mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schnelles High Side Switching - Treiber Problem


Autor: Horst (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

um eine Lötstationregelung aufzubauen, möchte ich die Heizung High-Side 
schalten, damit Erde immer verbunden ist. In meinem ersten Entwurf habe 
ich eine sehr einfache Schaltung mit Pullup (im Bild links aufgebaut). 
Funktionierte auch soweit, allerdings nur mit so niedrigen 
PWM-Frequenzen, dass man ein ätzendes Pfeifen hörte. Bei hohen 
Frequenzen war der Pull-Up leider zu schwach, um schnell genug 
ausschalten zu können. Da ich diese nicht extrem verkleinern möchte und 
dadurch alles in dem Widerstand verschwende, muss also eine andere 
Schaltung her.

Ich habe irgendwo die im rechten Teil des Bildes ausgegraben. Das 
funktioniert auch schon wesentlich besser, allerdings verstehe ich diese 
noch nicht ganz.

Daher meine Frage: wie würdet ihr das angehen? Ist die rechte Schaltung 
ok so?

Autor: Falk B. (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Horst (Gast)

>ich eine sehr einfache Schaltung mit Pullup (im Bild links aufgebaut).
>Funktionierte auch soweit, allerdings nur mit so niedrigen
>PWM-Frequenzen, dass man ein ätzendes Pfeifen hörte.

Dann sit deine Frequenz immer noch zu hoch. Für die eher langsame 
thermische Regleung braucht man kaum mehr als 100 Hz, da pfeift nix, das 
brummt bestenfalls.

>Daher meine Frage: wie würdet ihr das angehen? Ist die rechte Schaltung
>ok so?

Fast. M5 sollte besser ein NPN sein, damit der das Gate auf nahe 12V 
ziehen kann.

Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Horst schrieb:
> um eine Lötstationregelung aufzubauen, möchte ich die Heizung High-Side
> schalten, damit Erde immer verbunden ist. In meinem ersten Entwurf habe
> ich eine sehr einfache Schaltung mit Pullup (im Bild links aufgebaut).
> Funktionierte auch soweit, allerdings nur mit so niedrigen
> PWM-Frequenzen, dass man ein ätzendes Pfeifen hörte.

Kasperletheater - runter mit der Frequenz, Heizung! Male die Schaltstufe 
vom Martin Kumms Projekt ab, die geht: 
http://www.martin-kumm.de/wiki/doku.php?id=Project...

Meine Weller RT taste ich zwischen 20 und 100 ms Dauerstrom, da brauche 
zumindest ich keine höherfrequente PWV.

Autor: Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Horst schrieb:
> Hallo zusammen,
>
...
> PWM-Frequenzen, dass man ein ätzendes Pfeifen hörte. Bei hohen
> Frequenzen war der Pull-Up leider zu schwach, um schnell genug
> ausschalten zu können. Da ich diese nicht extrem verkleinern möchte und
> dadurch alles in dem Widerstand verschwende, muss also eine andere
> Schaltung her.
>
Teile R1 in 2 * 220 Ohm auf und Du musst nur noch etwa die halbe 
Gateladung mit einem halb so grossen Widerstand entladen, bist also fast 
4 mal so schnell. Und 6 Volt langen zum Durchschalten.  Ein kleinerer 
P-Kanal Mosfet mit kleinerer Gatladung wuerde auch helfen.

Autor: Horst (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falk B. schrieb:
> Dann sit deine Frequenz immer noch zu hoch. Für die eher langsame
> thermische Regleung braucht man kaum mehr als 100 Hz, da pfeift nix, das
> brummt bestenfalls.

Im Idealfall will ich aber garnichts von dem Teil hören. Und selbst wenn 
ich eine 100Hz PWM fahre und dann 1% DC habe, dann sind doch auch wieder 
10 kHz hörbar (von den Oberwellen ganz abgesehen).

Falk B. schrieb:
> Fast. M5 sollte besser ein NPN sein, damit der das Gate auf nahe 12V
> ziehen kann.

Werde ich mal simulieren. Verstehe das ganz noch nicht wirklich, warum 
es das verbessert.

Manfred schrieb:
> Meine Weller RT taste ich zwischen 20 und 100 ms Dauerstrom, da brauche
> zumindest ich keine höherfrequente PWV.

Und was ist die minimale Temperatur? Ich nehme an 10Hz PWM, dann sind 
20ms ja auch schon 20% DC, was mir etwas viel erscheint.

Uwe B. schrieb:
> Teile R1 in 2 * 220 Ohm auf und Du musst nur noch etwa die halbe
> Gateladung mit einem halb so grossen Widerstand entladen, bist also fast
> 4 mal so schnell. Und 6 Volt langen zum Durchschalten.

So wie im Anhang? Das brachte leider nur wesentliche Verschlechterung.

Autor: Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit t(ON) = 1 us siehst Du die Verbesserung...

Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Um was für eine Heizung geht das bei Dir?

Horst schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Meine Weller RT taste ich zwischen 20 und 100 ms Dauerstrom, da
>> brauche zumindest ich keine höherfrequente PWV.
> Und was ist die minimale Temperatur? Ich nehme an 10Hz PWM, dann sind
> 20ms ja auch schon 20% DC, was mir etwas viel erscheint.

Meine Versorgung ist ungeregelte Gleichspannung: Trafo, Brücke und 
Ladeelko. Die Versorgung für den Arduino hole ich aus dem selben Zweig, 
mit einer Diode und zusätzlichem Elko vor dem 7805.

An freier Luft habe ich ca. 10 ms pro Grad ermittelt. Ich gucke gerade 
in meinen Code - als Grenzen habe ich 25 und 350 ms gesetzt.

Ich messe die Temperatur, errechne die Differenz zum Soll und schalte 
ein. Nach dem Heizimpuls messe ich wieder, dafür plus Beschreiben des 
I2C-Displays brauche ich ca. 25 ms. Dann gucke ich nach der Abweichung, 
im Betrieb muss sie groesser 3 Grad sein damit der Kram nicht nervös 
flattert. Und wieder rum .. messen, heizen, messen, messen ...

In Ruhe (Kolben in Ablage) halte ich 100° mit einer Hysterese von 10°.

Das ist im Prinzip eine PWM, aber langsam und ohne festen Takt.

In Deiner Schaltung 25.08.2016 19:29 - was soll der untere Widerstand 
R10? Der sorgt dafür, dass Dein Gate nicht unter halbe Betriebsspannung 
kommt, kann der nicht höher? Der Querstrom (27 mA) mißfällt mir 
ebenfalls, solange Du nicht dreistellige kHz willst, kann der Teiler 
ruhig hochohmiger werden.

Autor: Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
R10 soll wohl die Last simulieren...

Autor: Peter D. (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du könntest auch nen fertigen Treiberchip nehmen.
Z.B. der TC4452VOA kann 2,6A treiben, das reicht an 12V für nen 30W 
Lötkolben.
Die Schaltzeit ist 44ns.

Autor: ArnoR (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Horst schrieb:
> So wie im Anhang? Das brachte leider nur wesentliche Verschlechterung.

Natürlich, denn das hier:

Uwe B. schrieb:
> Teile R1 in 2 * 220 Ohm auf und Du musst nur noch etwa die halbe
> Gateladung mit einem halb so grossen Widerstand entladen, bist also fast
> 4 mal so schnell.

ist falsch. Mit 2*220R anstelle R1 ist zwar die Gateladung geringer, 
aber die Aufladung erfolgt jetzt nicht mehr mit 12V und dem niedrigen 
ON-Widerstand des BSS123, sondern mit 6V und 110R Innenwiderstand. Die 
Einschaltzeit wird sehr viel länger. Das Ausschalten (Entladen) 
geschieht wie vorher über die 220R des R7 und nicht über einen halb so 
großen Widerstand.

Uwe B. schrieb:
> R10 soll wohl die Last simulieren...

Sicher nicht, eher R8.

Autor: ArnoR (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ArnoR schrieb:
> Das Ausschalten (Entladen)
> geschieht wie vorher über die 220R des R7 und nicht über einen halb so
> großen Widerstand.

Ähh, hatte übersehen, dass der alte R1 470R hat. Dann ist das Entladen 
tatsächlich schneller, aber das Aufladen (Einschalten) ist viel 
langsamer.

Autor: Kasper (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Uwe B. schrieb:
> R10 soll wohl die Last simulieren...

Kasper - mal das verlinkte Schaltbild angucken?

Autor: Manfred (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ArnoR schrieb:
> Horst schrieb:
>> So wie im Anhang? Das brachte leider nur wesentliche Verschlechterung.
> Natürlich, denn das hier:
Hat es noch Sinn hier?

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.