Buck-Converter bei max. 12V@10A für Motorsteuerung sinnvoll? Brauche Hilfe bei der Dimensionierung.

[RobertP (Gast)]

Hallo,

ich habe eine Motorsteuerung, die derzeit einen KFZ-Gebläsemotor per PWM 
ansteuert. Durch die Filterschaltung am Motor, die erstens nicht näher 
bekannt ist und zweitens sehr wahrscheinlich für Gleichspannung 
ausgelegt ist habe ich, wenn der Motor nicht mit Volllast läuft und 
nicht aus ist unschöne Störungen im Bordnetz, die zumindest gefühlt die 
Batterieladung negativ beeinflussen.

Die PWM-Ansteuerung des Gebläaemotors scheint also nicht geeignet.

Originalerweise wird der Motor über eine Vorwiderstandsschaltung (bei 
Klima) oder über einen TEMPFET BTS-240 (bei Klimaautomatik) gesteuert. 
Bei diesen beiden varianten wird leider viel Energie an den 
Widerständen, bzw. dem BTS verheizt. Daher die PWM-Idee. Der 
Stromverbrauch unterhalb der halben Betriebsspannung ist mit PWM auch 
deutlich unterhalb dem bei vergleichbarer Gebläsedrehzahl in beiden 
Originalvarianten.

Ich bin dann auf einen Buck-Converter aufmerksam gemacht worden und habe 
dazu ein bisschen recherchiert.

Das bringt mich jetzt zu der Frage ob die Ansteuerung dieses 
Gebläsemotors mit einem (selbstbau)-Buck-Converter überhaupt sinnvoll 
ist.

Gerade die Dimensionierung der Spule überfordert mich. Ich habe hier 
(http://schmidt-walter.eit.h-da.de) ein Berechnungstool gefunden, mit 
dem ich etwas experimentiert habe und die Seite von Lothar Miller (zum 
Layout von Schaltreglern) habe ich auch gefunden. Für welchen Fall muss 
ich die Spule auslegen? Welche Frequenz sollte ich nehmen (Die PWM war 
bisher zwischen 50Hz und 32kHz einstellbar)?

Ich habe jetzt mir mal eine 10A 47µF Drossel besorgt. Mit dem Ding kann 
man Scheiben einwerfen. Ich fürchte, dass ich die nicht ordentlich 
befestigt bekomme.

Zur Hardware: zwei parallele IRF4905 an BC338/BC328 Gegentaktstufe, die 
von einem BC547B von einem AVR@5V angesteuert wird. Der Schaltplan ist 
natürlich noch ohne Buck. Alles PWM.

Ich hoffe, das ist nicht zu viel Prosa für mein Problem und ihr könnt 
mir helfen. Alternativen zu PWM und Buck sind natürlich auch gern 
gesehen, wenn die mit einem Atmega48/88/168/328 umsetzbar sind.

Danke.

[RobertP (Gast)]

Eine Drossel mit ner Kapazität. Ich lach micht tot. Es muss natürlich 
47µH heißen.

[Pumuckl (Gast)]

RobertP schrieb:
> Hallo,
>
> ich habe eine Motorsteuerung, die derzeit einen KFZ-Gebläsemotor per PWM
> ansteuert. Durch die Filterschaltung am Motor, die erstens nicht näher
> bekannt ist und zweitens sehr wahrscheinlich für Gleichspannung
> ausgelegt ist habe ich, wenn der Motor nicht mit Volllast läuft und
> nicht aus ist unschöne Störungen im Bordnetz, die zumindest gefühlt die
> Batterieladung negativ beeinflussen.

Freilaufdiode vergessen / falsch positioniert; Frequenz ungüstig / zu 
niedrig --> Stromripple zu hoch

RobertP schrieb:
> Die PWM-Ansteuerung des Gebläaemotors scheint also nicht geeignet.

Doch, sehr gut geeignet sogar!

RobertP schrieb:
> Ich bin dann auf einen Buck-Converter aufmerksam gemacht worden und habe
> dazu ein bisschen recherchiert.

Dann wäre Dir aber aufgefallen, dass eine PWM-Steuerung bei einem 
DC-Motor vom Prinzip nichts anders als ein Buck-Converter ist!

RobertP schrieb:
> Das bringt mich jetzt zu der Frage ob die Ansteuerung dieses
> Gebläsemotors mit einem (selbstbau)-Buck-Converter überhaupt sinnvoll
> ist.

Nein, ist wie mit dem Schinken nach der Wurscht geschmissen (Kanonen und 
Spatzen und so weiter...)

RobertP schrieb:
> Ich habe jetzt mir mal eine 10A 47µF Drossel besorgt. Mit dem Ding kann
> man Scheiben einwerfen. Ich fürchte, dass ich die nicht ordentlich
> befestigt bekomme.

Reicht Dir die eigen-Iduktivität des Motors nicht aus?

[RobertP (Gast)]

Pumuckl schrieb:
> Freilaufdiode vergessen / falsch positioniert; Frequenz ungüstig / zu
> niedrig --> Stromripple zu hoch

Nunja. Ich hatte in einem früheren Layout eine zweite Freilaufdiode 
parallel zu den in den FET enthaltenen Dioden*. Ich werde es nochmal 
versuchen - so eine diode ist ja schnell platziert - meine aber, dass 
das keine Auswirkungen hatte.

Zur Frequenz: Wie kann ich ermitteln, welche PWM-Frequenz sinnvoll ist? 
Berechnen könnte ich es vermutlich nicht, auch wenn ich die Motordaten 
hätte.

Wo sollte die Freilaufdiode positioniert sein?

Gilt der Layouthinweis, der bei den Schaltreglern (lotharmiller) 
angewendet werden sollte auch bei meinem PWM-Regler?

*) Hier habe ich sehr verschiedene Meinungen gehört. Von "die FET-Diode 
kann man einfach als Freilaufdiode nehmen" bis hin zu: "Bist du 
wahnsinnig ..."

> RobertP schrieb:
>> Die PWM-Ansteuerung des Gebläaemotors scheint also nicht geeignet.
>
> Doch, sehr gut geeignet sogar!

Ich meine damit nicht grundsätzlich die Ansteuerung eines 
Gebläsemotors, sondern die Ansteuerung genau dieser Art von Motor. (das 
sein blödes deutsch)
Es handelt sich um einen VW-Gebläsemotor aus den frühen bis mittleren 
Neunzigern. Ein Mitsubishi-gebläsemotor zeigte nämlich keine so starken 
Störungen.

Also eine PWM-Regelung beizubehalten wäre mir am liebsten. Wenn es sich 
um einfache Fehler meinerseits handelt um so besser. Danke.

[Pumuckl (Gast)]

RobertP schrieb:
> Nunja. Ich hatte in einem früheren Layout eine zweite Freilaufdiode
> parallel zu den in den FET enthaltenen Dioden*. Ich werde es nochmal
> versuchen - so eine diode ist ja schnell platziert - meine aber, dass
> das keine Auswirkungen hatte.

Also gar keine Freilaufdiode vorhanden gewesen...

Zum 100.000sten mal: Die Body/Bulk-Diode des FET erfüllt hier nicht die 
Funktion des Freilaufs (bei einer HB, B4- oder B6-Brücke ist das 
durchaus ein wenig anders)!

--> Die Freilaufdiode muss so positioniert werden wie bei dem 
Buck-Converter. Dabei muss diese auch den vollen Strom tragen können (in 
deinem Fall: die MUR 840 ist schon ein wenig zu klein geraten, eine 
Schottky-Diode wäre zudem besser geeignet).

[*Typus* (Gast)]

Ich würde so ein NovalithIC nehmen.

[RobertP (Gast)]

Pumuckl schrieb:
> Also gar keine Freilaufdiode vorhanden gewesen...

So wie oben im Schaltbild. IMHO ist die MUR840 (auf der Platine ist es 
eine MUR1560) so wie es beim Buck ist.

[RobertP (Gast)]

Ich werde es mal mit den Schottky-Dioden versuchen.

Wie kann ich herausfinden, welche Frequenzen am besten sind? Ein kleines 
DSO ist vorhanden.

Sollte ich auf Frequenzen über 32kHz gehen? Die Frequenz unter 20kHz 
höre ich im Motor.

Danke.