Hallo zusammen
Bin gerade dabei, einen Motorentreiber zu entwerfen. Dazu verwende ich
vier MOSFETs (AO3409 und AO3406). Im Anhang seht ihr den Schaltplan.
Nun meine Fragen:
- Benötige ich zusätzliche Freilaufdioden?
- Funktioniert die PWM Ansteuerung so?
- Welchen Wert für den Kondensator zur Unterdrückung der
Störausstrahlung soll ich verwenden?
Vielen Dank für eure Antworten.
Mick schrieb:> Im Anhang seht ihr den Schaltplan.
Das ist ein Prinzipschaltplan. Stell dir mal die Frage was passiert wenn
der Pegel an den Gates von High nach Low wechselt und der obere FET
anfängt zu leiten bevor der untere ganz aus ist.
Mick schrieb:> - Benötige ich zusätzliche Freilaufdioden?
Grundsätzlich nein, bei höheren Frequenzen sind Schottkydioden
empfehlenswert.
Mick schrieb:> - Welchen Wert für den Kondensator zur Unterdrückung der> Störausstrahlung soll ich verwenden?
Bei Class D Verstärkern nimmt man so um 1uF Folkos und an jedem Switch
Node nochmal 220n nach Masse. Für nen Motortreiber kommt man bestimmt
mit weniger hin.
Mick schrieb:> - Benötige ich zusätzliche Freilaufdioden?> - Funktioniert die PWM Ansteuerung so?> - Welchen Wert für den Kondensator zur Unterdrückung der> Störausstrahlung soll ich verwenden?
Die Schaltung funktioniert nur mit bestimmten Exemplaren der MOSFETs.
Würde der AO3409 bei -2V UGS einschalten und der MOSFET AO3406 bei 2V
UGS einschalten, gäbe es den Bereich von 2V bis 3V Asnteuerspannung in
dem beide Leiten und dir die Versorgungsspannung kurzschliessen.
Du müsstest Exemplare kaufen, bei denen der Wert
VGS(th) Gate Threshold Voltage -1.4 -1.9 -2.4 V
im Datenbltt zufällig dem maximalen (-)2.4V entspricht.
Auf gut Deutsch: So eine Schaltung ist Murks.
Man kümmert sich darum, daß die beiden MOSFETs auf einer Seite niemals
gleichzeitig leiten (shooty thru).
Die Dioden reichen als Feilaufdioden.
Die 100nF sind VÖLLIG FALSCH und produziert GIGANTISCHE Störungen durch
den Spitzenstrom mit dem er jedesmal umgeladen wird., es müsste ein
Kondensator von VCC nach GND.
THOR schrieb:> Stell dir mal die Frage was passiert wenn> der Pegel an den Gates von High nach Low wechselt und der obere FET> anfängt zu leiten bevor der untere ganz aus ist.
Dann leiten halt beide, wie bei jedem cmos-Baustein.
Mick schrieb:> - Welchen Wert für den Kondensator zur Unterdrückung der> Störausstrahlung soll ich verwenden?
In Serie zu dem Kondensator solltest Du noch einen
Widerstand tun.
Mick schrieb:> - Funktioniert die PWM Ansteuerung so?
Ist nicht gut für den Motor, es sei denn Du
arbeitest mit Drossel wie bei einem d-amp.
Üblicherweise stellt man mit der Brücke die
Drehrichtung. Über enable die PWM.
Dafür gibt es beim Chinamann fertige Brücken
mit zwei Steuerleitungen.
Mick schrieb:> - Benötige ich zusätzliche Freilaufdioden?
Die im Transistor sollten ausreichen.
In meinen Blogs unter meinearduinoprojekte
findest Du ein Beispiel.
Beachte die Warheitstabelle im Schaltplan.
Einen direktlink zu meiner Seite erlaubt der
Forenbetreiber hier derzeit nicht.
LG
old.
CO2 ist ihm N. schrieb:> THOR schrieb:>> Stell dir mal die Frage was passiert wenn>> der Pegel an den Gates von High nach Low wechselt und der obere FET>> anfängt zu leiten bevor der untere ganz aus ist.>> Dann leiten halt beide, wie bei jedem cmos-Baustein.
Achso, na dann. Die paar Ampere.
THOR schrieb:> Achso, na dann. Die paar Ampere.
C10 und C18 fangen das ab (wie von cmos bekannt).
Tritt nur bei Umschaltung der Drehrichtung auf,
nicht bei PWM über enable.
LG
old.
CO2 ist ihm N. schrieb:> In meinen Blogs unter meinearduinoprojekte> findest Du ein Beispiel.> Beachte die Warheitstabelle im Schaltplan.>> Einen direktlink zu meiner Seite erlaubt der> Forenbetreiber hier derzeit nicht.
Anbei ein Screenshot der Darlington-H-Brücke.
Michael B. schrieb:> es müsste ein> Kondensator von VCC nach GND.
Das ist C18, parallel zur Brücke, Vcc --> Shunt R40
Der Entstörkondensator ist C3
R15 ist der Motor.
Michael B. schrieb:> den Spitzenstrom
begrenzt R36
LG
old.
CO2 ist ihm N. schrieb:> Anbei ein Screenshot der Darlington-H-Brücke.
Die Schaltung ist im Prinzip sehr gut, wenn statt den
Darlington-Transistoren einfache Transistoren wie BD243 und BD244
verwendet würden. Denn die Darlingtons haben einen Spannungsabfall von
0,7 Volt, auch dann wenn die Emitter an den jeweiligen Rails hängen.
Für Spielzeugmotoren kann eine Brücke aus dem oben gezeigten Plan
erstellt werden (nur eine Hälfte gezeichnet). Die hat zwar auch einen
Spannungsabfall von 0,7 Volt pro Transistor, aber die Ansteuerung ist
deutlich einfacher.
Für stärkere Motoren können auch hier wieder die BD243 (NPN) und BD244
(PNP) dienen, dann kann sogar noch der 1k Widerstand weggelassen werden.
Wenn Du aber unbedingt MOSFETs verwenden willst, brauchst Du einen
Treiber (z.B. TC4427).
Olaf schrieb:> aber die Ansteuerung ist> deutlich einfacher
Zeichne doch mal bitte die Treiberschaltung dazu,
dann wird man sehen. Bis dahin, glaube ich das nicht.
Und den Modus "freilauf" aus der Warheitstabelle
hast Du damit nicht. OK, den brauch ich auch nicht.
Ich kann noch weiter abspecken, z.B. die rechte
Halbbrücke mit der linken Halbbrücke steuern usw.
Olaf schrieb:> statt den> Darlington-Transistoren
Dann werden die Widerstände in der Ansteuerung,
R12, R13, R14 für die linke Brückenhälfte aber
niederohmiger. Dann würde ich doch eher die MOSFETs
nehmen wie im Startbeitrag.
Olaf schrieb:> Die hat zwar auch einen> Spannungsabfall von 0,7 Volt pro Transistor
Dazu kommt aber noch der Spannungsabfall am Widerstand
weil das ja Emitterfolger sind. Mal schauen wie Du das
löst mit der einfacheren Treiberschaltung.
Olaf schrieb:> dann kann sogar noch der 1k Widerstand weggelassen werden.
R12 und R20 brauchst Du doch auch igendwie, oder?
Überrasche mich halt mal. :-)
LG
old.
CO2 ist ihm N. schrieb:> Überrasche mich halt mal.
Ich gebe zu, die Schaltung sieht jetzt sehr rustikal aus. Die 1k
Widerstände können bei einer Versorgungsspannung von 5 Volt auf 100 Ohm
reduziert werden.
Eine MOSFET-Schaltung mit TC4427 als Treiber, würde ich bei einer
Versorgungsspannung von nur 5 Volt auch bevorzugen.
Danke.
Olaf schrieb:> Ich gebe zu, die Schaltung sieht jetzt sehr rustikal aus.
Das macht gar nichts. Freihand, Eagle, Ltspice, alles ist erlaubt.
Olaf schrieb:> Die 1k> Widerstände können bei einer Versorgungsspannung von 5 Volt auf 100 Ohm
Da verlierst Du dann bei 1A 1V @hfe=100, also 1V7 und nicht 0,7V.
Von der Enable Schaltung ganz zu schweigen.
Ich glaub' ich habe grade ein dejavue.*
Für den enable oben links würde ich einen p-Typ empfehlen.
LG
old.
*Wusste ich doch:
Beitrag "Re: H-Brücke 24V Motor"
CO2 ist ihm N. schrieb:> Da verlierst Du dann bei 1A 1V @hfe=100, also 1V7
Wenn der Motorinnenwiderstand wirklich nur 5 Ohm beträgt, dann hast Du
recht. Die Schaltung war ursprünglich für 48 Volt gedacht, da machen ein
paar Volt Verlust nichts aus.
Dann geht neben der MOSFET-Schaltung eigentlich nur noch die
Kreuzschaltung, so wie sie damals im Fischertechnik-Computing-Baukasten
angewendet wurde. Die ist so ähnlich wie Deine Schaltung nur ohne
Darlingtons. Schaltplan leider nicht vorhanden.
Olaf schrieb:> da machen ein> paar Volt Verlust nichts aus.
Jaja, aber oben hörte sich das so an, als
kämst Du näher an die Betriebsspannungschienen.
Olaf schrieb:> Fischertechnik-Computing-Baukasten> angewendet wurde. Die ist so ähnlich wie Deine Schaltung
Fein.
Da sind Bilder von meiner:
Beitrag "Re: Elektrische Rollosteuerung"
Noch eine Frage:
Wie macht Ihr die Kurzschlussstrombegrenzung in der
H-Brücke?
LG
old.
CO2 ist ihm N. schrieb:> Wie macht Ihr die Kurzschlussstrombegrenzung in der> H-Brücke?
Da würde ich der Einfachheit halber nochmal 0,7 Volt für die Ansteuerung
des Längstransistors verheizen (Standardschaltung).
Da hast Du schon die deutlich bessere Lösung mit Deinem 0R22 Widerstand
(R40) gewählt.
CO2 ist ihm N. schrieb:> h_bruecke_zu_ino029.PNG
Noch so eine kranke Schaltung. Auch hier leiten beide (bipolaren
Darlington-)Transistoren, wenn die Ansteuerspannung auf VCC/2 steht
während des Übergangs. Da Darlingtons schneller einschalten als
ausschalten ist das eher noch blöder.
CO2 ist ihm N. schrieb:> Michael B. schrieb:>> den Spitzenstrom> begrenzt R36
In der Schaltung schon, aber Freilaufdioden fehlen probehalber mal.
Nein, das ist auch Murks, nur halt Murks mit doppelt so vielen
Bauteilen.
Olaf schrieb:> H-Bruecke_mit_PWM.jpg
Uff, endlich mal richtigrum. Eine 1N4007 als Freilaufiode für PWM ist
aber zu langsam es sei denn es sind 50Hz PWM, sonst eher UF4007.
Motortreiber.png
(3,7 KB)
