Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Retarder Ansteuerung - IGBT oder MOSFET?


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von Michael S. (michael65589)


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Hallo,

ich muss eine Retarderbremse für einen Prüfstand ansteuern. Der Retarder 
arbeitet mit 96V und maximal 32A.
Da ich mit solchen Leitungsklassen noch nicht gearbeitet habe, suche ich 
nach Input wie man so etwas am sinnvollsten macht.

Am liebsten wäre mir ein Leistungsmodul welches ich direkt mit einem 
Prozessor ansteuern kann.

In einem Beitrag für ein E-Kart habe ich gesehen das der Motor mit einem 
IGBT-Modul von Siemens BSM300GA120DN2S und einem Treiber TLP250 
angesteuert  wurde.

Ich dachte das wäre auch eine gute Lösung für mein Vorhaben.

Hat jemand Erfahrung mit Ansteuerung solcher Leistungsklassen und ggf. 
noch Tips für mich?

Gruß
Michael

: Verschoben durch User
von Falk B. (falk)


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von Michael S. (michael65589)


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Hi Falk,

gibt es fertige Leitungs-MOSFET Module? Kannst Du mir einige nennen?

von Falk B. (falk)


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Keine Ahnung.

von Michael S. (michael65589)


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Wenn ich die Spule des Retarder direkt an +UB hänge, kann ich einen 
beliebigen N-Kanal MOSFET nehmen der die Leistung abkann? Von Infineon 
gibt es ja einige. Als Ansteuerung dann einen MOSFET-Treiber und über 
die Spule eine Freilaufdiode.

Es es wirklich so einfach??? Kann ich mir nicht vorstellen.

von TestX (Gast)


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Was für eine spannungs/Stromquelle hast du denn ? Evtl ist diese ja 
direkt steuerbar.
Willst du den retarder nur ein/ausschalten oder stufenlos regeln ? Wenn 
ja mit welcher pwm frequenz ? Ab da muss man einige sachen beachten!

von Falk B. (falk)


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@ Michael Stahl (michael65589)

>Wenn ich die Spule des Retarder direkt an +UB hänge, kann ich einen
>beliebigen N-Kanal MOSFET nehmen der die Leistung abkann? Von Infineon
>gibt es ja einige.

Aber auch die brauchen bei 32A meistens einen Kühlkörper.

> Als Ansteuerung dann einen MOSFET-Treiber und über
>die Spule eine Freilaufdiode.

Jo.

>Es es wirklich so einfach???

Ja. Wenn du nur EIN/AUS schalten willst. Oder PWM. Linearbetrieb ist 
wahrscheinlich nicht gefragt.

> Kann ich mir nicht vorstellen.

Warum nicht?

von Michael S. (michael65589)


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Das werden wohl zwei Meanwell Netzteile 48V/32A. Die lassen sich nicht 
steuern.

Ja der Retarder muss stufenlos einstellbar sein. Ich dachte an eine 
PWM-Frequenz von 200Hz-500Hz.

von Falk B. (falk)


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@ Michael Stahl (michael65589)

>Das werden wohl zwei Meanwell Netzteile 48V/32A.

Bist du SICHER; daß man die am Ausgang in Reihe schalten kann?

>Ja der Retarder muss stufenlos einstellbar sein. Ich dachte an eine
>PWM-Frequenz von 200Hz-500Hz.

Klingt OK. Aber je nach Ausgangskapazität der Netzteile und 
Leitungslänge braucht man dann noch einen dicken Puffer-Elko nah am 
MOSFET.

Motoransteuerung mit PWM

von Michael S. (michael65589)


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Nein sicher bin ich nicht ob man die in Reihe schalten kann.
Ich habe aber keine Netzteile mit 96V und 32A gefunden.

von TestX (Gast)


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In der leistungsklasse sollte man unbedingt einen zwischenkreis mit 
filtern vorsehen und das ganze über eine igbt halbbrücke ansteuern.
Ansonsten kann sowas zu lustigen effekten führen

von Michael S. (michael65589)


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Zwischrnkreis?
Kannst du mir das erklären?

von TestX (Gast)


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Google mal nach "Zwischenkeis Leistungselektronik"
Du solltest dir vorher ein wenig Theorie anlesen! In der Leistungsklasse 
geht bei einem Fehler etc. meistens so ziemlich alles kaputt ;)

von hochleistungselektroniker (Gast)


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TestX schrieb:
> In der leistungsklasse sollte man unbedingt einen zwischenkreis mit
> filtern vorsehen und das ganze über eine igbt halbbrücke ansteuern.
> Ansonsten kann sowas zu lustigen effekten führen

Ja, der aller lustigste Effekt bist du. Der Ausgang der Netzteile 
entspricht dem Zwischenkreis und IGBTs sind im genannten 
Spannungsbereich komplett sinnlos bis kontraproduktiv. Aber das wurde ja 
schon gesagt...

TestX schrieb:
> Du solltest dir vorher ein wenig Theorie anlesen!
Genau, du auch! Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal...

von Michael S. (michael65589)


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Hallo nochmal,

ich habe das hier gefunden:
SKM180A020 von Semicron (Vds=200V, Id=180A).
Kann mir jemand einen MOSFET-Treiber IC empfehlen?

Was haltet Ihr von Logic-Level MOSFETs?
IRLS4030TRLPBFCT-ND von International Rectifier (Vds=100V, Id=180A)
Könnte man direkt mit dem Prozessor ansteuern.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@Michael Stahl (michael65589)

>SKM180A020 von Semicron (Vds=200V, Id=180A).

Klingt OK.

>Kann mir jemand einen MOSFET-Treiber IC empfehlen?

ICL7667 & Co.

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

Du braucht einen einfachen Low Side Treiber.

>Was haltet Ihr von Logic-Level MOSFETs?

Würde ich hier lassen.

>IRLS4030TRLPBFCT-ND von International Rectifier (Vds=100V, Id=180A)
>Könnte man direkt mit dem Prozessor ansteuern.

Uhhhh!!!! Lieber nicht! Ich würde mir vor allem Gedanken um eine 
Schutzschhaltung machen, damit nicht der Prozessor abraucht, wenn der 
MOSFET doch mal kaputt geht. Den Treiber und MOSFET kann man schnell 
tauschen.

von Michael S. (michael65589)


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Falk B. schrieb:
> Uhhhh!!!! Lieber nicht! Ich würde mir vor allem Gedanken um eine
> Schutzschhaltung machen, damit nicht der Prozessor abraucht, wenn der
> MOSFET doch mal kaputt geht. Den Treiber und MOSFET kann man schnell
> tauschen.

Würdest Du lassen weil ich geschrieben habe das ich den direkt an den 
Prozessor hängen will oder generell. Wenn man den über einen Optokoppler 
ansteuert wäre das doch okay, oder?

Das SKM Modul sagt mir auch eher zu. Ich schau mir den Treiber mal an.

von Falk B. (falk)


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@Michael Stahl (michael65589)

>Würdest Du lassen weil ich geschrieben habe das ich den direkt an den
>Prozessor hängen will oder generell.

Beides. In der Leistungsklasse ist man nicht auf das Sparen eines 
MOSFET-Treibers angewiesen!

> Wenn man den über einen Optokoppler
>ansteuert wäre das doch okay, oder?

AHHHHH!! Macht mich doch nicht wuschig mit euren Optokopplern! Denn auch 
DORT braucht man auf der Empfängerseite einen gescheiten MOSFET-Treiber!

OK, hier wäre ein Optokoppler mit integriertem/nachgeschaltetem 
MOSFET-Treiber wirklich sinnvoll, der Sicherheit wegen wenn es mal 
kracht.

von Michael S. (michael65589)


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Dann suche ich mir einen gescheiten Optokoppler mit integriertem Power 
MOSFET Treiber und hänge das vor das SKM Modul.

Vielen Dank für Deine Hilfe

Du scheinst Erfahrung in diesen Leistungsklassen zu haben. Kannst Du mir 
eine passende Freilaufdiode empfehlen?

von Falk B. (falk)


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@ Michael Stahl (michael65589)

>Du scheinst Erfahrung in diesen Leistungsklassen zu haben.

Nicht wirklich, nur eine ungesunde Portion Halbwissen. ;-)

> Kannst Du mir eine passende Freilaufdiode empfehlen?

Sie sollte den Maximalstrom des Motors/Retarders als Dauerstrom 
aushalten. Damit ist sie leicht überdimensioniert, das kann aber nicht 
schaden. Bei 32A und geschätzt 1V Flußspannung muss man da recht gut 
kühlen, siehe Kühlkörper. Bei knapp 100V könnte man noch eine 
Schottkydiode nutzen, sie sollte 150V Sperrspannung vertragen.

Sowas hier.

VS-80CPQ150PbF

http://www.vishay.com/diodes/list/product-94257/

DSSK50-015A

http://www.ixys.com/ProductPortfolio/PowerDevices.aspx

von Michael S. (michael65589)


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Danke

von eProfi (Gast)


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Die Kombination FET, Diode und lokaler Kondensator muss so nahe wie 
möglich (kompakt) verbaut werden wegen parasitärer Induktivitäten.

Gut gemeinter Rat: Diese Leistungsklasse ist was für Leute mit 
Erfahrung.
Wende Dich an jemand, der Vergleichbares gemacht hat, z.B. einen 
Netzteilhersteller, sonst musst Du teures Lehrgeld und -zeit zahlen.

von Michael S. (michael65589)


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Hallo eProfi,

deswegen frage ich ja hier nach. Ich gehe nicht davon aus, das es beim 
ersten Versuch funktioniert.
Um Erfahrung zu bekommen muss man aber mal anfangen.
Mir wäre es natürlich auch lieber wenn ich einen alten erfahrenen Hasen 
an meiner Seite hätte, dem ich über die Schulter gucken kann. Ist aber 
leider nicht der Fall.
Es bleibt also nur lesen, fragen und ausprobieren.

eProfi schrieb:
> Die Kombination FET, Diode und lokaler Kondensator muss so nahe wie
> möglich (kompakt) verbaut werden wegen parasitärer Induktivitäten.

Sicherlich ein gut gemeinter Rat, aber mir ist in diesem Zusammenhang 
nicht klar was der lokale Kondensator für eine Aufgabe hat. Könntest Du 
mir das erklären?

von Falk B. (falk)


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@ Michael Stahl (michael65589)

>Sicherlich ein gut gemeinter Rat, aber mir ist in diesem Zusammenhang
>nicht klar was der lokale Kondensator für eine Aufgabe hat. Könntest Du
>mir das erklären?

Er muss die Pulsströme für die PWM liefern.

Motoransteuerung mit PWM

von Michael S. (michael65589)


Angehängte Dateien:

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Danke.

Ach übrigens, eine Nachfrage bei Meanwell hat folgendes ergeben:

Eine Reihenschaltung ist grundsätzlich möglich, wenn der Strom nicht 
größer ist, als der maximale Strom des kleinsten verwendeten Netzteiles.
Wie auch bei einem einzelnen Schaltnetzteil sollte eine Reihenschaltung 
möglichst nicht auf 100% Last betrieben werden.
Empfehlung von MW ist 70%.

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