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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Diskreter LS Mosfet Treiber schaltet Lüfter ein bevor Controller startet


Autor: Thomas (Gast)
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Hallo zusammen

Ich möchte mir eine Lüftersteuerung per PWM realisieren, der Lüfter 
zieht im Betrieb 17A. Die PWM Regelung funktioniert, im Test an eine H4 
PKW Lampe, einwandfrei.
Orientiert habe ich mich zum Testen am Treiber 1, siehe Anhang. Für den 
Lüfter werde ich Treiber 2b nachbauen.

Problem bei der bisherigen Schaltung, lege ich Controller und Lüfter an 
Spannung schaltet der Transistor durch, erst nachdem der Controller zeit 
verzögert mit seiner Arbeit beginnt wird geregelt und die Drehzahl kann 
geregelt werden. Wird der Controller von der Spannung getrennt, der 
Verbraucher/Lüfter nicht....selbes Spiel...der Treibertransistor kann 
den Mosfet nicht mehr entladen.

Dieses Verhalten möchte ich unterbinden...nur wie?

Gruß Thomas

: Verschoben durch Admin
Autor: THOR (Gast)
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Pack nen 1k Widerstand vom Gate nach Masse, für den Fall von Treiber2 
sollte das reichen.

Autor: THOR (Gast)
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Oder noch besser: 10k von Basis T2 nach Masse.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Besten dank für die schnelle Antwort.

Dein Hinweis bezieht sich auf den unteren PNP Transistor des Treibers 
zum entladen des Mosfet in Bild 2a sowie Bild 2b?

Beeinflusst der zusätzliche Entladewiderstand in irgendeiner Art und 
Weise das Schaltverhalten des Treibers bezüglich der 
Schaltgeschwindigkeit?

Kommt so kein Spannungsteiler zustande mit dem vorhandenen 
Basiswiderstand.

Gruß Thomas

Autor: THOR (Gast)
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Natürlich ist das ein Spannungsteiler. Aber bezüglich 2a sind das 
330/10k, spielt also keine Geige.

Es sei denn, bei deiner Anwendung kommt es auf jede ns an.

Autor: Manfred (Gast)
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Thomas schrieb:
> Ich möchte mir eine Lüftersteuerung per PWM realisieren, der Lüfter
> zieht im Betrieb 17A. Die PWM Regelung funktioniert, im Test an eine H4
> PKW Lampe, einwandfrei.
> Orientiert habe ich mich zum Testen am Treiber 1, siehe Anhang. Für den
> Lüfter werde ich Treiber 2b nachbauen.
Wieviel MHz PWM sind da?

> Problem bei der bisherigen Schaltung, lege ich Controller und Lüfter an
> Spannung schaltet der Transistor durch, erst nachdem der Controller zeit
> verzögert mit seiner Arbeit beginnt wird geregelt und die Drehzahl kann
> geregelt werden.
Die Schaltung finde ich einigermaßen blödsinnig. Klar ist bei Schaltung 
1, dass der Lüfter so lange läuft, bis der BC817 durchgesteuert wird. 
Ein Problem kann das eigentlich nicht sein, als absolut erste Aktion die 
Ausgänge des µC zu initialisieren und zu setzen.

Wenn schon die Last oben hängt, also ein N-Fet drin ist, darf der µC den 
gerne direkt ansteuern. IRF840 ist ein netter Transistor, wenn man 
Leistungsverstärker bauen will. Mit 0,85 Ohm ist er zum Schalten so 
ungeeignet, wie es kaum schlimmer geht.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Nein....nicht auf jede ns.

Die Verlustleitung sollte sich halt in Grenzen halten. Beim Mosfet 
handelt es sich um einen IRF1405, der wird das sicherlich verkraften. Im 
Testbetrieb mit der H4 bei ca. 4.5A war keine Hitzeentwicklung 
festzustellen...und das mit der einfachen Treiberstufe 1 und 
verschiedenen Widerständen zum Gate.

Mal um die 20-23µs, je kleiner der Gatewiderstand desto schneller auch 
die Einschaltung, mit 100 Ohm und 12V zum Schluß 4-6µs....das ist 
langsam.

Gruß Thomas

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Kleines Edit:

Geschaltet wird mit 4kHz

Gruß Thomas

Autor: Planlos (Gast)
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Der IRF1405 ist m.M.n. mächtig Überdimensioniert, vor allem die große 
Gate-Charge macht das saubere Ansteuern schwer.
Und deine Gate-Widerstände sind zu groß um ein unbeabsichtigtes 
Durchsteuern wegen der Miller-Kapazität zu verhindern, sobald die 
Drain-Spannung steigt.

--> such einen besser geeigneten Mosfet, Logic-Level. 
MOSFET-Übersicht: N-Kanal MOSFET

IRL3103 z.B., gibt aber sicher noch bessere.

Den, erstmal ohne Widerstand, direkt an den µC-Pin. Bei guter 
Masse-Führung klappt das. Mit dem Oszi kontrollieren. Bei Ringing am 
Gate (wenn es nicht vom schlechten Masse-Krokokabel des Tastkopfes 
kommt), Gate-Widerstand hinzufügen und experimentell das Optimum finden. 
Evtl. ist auch eine Ferrit-Perle statt Gate-Widerstand besser.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

OK...bin munter am testen. Das Problem ist nicht nur das weiterlaufen 
wenn die Steuerung nicht regelt oder regeln kann, lästiger ist das kurze 
100% anlaufen beim einschalten.

Zitat
....Die Schaltung finde ich einigermaßen blödsinnig. Klar ist bei 
Schaltung
1, dass der Lüfter so lange läuft, bis der BC817 durchgesteuert wird.
Ein Problem kann das eigentlich nicht sein, als absolut erste Aktion die
Ausgänge des µC zu initialisieren und zu setzen.....

In wie fern kann es kein Problem sein die Ausgänge als erste Aktion zu 
setzen. Lege ich Steuerung samt Verbraucher, in meinem Fall der Lüfter 
an Spannung, legt das Teil mit Vollast los und folgt erst etwas später 
den initialisieren und gesetzten Ausgängen.

Ich sehe in den +12V für die Treiber das Problem, sollte ich diese per 
Relais verspätet zuschalten?

Gruß Thomas

Autor: Walter S. (avatar)
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mit welchem Signal steuerst du denn die Schaltung 2a an (also mit 
welcher Spannung)

Autor: Manfred (Gast)
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Thomas schrieb:
> Zitat
> ....Die Schaltung finde ich einigermaßen blödsinnig. Klar ist bei
> Schaltung
> 1, dass der Lüfter so lange läuft, bis der BC817 durchgesteuert wird.
> Ein Problem kann das eigentlich nicht sein, als absolut erste Aktion die
> Ausgänge des µC zu initialisieren und zu setzen.....
>
> In wie fern kann es kein Problem sein die Ausgänge als erste Aktion zu
> setzen. Lege ich Steuerung samt Verbraucher, in meinem Fall der Lüfter
> an Spannung, legt das Teil mit Vollast los und folgt erst etwas später
> den initialisieren und gesetzten Ausgängen.

Ich kenne Deine Steuerung nicht, also gehe ich von einem Mikrocontroller 
aus. Mir ist unklar, warum und ob die Logik invertiert sein muss - 
Signal High = Lüfter aus.

Wenn Du wirklich keinen Zugriff auf die Ansteuer(un)logik hast, bleibt 
nur eine verzögerte Zuschaltung der Betriebsspannung. Ein Relais muß es 
nicht unbedingt sein, ein weiterer Transistor mit RC-Glied an der Basis 
könnte auch den FET eine Weile geschlossen halten.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Am kommenden Wochenende werde ich Schaltung 2b realisieren da ich nur 5V 
vom Controller habe. Im Moment läuft Schaltung 1 mit verschiedenen PWM 
Frequenzen...500-4000 Hz.

Der mittlerweile kleine Testmotor statt H4 Lampe mag eher niedrigere PWM 
Signale...aber das ist im Moment nicht das Thema.

Ich kann mir nicht jedes mal wenn ich einschaltet einen Kick mit 
Anlaufstrom eines ca.200W Motors leisten..geht nicht, unerwünscht.

Gruß Thomas

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Das eigentliche Problem hat sich erübrigt. Zwischenzeitlich habe ich 
einige PWM Regler mit diskreter Treiberstufe gebaut, als Transistoren 
BC337 und BC327 gewählt.

Mit den Schaltzeiten bin ich allerdings noch nicht so ganz 
zufrieden....als Ziel hatte mir 200ns gesetzt, schaffe es aber nicht.

Als PWM IC LM393, Treiberstufe BC337/327, Gatewiderstand 15 Ohm.

Was bedeutet die kleine Verzögerung am Ende des Ausschaltvorgangs?
Diese Verhalten konnte ich an 2 x verschieden PWM Reglern, alle mit 
Treiber BC337/327 feststellen.

Anregung in dieser Richtung

MFG

Thomas

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
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Thomas schrieb:
> Was bedeutet die kleine Verzögerung am Ende des Ausschaltvorgangs?

Das ist das Miller-Plateau.
Wenn Du mit einem Zweikanal-Oszi die Gatespannung und die Drainspannung 
gleichzeitig betrachtest, kannst Du feststellen, daß während dieser 
"Verzögerung" die Drainspannung ansteigt. Das Miller-Plateau markiert 
also die tatsächliche Schaltzeit des Transistors.

Thomas schrieb:
> .als Ziel hatte mir 200ns gesetzt, schaffe es aber nicht.
>
> Als PWM IC LM393,

Erstens ist Deine Schaltung deutlich schneller als 200nS (siehe oben), 
zweitens ist der 393 nicht besonders schnell.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Besten Dank für den Erklärung. Er ist so wie du sagst....

....Wenn Du mit einem Zweikanal-Oszi die Gatespannung und die 
Drainspannung
gleichzeitig betrachtest, kannst Du feststellen, daß während dieser
"Verzögerung" die Drainspannung ansteigt. Das Miller-Plateau markiert
also die tatsächliche Schaltzeit des Transistors.....

Die Drainspannung beginnt erst zu steigen ab dieser "Verzögerung". Ich 
hatte eine falsche Vorstellung der Anstiegs und Fallzeiten.

Der Verbraucher wird in ca. 200ns eingeschaltet, deutlich schneller 
konnte ich leider nicht feststellen?

Der Vollständigkeit halber, es handelt sich um einen IRFZ44N. Seine Rise 
und Delay Time zusammen beträgt ca. 72ns laut Testbedingungen 
Datenblatt, unter anderem mit 12 Ohm Gatewiderstand.

Ich bin soweit zufrieden...

Gruß Thomas

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