DC/DC- Wandlers.
Ich möchte 3 FETs in der HighSide einsetzen mit jeweils einer Total Gate 
Charge von 160nC und eine Gate to Source Charge von 65nC. Ich möchte 
dabei jedes Gate mit etwa 300mA bei einer Frequenz von maximal 5kHz 
treiben. Coloumb ist ja in Farad also (also A*s) angegeben.

Wie rechne ich das jetzt? Meine Rechnungen ergeben seltsamerweise einen 
wirklich wahnwitzigen Strombedarf.

Vielen Dank!

von Henk (Gast)


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Sorry, Gate Source Charge sind 35nC und nicht 65nC

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

also ich komme rein für die Total Gate Charge auf 480nC * 5000/s = 
2,4mA.
Plus Verluste an den Gatewiderständen und Strom der Treiber kommst Du 
mit einigen 10mA locker hin. Heftiger ist die Pulsbelastung.

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Das liest sich besser, ich kam aus unerfindlichen Gründen auf 2,4A. ;-) 
Bezüglich Pulslast müsste doch eine Elko von beispielsweise 1uF mit 
Ladewiderstand aus Richtig DC/DC- Wandler ausreichend sein?!

von Matthias X. (current_user)


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Norbert S. schrieb:
> Hi,
>
> also ich komme rein für die Total Gate Charge auf 480nC * 5000/s =
> 2,4mA.
> Plus Verluste an den Gatewiderständen und Strom der Treiber kommst Du
> mit einigen 10mA locker hin. Heftiger ist die Pulsbelastung.
>
> Gruß,
> Norbert

Der Kondensator wird aber in dieser Zeit einmal geladen und einmal 
entladen. Das macht also im Schnitt 4,8mA.
Jetzt willst du aber die FETs nicht so langsam ansteuern. Je flacher die 
Flanken sind unso länger befindet sich der FET im linearen Bereich und 
erzeugt viel Verlustleistung. Also will man steile Flanken. Ich würde 
eine Anstiegs- bzw Abschaltzeit von circa 1% der Periodendauer annehmen. 
Das führt dann also zu 480mA Treiberstrom.

von Nonever (Gast)


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Henk schrieb:
> Ich hätte eine Frage zur Berechnung des notwendigen DC/DC- Wandlers.
> Ich möchte 3 FETs in der HighSide einsetzen mit jeweils einer Total Gate
> Charge von 160nC und eine Gate to Source Charge von 65nC. Ich möchte
> dabei jedes Gate mit etwa 300mA bei einer Frequenz von maximal 5kHz
> treiben. Coloumb ist ja in Farad also (also A*s) angegeben.
>
> Wie rechne ich das jetzt? Meine Rechnungen ergeben seltsamerweise einen
> wirklich wahnwitzigen Strombedarf.
>
> Vielen Dank!

Coloumb ist eine Einheit! Und Coloumb ungleich Farrad. Irgendwo steht 
auch die Spannung mit der die Gate-Ladung gemessen wurde. Mit dieser 
kannst du auf die Gate Kapazität zurrückrechnen. Schau einfach mal bei 
Wikipedia die Definition von Kapazität und Ladung an, dann wird es 
klarer...

von Norbert S. (norberts)


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Matthias xxx schrieb:
> Der Kondensator wird aber in dieser Zeit einmal geladen und einmal
> entladen. Das macht also im Schnitt 4,8mA.

Zum Entladen braucht er aber keinen Strom von der Versorgung.

Henk schrieb:
> Das liest sich besser, ich kam aus unerfindlichen Gründen auf 2,4A. ;-)

Nano ist 10^-9.

Matthias xxx schrieb:
> Also will man steile Flanken. Ich würde
> eine Anstiegs- bzw Abschaltzeit von circa 1% der Periodendauer annehmen.
> Das führt dann also zu 480mA Treiberstrom.

Das ist doch schon alles durch. Jeweils 300mA hatte er ja auch 
geschrieben.
Ohne groß nachzurechnen halte ich das für realistisch.

Mit Elko wird das aber eher nix. Nimm je Treiber 1µF Keramik oder Folie.
Wenn der DC-DC dann 1A kann, sollte das auf jeden Fall klappen.
Wenn Du das auf den durchschnittlichen Strom auslegst reicht natürlich 
viel weniger aber das kann Ärger machen.

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Jetzt stehe ich wirklich im Wald. In diesem Thema wurde mir jetzt schon 
mehrfach zu eher flachen Flanken geraten um die Störabstrahlung zu 
mindern. Ist natürlich eine Definitionssache, aber 480mA Dauerlast bei 
(in meinem Falle) 12V Versorgungsspannung des Treibers kommen mir 
irgendwie auch noch mindestens Faktor 10 zu hoch vor.
Weiterhin verstehe ich nicht, warum Du den Entladevorgang als 
Strombedarf des DC/DC- Eandlers einrechnest?

von Matthias X. (current_user)


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@Norbert
Das hatte ich überlesen. Ich bin davon ausgegangen, dass der notwendige 
Treibe ausgewählt werden soll und bei dem ist ja der Lade/Enladestrom 
interessant. Der Mittlere Strom ist da meist unwichtig.
Die 480mA sind natüprlich Peak.

: Bearbeitet durch User
von Norbert S. (norberts)


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Matthias xxx schrieb:
> Der Mittlere Strom ist da meist unwichtig.
> Die 480mA sind natüprlich Peak.

Hi,

richtig, der mittlere Strom wird höchstens dann interessant, wenn man 
das ganze ausquetschen will aber das hat eben seine Tücken. 900mA Peak 
sind es aber auch egal.
Die drei Gates haben so um die 50nF, der Stützkondensator sollte ein 
paar Größenordnungen größer sein. 2,2-4,7µF Folie oder Keramik würde ich 
nehmen. Ein Elko ist zu hochohmig.

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Treiber wird der IR2121 mit Strombegrenzung, wobei ich die flexible 
Zuleitung von Batterie / zu Motor als Shunt missbrauchen möchte um vor 
Strömen ^500A zu schützen.

von Norbert S. (norberts)


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Henk schrieb:
> Treiber wird der IR2121 mit Strombegrenzung, wobei ich die flexible
> Zuleitung von Batterie / zu Motor als Shunt missbrauchen möchte um vor
> Strömen ^500A zu schützen.

Das ist aber ein Low-Side, Du willst High schalten. Damit wird das 
nichts.
Ausserdem sollte es doch eine Halbbrücke werden, oder? Sonst hast Du 
irrsinnige Verluste an der Freilaufdiode.
Mit der Strombegrenzung wird das auch nicht so einfach wenn Du High 
schalten willst.
Schalte Low mit dem IR2121 und die Freilauffets mit einem Single High 
Treiber. Um die Deadtime musst Du Dich dann aber extern kümmern.
Alternativ: Einen 3-Phase Treiber, die haben Strombegrenzung und 
Deadtime drin, je eine Phase für einen Fet, dann passt das auch mit den 
gewünschten Strömen.

Und so wie ich das hier alles lese, kauf gleich ein paar mehr Treiber 
und Fets, Du wirst sie brauchen...

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Dann habe ich mich in der Bezeichnung vertan, ich meinte einen "floating 
single channel driver". Aber sollte  es nicht sogar ein lowside tun, 
wenn er aus dem dc-dc Wandler gespeist wird mit source an 0V des dcdc?! 
Allerdings könnte es dann natürlich Probleme mit der Strommessung geben.

Ich werde natürlich FETs in Reserve kaufen, aber ich denke das Thema 
wird hier doch etwas überspitzt.
Ich möchte keine Halbbrücke bauen, macht die Ansteuerung unnötig 
kompliziert und die Verluste an der Diode mit meinetwegen maximal 70W 
sind für das Package und auch für meinen Kühlkörper kein Problem. 
Außerdem ist die ganze Mechanik recht träge und es wird viel mechanisch 
gebremst.
Es geht hier nicht um serienreife Höchsteffizienz sondern ein robustes 
Einzelstück.

von Norbert S. (norberts)


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Henk schrieb:
> Dann habe ich mich in der Bezeichnung vertan, ich meinte einen "floating
> single channel driver". Aber sollte  es nicht sogar ein lowside tun,
> wenn er aus dem dc-dc Wandler gespeist wird mit source an 0V des dcdc?!
> Allerdings könnte es dann natürlich Probleme mit der Strommessung geben.

Hi,

Nein, das wird damit nichts. Mal das doch mal spasseshalber auf, dann 
siehst Du das.

Hast Du schonmal so eine Endstufe mit solchen Strömen gebaut?
Ich fürchte Du unterschätzt das Ganze etwas.

Die Freilaufdiode hat auch nichts mit dem trägen Motor zu tun. Der Strom 
fliesst dadurch weiter wenn die PWM aus ist.

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Der Staplermotor hat übrigens (laut telefonischer Auskunft) doch einen 
POL am Gehäuse, es MUSS also HighSide geschaltet werden.

von Henk (Gast)


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Ich habe noch keine Endstufe für solch hohe Ströme gebaut, habe bisher 
in eigenen Schaltungen nur Ströme bis 30A per PWM bedient,statisch 
geschaltet jedoch einige kA. Als Freilaufdiode soll ein FET samt 
parallel geschalteter HighSpeedSchottky dienen, vielleicht noch ein 
SnubberNetzwerk.

von Norbert S. (norberts)


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Henk schrieb:
> Der Staplermotor hat übrigens (laut telefonischer Auskunft) doch
> einen
> POL am Gehäuse, es MUSS also HighSide geschaltet werden.

Dann viel Spaß mit der Strommessung. Die wirst Du dann separat frickeln 
müssen.

Existiert die Mechanik schon? Sicher, daß Minus vom Motor am Gehäuse 
ist?

Wie fährt der Stapler dann eigentlich rückwärts, wenn ein Pol am Gehäuse 
ist? Wie ein Autoscooter?

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Ich weiss nicht, wie der Stapler rückwärts gefahren ist, wir haben nur 
den Motor und kann mich da jetzt erstmal nur auf die Auskunft verlassen.

Warum meinst Du, dass die Strommessung so problematisch ist? Ich wollte 
den IR2125 verwenden, der bringt doch die Möglichkeit einer HighSide- 
Strommessung bereits mit. Ansonsten würde man halt einen CurrentSense 
Amplifier nutzen.

von Norbert S. (norberts)


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Henk schrieb:
> Warum meinst Du, dass die Strommessung so problematisch ist? Ich wollte
> den IR2125 verwenden, der bringt doch die Möglichkeit einer HighSide-
> Strommessung bereits mit.

Ah, den kannte ich noch nicht, damit geht das natürlich.

Wenn ein Pol am Gehäuse ist, würde ich aber erstmal rausfinden wollen, 
welcher das denn sein muß. Je nach Mechanik muß der ja vielleicht 
rückwärts laufen und plötzlich ist Plus am Gehäuse. Dann stehst Du da 
mit Deinem Highside Schalter...

Gruß,
Norbert

von Henk (Gast)


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Das mit der Drehrichtung ist tatsächlich schwierig, wenn der Motor eine 
feste Verbindung aufweist. Der Motor hat 4 Schraubanschlüsse M6 in etwa. 
Davon sind 3 Stück durch Isolationsmaterial geführt und einer direkt am 
Gehäuse. Was ich mir noch vorstellen könnte wäre, dass der feste 
Anschluss mit einem der 3 anderen zusammen eine Bremse darstellt.

von Helge A. (besupreme)


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Miß den Motor mal durch, wenn der bei dir ist. Das hört sich nach einem 
3-Phasen-Motor mit Bremse an.

von Henk (Gast)


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Habe ein Verständnis Problem beim Datenblatt des IRF3205. Auf Seite 6 
unter Fig. 8 findet man eine Grafik zur "Maximum Safe Operating Area", 
daraus resultiert eine wahnwitzig geringe Belastbarkeit und Dauer-EIN 
wird überhaupt gar nicht beschrieben.
Was hat das zu bedeuten? Beziehen die sich auf Betrieb ohne Kühlung?

von MaWin (Gast)


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Henk schrieb:
> daraus resultiert eine wahnwitzig geringe Belastbarkeit

Du hast scheinbar nicht verstanden, daß an einem (um)schaltenden Bauteil
ENTWEDER eine hohe Spannung (aber kaum Strom) im ausgeschalteten 
Zustand,
ODER eine niedrige Spannung (aber viel Strom) im eingeschalteten Zustand 
anliegt, und die Übergangszeit in der sowohl Spannung als auch Strom (je 
nach dem ob leicht kapazitive oder leicht induktive Last), also die 
Schaltzeit, recht kurz ist.

von Henk (Gast)


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Ja, da hast Du natürlich recht. Ich habe jetzt blöderweise meine 
Betriebsspannung angenommen.

von Henk (Gast)


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Im Datenblatt des IR2125 bzw. im Userguide von IR wird angegeben, dass 
die rückwärts über den SENSE- Widerstand abfallende Spannung nicht 
grösser als 300mV werden darf. Wie kann ich diese Forderung erfüllen?

von Jörg E. (jackfritt)


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Meiner Meinung nach sollte das die shunt spannung sein. Wenn der shunt 
klein genug ist sollte es doch keine probleme mit diesem Grenzwert 
geben?

Aber evtl kennt sich ja jemand besser damit aus ;)

von Jasson (Gast)


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Timo,

bist du´s?

gz. "The Man"^^

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