Hallo!
Ich habe zu dem Thema schon das Forum und Google durchforstet, aber zu
meinen Fragen noch keine Antworten gefunden.
Ich möchte in einem Projekt einen kleinen 6V DC Getriebe-Motor
verwenden, und zwar diesen hier:
https://www.conrad.at/de/micro-getriebe-g-150-g150-metallzahnraeder-1150-10-150-umin-498906.html
Leider habe ich keine Leistungsangabe bzw. Stromangabe gefunden.
Ein paar Randbedingungen:
Die Betriebsspannung beträgt maximal 4,5V aus 3x AAA Batterien. Der
Motor soll auch mit einer "langsamen" PWM mit 100Hz angesteuert werden.
R2 ist ein Shunt und soll eine Strommessung ermöglichen, damit der
Mikrocontroller abschalten kann, wenn der Motor steckt.
C2 ist direkt an den Lötfahnen des Motors angelötet.
Der Mikrocontroller soll außerdem die Versorgungsspannung messen. Auf
der Platine wird sich auch I²C befinden.
Dazu habe ich jetzt zwei Fragen:
Wohin mit der Freilaufdiode? Soll die Diode vor die Entstördrosseln
("näher" an der Versorgung) oder dahinter ("näher" am Motor)? (siehe
Anhang)
Ist meine gezeigte Entstörung sinnvoll (Platzierung und
Dimensionierung), was könnte ich da besser machen?
Grüße
der schreckliche Sven schrieb:> restfet schrieb:>> Wohin mit der Freilaufdiode?> Direkt an den Transistor!
Gegenrede. Direkt an den Motor. Der erzeugt das Problem und dort muss es
erledigt werden.
Christian K. schrieb:> Falsch. Sven hat Recht. Die Diode dicht an den Transistor und die> Schleife Q1, R2, D1, C1 klein machen.
Wenn die EMK schon am Motor mit der Diode gekillt wird, dann hat der
Transistor kein Problem...
Bei einem Relais wird das auch so gehandhabt...
Örnithologe schrieb:> Wenn du nicht so geizig wärst, hättest auch einfach einen> richtig spannungsfesten FET/Transistor nehmen können.>> Den juckt das dann nicht.
Dazu müsstest Du zuerst die maximale EMK kennen und noch ein Schäuferl
dazulegen...
Auch wird Deine Version einige Cent mehr kosten...
Mani W. schrieb:> Wenn die EMK schon am Motor mit der Diode gekillt wird, dann hat der> Transistor kein Problem...
Die Freilaufdiode "killt" nicht die EMK. Sie kann es nicht, will es
nicht und muss es auch nicht. Sie soll verhindern, dass durch
Selbstinduktion der Motorwicklungen Spannungsspitzen entstehen.
An F. schrieb:> Direkt an den Motor. Der erzeugt das Problem und dort muss es erledigt> werden.
Diese Begründung ist für mich nicht nachvollziehbar. Zum einen erzeugt
der Motor das Problem nicht alleine, sondern in "Zusammenarbeit" mit dem
ausschaltenden Mosfet. Zum anderen könnte man genauso gut argumentieren,
dass die Diode möglichst nahe an der zu schützenden Komponente, nämlich
dem Mosfet liegen muss. Nein, es gibt keinen wirklichen Grund, die Diode
direkt am Motor zu platzieren.
Platziert man sie hingegen am Ausgang der Schaltung, hat das gleich
mehrere Vorteile:
- Die Diode wirkt auch auf die Induktivitäten der Drosseln und der
Leitungen.
- Durch den gleichmäßigeren Stromfluss durch die Motoranschlussleitungen
werden weniger Störungen abgestrahlt.
- Wird der Motor getauscht, muss die Diode nicht umgelötet werden.
- Wird der Motor versehentlich falsch herum angeschlossen, verursacht
die Diode keinen Kurzschluss.
- Die Diode kann automatisch bestückt werden.
- ...
Mani W. schrieb:> Da hat er wohl sehr recht!
Deshalb gehört die FD dennoch nicht direkt an den Motor. Zudem ist der
FD primärer Aufgabe nicht irgendwelche Störungen, bedingt durch den
Motor selbst (Kommutator) zu eliminieren, sondern den Stromfluß nach
Abschalten des Transistors aufrechtzuerhalten.
Und das gilt auch für die Zuleitungen zum Motor, sonst gibt es durch das
große di/dt - jedes Mal beim ein- und ausschalten des Transistors -
schnell ein Problem mit der EMV.
Die Diode sorgt dafür, das der Strom im Umschaltmoment weiter fließen
kann. Auch über die Zuleitungsinduktivität (schnell mal 1uH/m) sowie die
zwei 10uH Drosseln.
Der Strom fließt in jedem Fall weiter, ohne die Diode, oder mit der
Diode direkt am Motor dann als Boost bzw. Aufwärtswandler, der soviel
Spannung erzeugt, das der Strom eben weiter fließt.
Je nach Avalanchefestigkeit übersteht das Q1, oder auch nicht.
Yalu X. schrieb:> Die Freilaufdiode "killt" nicht die EMK. Sie kann es nicht, will es> nicht und muss es auch nicht. Sie soll verhindern, dass durch> Selbstinduktion der Motorwicklungen Spannungsspitzen entstehen.
Klar! Habe ich falsch ausgedrückt...
Das ist ja echt ein Dauerthema hier...
An F. schrieb:> Gegenrede. Direkt an den Motor. Der erzeugt das Problem und dort muss es> erledigt werden.
Falsch. Die Freilaufdiode gehört direkt an den Transistor. Wie schon
erwähnt sorgt sie für einen Strompfad damit der Strom weiterfliessen
kann wenn der Transistor sperrt. Und wie ich auch schon mehrfach hier
gepredigt habe: eine Freilaufdiode hat alleine nichts zu suchen, es
gehört immer auch ein DC-link Kondensator dazu (der in diesem Fall sogar
eingezeichnet ist (C1)). Ansonsten fängt man sich über die
Zuleitungsinduktivitäten Überspannungen ein.
Der Shunt-Widerstand ist an einer eher ungünstigen Stelle. Ich würde den
in den Sourceanschluss vom MOSFET legen, so wie er momentan ist ist er
auf dem springenden Potential.
Christian K. schrieb:> Die Diode dicht an den Transistor und die Schleife Q1, R2, D1, C1 klein> machen.
Richtig. Das gilt bei jeder Halbbrücke und nichts anderes ist eine
solche PWM Ansteuerung.
An F. schrieb:> Gegenrede. Direkt an den Motor. Der erzeugt das Problem und dort muss es> erledigt werden.
Welches Problem erzeugt der Motor? Gar keins. Dem Motor ist das egal.
Örnithologe schrieb:> Wenn du nicht so geizig wärst, hättest auch einfach einen> richtig spannungsfesten FET/Transistor nehmen können.>> Den juckt das dann nicht.
Der Transistor braucht einen Schutz, der Motor nicht. Und dafür gibts
verschiedene Maßnahmen, Zenerdiode zum Gate des FETs, Zenerdiode über
den Motor, Halbbrückenansteuerung oder halt die klassische
Freilaufdiode. Einen spannungsfesten FET/Transistor nehmen ist einfach
feige.
MfG Klaus
Vielen Dank für die Antworten!
Ich hab den Schaltplan etwas verändert und angehängt.
>Platziert man sie hingegen am Ausgang der Schaltung, hat das gleich>mehrere Vorteile:>>- Die Diode wirkt auch auf die Induktivitäten der Drosseln und der> Leitungen.
War auch meine Überlegung.
Der Shunt im Sourcezweig kratzt den FET mit seinen 2V Threshold eh
nicht. Und den so frei gewordenen Pin kann ich auch gut gebrauchen.
Klaus schrieb:> Einen spannungsfesten FET/Transistor nehmen ist einfach> feige.
Nicht nur feige, sondern auch unnötig, denn man möchte ja Vcc sauber
halten. Da hilft es nichts, wenn man Peaks auf der Betriebsspannung hat,
die der Transistor zwar aushält, aber der Rest der Schaltung nicht.
Christian Kück hat es auf den Punkt gebracht.
Man kann es auch so sagen: am Tansistor wird der Stromfluss
unterbrochen/geändert. Deshalb muss er dort so weitergeführt werden,
dass der möglichst unverändert weiterfließen kann. Und darum gehört die
Diode direkt an den Transistor (und den Pufferelko von Vcc).
Diese ganze Rede von "inversen Rückspannungen" verkompliziert die Sache
nur unnötig: durch die Induktivität fließt bei eingeschaltetem
Transistor ein Strom.
Wird der Transistor ausgeschaltet, dann fließt dieser Strom erst mal
einfach weiter und sucht sich einen Weg. Und wenn man das mal mit einem
Bleistift macht und die Stromrichtung mit einzeichnet, dann kommt man
ganz leicht drauf, warum da hohe Spannungen auftreten (der Strom fließt
weiter, weil aber der Transistor hochohmig ist, fällt an dem hochohmigen
Transistor viel Spannung ab: U=R*I) oder warum welche Spannung auf
einmal negativ wird (weil ein Bauteil von diesem Strom "verkehrt" herum
durchflossen wird).
L1 und L2 sollten übrigens eine Gleichtaktdrossel direkt am Motor
sein, damit Kommutationsstörungen nicht auf die Motorleitung kommen.
An F. schrieb:> Direkt an den Motor. Der erzeugt das Problem und dort muss es> erledigt werden.
Und du meinst, dass der Strom nicht beim FET aufgetrennt wird ...
Bei dem Strom, um den es hier vermutlich geht, dürfte das alles egal
sein, aber bei ein bisschen Power kann selbst die Leitungsinduktivität
noch genug Ärger beim Schalten machen.
