Hallo liebe Community, ich habe leider ein Problem, bei dem ihr mir helfen könnt. Die Ausgangslage ist folgende: Für meine Heizung musste eine neue Regelung her, welche den Lüfter temperaturabhängig regelt. Sie funktioniert auch hervorragend, allerdings habe ich noch keine praktikable Möglichkeit gefunden, wie der Microcontroller (Arduino Mega 2560) die Drehzahl vernünftig regelt. Bisher hat der ATmega einen IRFZ44N per PWM angesteuert, was aber äussert unbefriedigend lief. Das Problem war, dass der MOSFET bereits bei ~40 % PWM Signal voll durchgesteuert war und im regelbaren Bereich die Spannung nicht linear anstieg. Ausserdem hat der Lüfter Zusatzfunktionen wie Sanftanlauf und Unterspannungsschutz, welche bei geringen Solldrehzahlen sich bockig stellten(der Mosfet verhält sich ja im Grunde genommen wie ein Ohmscher Widerstand = Lüfter fährt langsam an -> Spannung sinkt -> Unterspannungsschutz greift ein -> Lüfter schaltet ab und fährt dann langsam wieder an -> das ganze Spiel von vorn) Aufgrund dieser Umstände bräuchte ich eine stabilisierte Spannung, die per IC verstellbar ist. Linearregler fallen von vornherein aus, da der Lüfter knapp 2A bei 30V zieht (Stichwort Verlustleistung). Also ein Schaltregler. Ich habe mir einen LM2676-Adj bestellt und die Schaltungs nach dem Beispiel im Datenblatt aufgebaut (gleiche Werte). Er funktioniert nur nicht wie angedacht. Entweder gibt er keine oder die volle Spannung aus. Mit einem Schaltregler fühle ich mich auch nicht sonderlich wohl, da Schaltregler hinter Schaltnetzteil meiner Meinung nach ungünstig sind. EMV ist auch so ein Problem. Nun suche ich nach einer schönen Lösung für das Ganze. Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Bastian S. schrieb: > Das Problem war, dass der MOSFET bereits > bei ~40 % PWM Signal voll durchgesteuert Bisherige Schaltung? Oszillogramm?
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Den 1K-Widerstand habe ich auch mal weggelassen oder im Wert verändert, es zeigte sich keine Veränderung. Zwischen IC und Mosfet liegen baulich bedingt ca. 40cm. Mit einem Oszillogramm als Bild kann ich leider grad nicht dienen. Ich müsste erst alles anschließen und ein Bild machen, das tue ich mir heut Abend nicht mehr an.
Bastian S. schrieb: > Bisher hat der ATmega einen IRFZ44N per PWM angesteuert, was aber > äussert unbefriedigend lief. Das Problem war, dass der MOSFET bereits > bei ~40 % PWM Signal voll durchgesteuert war und im regelbaren Bereich > die Spannung nicht linear anstieg. Häh ? Der MOSFET sollte immer voll durchgesteuert werden, sonst brennt er ab. Er schaltet die PWM an den Motor, der mit seiner Trägheit aus der PWM eine mittlere Geschwindigkeit macht. Aber OB der Motor das überhaupt kann, oder als Wechselstromsynchron/asynchronmotor gar nicht PWM tauglich ist, kann man aus deiner Beschreibung lediglich des Unwichtigen nicht erkennen.
Das mit dem "voll durchgesteuert" habe ich wohl etwas ungenau geschrieben. Ich meinte, das dann bereits die volle Spannung am Motor anliegt. Ich nehme einfach mal an, das er PWM-tauglich ist, da er auch einen Anschluss dafür besitzt. Allerdings ist dieser defekt und intern nach Masse kurzgeschlossen. Was möchtest du denn über diesen Motor wissen? Es ist ein BLDC Motor von EBM-Papst. Die Leistung habe ich bereits im Anfangspost geschrieben. Die Spannung beträgt 7-30 Volt.
Dass man einen BLCD-Motor elektronisch kommutieren muss, ist klar? Du musst eine Art Frequenzumrichter bauen, das ist eine Art Synchronmoator, der läuft mit einer Art Drehstrom, nicht DC.
Hurra schrieb: > Dass man einen BLCD-Motor elektronisch kommutieren muss, ist klar? > Du musst eine Art Frequenzumrichter bauen, das ist eine Art > Synchronmoator, der läuft mit einer Art Drehstrom, nicht DC. Ja, draußen ist es dunkel und naß, keine gute Witterung mehr für Deinen Sandkasten. Alle mir bekannten Lüfter haben die Kommutierung eingebaut und laufen mit Gleichstrom, was immer das "DC" am Ende der Abkürzung bedeuten mag. Bastian schrieb "defekter PWM-Eingang", ein eindeutiges Indiz für eine eingebaute Elektronik. Bastian S. schrieb: > -> Spannung sinkt -> Unterspannungsschutz greift ein -> Lüfter schaltet > ab und fährt dann langsam wieder an -> das ganze Spiel von vorn) Ich glaube, Du wirst es nicht anders können und der Motor nur einen sehr schmalen Bereich haben, der sich durch die Betriebsspannung stellen lässt. Baue Dir einen simplen Längsregler auf oder setze verschiedene Vorwiderstände dran, um erstmal zu testen, ob weitere Aktionen überhaupt sinnvoll sind.
Die Elektronik ist bereits im Motorgehäuse verbaut. Man muss nur Gleichspannung anlegen und er läuft los. Mit einem Labornetzteil lässt sich die Drehzahl wunderbar regeln. Ich habe eben auch mal einen IRLZ34N ausprobiert, da der IRFZ44 ja kein Logic-Level ist, aber dann wird die volle Spannung bei noch geringerem Signal erreicht. Edit: @Manfred Mit dem dem geregelten Netzteil lässt sich die Drehzahl nahezu linear von 5-20V variieren.
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Bastian S. schrieb: > Mit dem dem geregelten Netzteil lässt sich die Drehzahl nahezu linear > von 5-20V variieren. Schaue mal, ob Du am LM2676-Adj den Widerstand von FB nach GND durch ein elektronisches Poti ersetzen kannst. Von Spannung und Massebezug her sollte das gehen, musst aber mal rechnen, wie das Teilerverhältnis wird.
Mit welcher PWM Frequenz arbeitest du? Power Fets haben eine nicht vernachlässigbare Gate-Kapazität. Mal ganz grober Daumen: 10nF Gate-Kapazität, 10VGS, 250R Gatewiderstand macht schon eine Zeitkonstante von 2.5us. Wenn du Pech hast schaltet der Fet erst nach ein Paar us voll durch. Klingt nach wenig, heißt aber das z.B. bei 200kHz PWM Frequenz der Fet nur im Linearbetrieb ist. Dann steuerst du tatsächlich das Gate mit PWM. Das darf nicht passieren.
@Manfred: Statt des Potis habe ich einen Optokoppler genommen. Zumindest in der Simulation hat es ganz gut funktioniert. Bis jetzt habe ich den Schaltregler noch nicht einmal mit einer Spannung zum laufen bekommen. Laut Datenblatt sollte er so regeln, das am FB Pin ca. 1,2V anliegen. Bei mir fällt sie allerdings bis auf 0,8V, ohne das etwas passiert. @Minimalist: PWM-Frequenz ist 1 kHz. Laut Oszillograph auch schön steile Flanken am Gate.
Bastian S. schrieb: > Das mit dem "voll durchgesteuert" habe ich wohl etwas ungenau > geschrieben. Ich meinte, das dann bereits die volle Spannung am Motor > anliegt. Das ist genauso Unsinn wie deine ursprüngliche Aussage. Und natürlich ist die Spannung über dem Motor auch vollkommen egal, wenn es doch am Ende die Drehzahl ist, die geregelt werden soll. > Ich nehme einfach mal an, das er PWM-tauglich ist, da er auch einen > Anschluss dafür besitzt. So. Du nimmst an. Gehts nicht genauer? Hat der Lüfter kein Datenblatt? > Allerdings ist dieser defekt und intern nach Masse kurzgeschlossen. Das glaube ich nun schon gar nicht. Aber wenn der Lüfter einen PWM-Steuereingang hat, dann ist das genau der richtige Weg, seine Drehzahl zu steuern.
Axel S. schrieb: > Bastian S. schrieb: >> Das mit dem "voll durchgesteuert" habe ich wohl etwas ungenau >> geschrieben. Ich meinte, das dann bereits die volle Spannung am Motor >> anliegt. > > Das ist genauso Unsinn wie deine ursprüngliche Aussage. Und natürlich > ist die Spannung über dem Motor auch vollkommen egal, wenn es doch am > Ende die Drehzahl ist, die geregelt werden soll. Die Drehzahl wird bei diesem Motor nunmal über die Spannung gesteuert, was soll daran also Unsinn sein. >> Ich nehme einfach mal an, das er PWM-tauglich ist, da er auch einen >> Anschluss dafür besitzt. > > So. Du nimmst an. Gehts nicht genauer? Hat der Lüfter kein Datenblatt? Ich habe natürlich versucht, ein Datenblatt zu finden, aber der Motor ist von '99 und wird schon seit Urzeiten nicht mehr produziert. Ich habe auf der Herstellerseite nicht einmal einen ähnlichen Typ gefunden. >> Allerdings ist dieser defekt und intern nach Masse kurzgeschlossen. > > Das glaube ich nun schon gar nicht. > > Aber wenn der Lüfter einen PWM-Steuereingang hat, dann ist das genau der > richtige Weg, seine Drehzahl zu steuern. Extra für dich habe ich den Widerstand gemessen: genau 1,2Ohm. Wenn ich mit dem Labornetzteil Spannung auf den Anschluss gebe, setzt sofort die Strombegrenzung ein. Da lasse ich bestimmt nicht den Ausgang eines IC ran.
Bastian S. schrieb: >> Aber wenn der Lüfter einen PWM-Steuereingang hat, dann ist das genau der >> richtige Weg, seine Drehzahl zu steuern. > Extra für dich habe ich den Widerstand gemessen: genau 1,2Ohm. Ist das wirklich ein Eingang oder liegt da eine Wicklung hinter, die ein Signal zur Überwachung liefert?
Bastian S. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Bastian S. schrieb: >>> Das mit dem "voll durchgesteuert" habe ich wohl etwas ungenau >>> geschrieben. Ich meinte, das dann bereits die volle Spannung am Motor >>> anliegt. >> >> Das ist genauso Unsinn wie deine ursprüngliche Aussage. Und natürlich >> ist die Spannung über dem Motor auch vollkommen egal, wenn es doch am >> Ende die Drehzahl ist, die geregelt werden soll. > > Die Drehzahl wird bei diesem Motor nunmal über die Spannung gesteuert, Die Drehzahl ist von der Spannung abhängig. Aber steuern woltest du sie ja wohl über das Tastverhältnis. Die Spannung ist also lediglich eine Zwischengröße, deren genauer Wert ohne Belang ist. Genauso wie ich die Geschwindigkeit meines Autos durch den Druck auf das Gaspedal steuern kann. Um wieviel mm ich das Gaspedal dabei durchdrücke, ist auch eine Zwischengröße und ohne Belang. Zum einstellen der Geschwindigkeit schaue ich doch lieber auf den Tacho als auf die Stellung des Gaspedals. > was soll daran also Unsinn sein. Deine Behauptung, die Spannung wäre schon bei 40% Tastverhältnis auf Maximum, halte ich für Unsinn. Ich glaube es nicht. Und es ist außerdem noch ohne Belang. >>> Ich nehme einfach mal an, das er PWM-tauglich ist, da er auch einen >>> Anschluss dafür besitzt. >> >> So. Du nimmst an. Gehts nicht genauer? Hat der Lüfter kein Datenblatt? > > Ich habe natürlich versucht, ein Datenblatt zu finden, aber der Motor > ist von '99 und wird schon seit Urzeiten nicht mehr produziert. Aha. Du weißt also in Wirklichkeit gar nichts über deinen Lüfter. Das sind dann ja ideale Bedingungen. Nicht! >>> Allerdings ist dieser defekt und intern nach Masse kurzgeschlossen. >> >> Das glaube ich nun schon gar nicht. >> >> Aber wenn der Lüfter einen PWM-Steuereingang hat, dann ist das genau der >> richtige Weg, seine Drehzahl zu steuern. > > Extra für dich habe ich den Widerstand gemessen: genau 1,2Ohm. > Wenn ich mit dem Labornetzteil Spannung auf den Anschluss gebe, setzt > sofort die Strombegrenzung ein. Da lasse ich bestimmt nicht den Ausgang > eines IC ran. So. Dann laß uns mal kurz überlegen. Dein Lüfter (von dem du nahezu nichts weißt) hat einen Anschluß den du für einen PWM-Steuereingang hältst, der aber niederohmig mit einem der Betriebsspannungsanschlüsse verbunden ist. Was ist jetzt wahrscheinlicher: a) daß der Steuereingang kaputt ist, oder b) daß das doch kein PWM-Steuereingang ist? Bist du überhaupt sicher, daß du die Betriebsspannungsanschlüsse korrekt identifiziert hast? Daß der Lüfter dreht, wenn du an zwei Anschlüsse eine Spannung anlegst, reicht dazu nämlich nicht aus.
Was meinst du mit Wicklung zur Überwachung? Falls du ein Tachosignal meinst, dafür gibt es ein extra Kabel. Das gibt auch ein "Signal" aus, also Masse und hochohmig im Wechsel pro Umdrehung. Im Grunde genommen sind die Anschlüsse die selben wie bei einem 4-poligen PC-Lüfter. Edit: Ich hatte irgendwann einmal eine Seite im I-Net mit technischen Daten zu dem Lüfter gefunden, da waren unter Anderem auch die Anschlussbelegungen erklärt. Ohne richtiges Datenblatt kann ich natürlich nicht zu 100% sicher sein. Ich denke, es führt zu nichts, über die Anschlüsse zu diskutieren. Fakt ist, das keines der Kabel zum regeln funktioniert, also muss ich eine andere Lösung finden.
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Bastian S. schrieb: > Ich denke, es führt zu nichts, über die Anschlüsse zu diskutieren. Fakt > ist, das keines der Kabel zum regeln funktioniert, also muss ich eine > andere Lösung finden. Ihr verzettelt Euch hier in Richtung Kindergarten, sorry. Bastian S. schrieb: > @Manfred: > Statt des Potis habe ich einen Optokoppler genommen. Zumindest in der > Simulation hat es ganz gut funktioniert. Bis jetzt habe ich den > Schaltregler noch nicht einmal mit einer Spannung zum laufen bekommen. > Laut Datenblatt sollte er so regeln, das am FB Pin ca. 1,2V anliegen. > Bei mir fällt sie allerdings bis auf 0,8V, ohne das etwas passiert. Diesen Lösungsansatz halte ich für sinnvoll - verfolge ihn weiter. Sicherlich musst Du erstmal den LM2676 zur Funktion bekommen, ohne Motor und mit einen Lastwiderstand - die Dinger sind ja wirklich simpel zu beherrschen.
Ja, ich werde mal schauen ob ich die Schaltung nicht doch noch zum laufen bekomme. Ich melde mich dann später noch einmal.
Ich glaub du solltest dir das Konzept PWM nochmals ganz genau zu Gemüte ziehen. Deine Aussagen führen zu dem Schluss das du das nicht richtig anwendest. Ein transistor wird im pwm Betrieb immer hart ein oder aus geschalten. Das stellt keinen Ohmschen Verbraucher dar.
Jetzt wo du es sagst, fällst mir auch auf. In real hab ich aber eine verbaut. Man sagt ja immer, dass der Teufel im Detail steckt. Einen der Widerstände für den FB-Spannungsteiler am LM2676 habe ich durch ein Poti ersetzt, wegen Justierung. Und genau dieses Poti hat wohl die Kälte und das feuchte Wetter nicht verkraftet (oder war von vornherein defekt). Also schnell ausgetauscht und siehe da, der Regler regelt wie er soll. Und nach ein paar kleinen Anpassungen funktioniert auch das Verändern der Ausgangsspannung per PWM. Ich denke, dass der Thread geschlossen werden kann und möchte mich bei allen hier für Ihre Mühe bedanken. Tut mir Leid, dass ich eure Zeit in Anspruch genommen habe, obwohl eine gründliche Fehlersuche auch zum Ziel geführt hätte.
Bastian S. schrieb: > Also schnell ausgetauscht und siehe da, der Regler regelt wie er soll. > Und nach ein paar kleinen Anpassungen funktioniert auch das Verändern > der Ausgangsspannung per PWM. Ich würde doch gerne mal sehen, wie Du per PWM den Regelkreis des LM2676 beeinflusst.
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So in etwa läuft das ganze. Die Werte der Widerstände sind in dem Schaltplan nur annähernd korrekt. In Echt habe ich Potis genommen, um die Spannungen im laufenden Betrieb einstellen zu können. Das PWM-Signal wird durch einen Operationsverstärker als Impedanzwandler übersetzt und danach geglättet, damit ich weniger Schwingungen habe. Den OPV habe ich verbaut, um die Ausgänge des Arduinos durch das RC-Glied weniger zu belasten. Wenn keine Spannung am Optokoppler anliegt, sperrt dieser und die Ausgangspannung am Schaltregler wird allein durch den Spannungsteiler 8K/4,1K gesetzt (maximale Spannung). Mit steigender Spannung am Eingang des Optokoppler fleißt ein Strom und der Widerstand am oberen Ende des Spannungsteiler sinkt -> Spannung am Feedback-Eingang steigt -> LM2676 regelt die Ausgangsspannung herunter.
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