Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik h brücke für einen DC Motor


von herman (Gast)


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Guten Tag,
auf dem Bild ist eine 9V Batterie am Arduino angeschlossen.
In der Realität würde ich das nicht so machen. Es fehlen auch Dioden 
parallel zu den Transistoren

Bessere Zeichnungen kommen noch.

Diese H Brücke funktioniert mit einem kleinen Motor ( etwa ein 5 V DC 
Motor)
Wenn ich einen größeren Motor einfüge dann funktioniert die Schaltung 
nicht mehr. Warum?


Bei dem Versuch habe ich den Arduino mit 5V ( USB am PC ) versorgt und 
die H Brücke mit einer 9 V Batterie verbunden .
Das Bezugspotential 0 V habe ich zusammengeschlossen.

Eigentlich wollte ich das nachbauen:
http://www.instructables.com/id/H-Bridge-Motor-Driver-for-Arduino-Using-Transistor/

Vielen Dank...

: Verschoben durch Admin
von Volker S. (vloki)


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herman schrieb:
> In der Realität würde ich das nicht so machen...

herman schrieb:
> Wenn ich einen größeren Motor einfüge dann funktioniert die Schaltung
> nicht mehr. Warum?

Machst du das jetzt (in der Realität) oder nicht?
Was ist ein größerer Motor? ~230V?

: Bearbeitet durch User
von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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herman schrieb:
> In der Realität würde ich das nicht so machen. Es fehlen auch Dioden
> parallel zu den Transistoren

Ich auch nicht, die Schaltung ist falsch.

Die "High-Side-Treiber" können so nicht als NPN funktioniert. Die oberen 
NPNs sind als Emitterfolger beschaltet.

Weiß gerade nicht, ob es bootstrapping auch für Bipolartransistoren 
gibt, aber wenn man da N-MOSFETs verwenden würde, müsste man sie 
Bootstrappen.

von Volker S. (vloki)


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Mampf F. schrieb:
> Die "High-Side-Treiber" können so nicht als NPN funktioniert. Die oberen
> NPNs sind als Emitterfolger beschaltet.

@herman
an den Emittern der oberen Transistoren ist max. die Spannung, die der 
Arduino an den Steuerausgängen bringt, minus die Basis-Emitter Spannung 
der Transistoren. <5V - ~0,6V = ?V
(Für den Fall, dass es sich hier um eine ernst gemeinte Frage handelt 
;-)

herman schrieb:
> Bessere Zeichnungen kommen noch.
Besser gleich richtig...

: Bearbeitet durch User
von herman (Gast)



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Der etwas größere Motor im Anhang..
Ich denke immer wieder, dass es so einfach gehen müsste eine H Brücke zu 
entwerfen.
Jetzt muss ich erstmal einige andere anschauen und mir selber Gedanken 
machen.

Ich bin muss das zwar nicht mit npn Transistoren machen, aber es 
interessiert mich trotzdem.

Vielen dank aber schon mal.

von herman (Gast)


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https://www.youtube.com/watch?v=IjgvKJrAOS4

also das schaue ich mir erstmal zum reinkommen an...

von herman (Gast)



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Hier mein Vorhaben als Übersichtsbild.

von MaWin (Gast)


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herman schrieb:
> In der Realität würde ich das nicht so machen

Na dann ist ja gut.

Den üblichen Arduinokindern fehlen halt nicht nur Fähigkeiten im uC 
Programmieren mit richtigen Werkzeugen, sondern auch Elektronik 
Grundkenntnisse.

herman schrieb:
> Diese H Brücke funktioniert mit einem kleinen Motor ( etwa ein 5 V DC
> Motor)
> Wenn ich einen größeren Motor einfüge dann funktioniert die Schaltung
> nicht mehr. Warum?

Mehr als 4V kommen wegen der Emitterfolger am Motor nicht an.

herman schrieb:
> mit einer 9 V Batterie

Na, so gross kann der grosse Motor ja nicht gewesen sein, so eine 
Block-Batterie liefert nicht mal 1A als Anlaufstrom, taugt also kaum für 
Motore über 150mA Nennstromaufnahme.

herman schrieb:
> Ich denke immer wieder, dass es so einfach gehen müsste eine H Brücke zu
> entwerfen

Tja, grenzlose Selbstüberschätzung ist weit verbreitet.

von Falk B. (falk)


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@herman (Gast)

>Ich denke immer wieder, dass es so einfach gehen müsste eine H Brücke zu
>entwerfen.

Diesem Irrtum sind schon viele vor dir erlegen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/H-Br%C3%BCcken_%C3%9Cbersicht#Integrierte_H-Br.C3.BCcken

Beitrag "Re: Fragen zur H-Brücke die X-te"

von Cerberus (Gast)


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herman schrieb:
> Wenn ich einen größeren Motor einfüge dann funktioniert die Schaltung
> nicht mehr. Warum?

Weil der größere Motor zu große Störungen verursacht.
Man sollte Steuerung und Laststromkreis, wenn möglich,
getrennt halten. Die fehlenden Dioden haben ja auch
Entstörfunktion.

herman schrieb:
> Ich denke immer wieder, dass es so einfach gehen müsste eine H Brücke zu
> entwerfen.

Wie das Rad?
Es gibt doch längst vollständige Brücken in einem Chip und das für lau.

von Michael B. (laberkopp)


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Cerberus schrieb:
> Weil der größere Motor zu große Störungen verursacht.

> Es gibt doch längst vollständige Brücken in einem Chip und das für lau.

Hmm, auch "vollständige Brücken" entstören nicht.

von Thomas E. (picalic)


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Servus,

aktuell bastele ich grad selbst an einer kleinen Motorsteuerung - anbei 
der Schaltplan (vielleicht hilft's ja dem TO...)

Erläuterungen:
Die linke Halbbrücke wird nur statisch zur Richtungsumkehr gesteuert, 
die rechte steuert über PWM die Motordrehzahl.
R7 dient zu Strommessung (Wert sinnvoll anpassen nach Motorstrom) - ggf. 
weglassen, falls keine Strommessung vorhanden ist. R1,R2 können dann 
auch 10k sein (spart Strom).

Die Schaltung ist bei mir noch nicht in Betrieb, daher deklariere ich 
sie als ungetestet und gebe keine Garantie auf Fehlerfreiheit!

von Falk B. (falk)


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@ Thomas Elger (picalic)

>aktuell bastele ich grad selbst an einer kleinen Motorsteuerung - anbei

Ja, basteln ist die korrekte Bezeichnung.

>der Schaltplan (vielleicht hilft's ja dem TO...)

Nö, das ist nur eines von vielen Beispielen, wie man es nicht macht.

>Die Schaltung ist bei mir noch nicht in Betrieb, daher deklariere ich
>sie als ungetestet und gebe keine Garantie auf Fehlerfreiheit!

Du hättest es bleiben lassen sollen. Halbgaren Mist gibt es im Internet 
schon genug. Du kennst das berühmte Dieter Nuhr Zitat?

"Wenn man keine Ahnung hat, einfach mal . . . ."

An deinem Beitrag sieht man eines der Probleme unserer Zeit. Mit deinem 
schicken, gerednerten 3D Bild gaukelst du Qualität vor, welche die 
Schaltung nicht mal ansatzweise hat. Daran ändert auch der Altium 
Designer nix.

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


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Falk B. schrieb:
> Nö, das ist nur eines von vielen Beispielen, wie man es nicht macht.

Kannst Du dazu auch machvollziehbare Argumente oder gar konstrukive 
Kritik anführen oder willst Du nur 'rumstänkern`?

von Konrad Zuse (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Mit deinem
> schicken, gerenderten 3D Bild gaukelst du Qualität vor, welche die
> Schaltung nicht mal ansatzweise hat.

Sieht aber schon mal sehr schick aus. Erst beim vergrößern ist mir 
anhand der Pfeile aufgefallen, dass es sich hierbei bloß um eine 
3D-Zeichnung handelt.

Was mich ein wenig stutzig macht ist, wieso die Ansteuerung des BC817 
(Q3) auf der linken Seite nicht genauso schön gemacht wurde, wie auf der 
rechten Seite beim (Q6)?

Durch einfügen von Totzeiten könnte die Schaltung dann evtl. sogar 
funktionieren.

von Falk B. (falk)


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@ Thomas Elger (picalic)

>> Nö, das ist nur eines von vielen Beispielen, wie man es nicht macht.

>Kannst Du dazu auch machvollziehbare Argumente oder gar konstrukive
>Kritik anführen oder willst Du nur 'rumstänkern`?

Kannst du lesen? Dann folge dem weißen Kanninchen, ähhh, blauen Wort.

Beitrag "Re: h brücke für einen DC Motor"

Und dann nochmal.

von Thomas E. (picalic)


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Konrad Zuse schrieb:
> Was mich ein wenig stutzig macht ist, wieso die Ansteuerung des BC817
> (Q3) auf der linken Seite nicht genauso schön gemacht wurde, wie auf der
> rechten Seite beim (Q6)?

Das hat nur Layout-technische Gründe. Funktional ist es relativ wurscht, 
ob der Emitter direkt an GND oder an den den Shunt angeschlussen wird 
(am Shunt fallen nur ca. 200 mV an, die aktuelle Dimensionierung ist für 
ca. 200mA Motorstrom). Hintergrund der Strommessung ist eine Abschaltung 
bei Überschreitung einer gewissen Motorlast -> mech. Endanschlag (wie 
beim Fensterheber im KFZ)

Konrad Zuse schrieb:
> Durch einfügen von Totzeiten könnte die Schaltung dann evtl. sogar
> funktionieren.

Natürlich - das PWM-Modul des PICs macht das mit programmierbarer 
Totzeit in Hardware.

von Thomas E. (picalic)


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Falk B. schrieb:
> Kannst du lesen? Dann folge dem weißen Kanninchen, ähhh, blauen Wort.

Ja, lesen habe ich mal in der Schule gelernt, habe aber in Deinem 
Beitrag bislang noch keine Textpassage mit Verbesserungsvorschlägen für 
meine Schaltung oder Angaben, was Dir daran nicht gefällt, finden 
können.

von Abtei (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Kannst du lesen? Dann folge dem weißen Kanninchen, ähhh, blauen Wort.

Kannst du schreiben? Und auch richtig schreiben?
Dann schreibst du jetzt 10 x das Wort "Kaninchen" ;-)

von Falk B. (falk)


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@ Thomas Elger (picalic)

>Beitrag bislang noch keine Textpassage mit Verbesserungsvorschlägen für
>meine Schaltung oder Angaben, was Dir daran nicht gefällt, finden
>können.

Wie meinen?

Soll ich es dir vorlesen?

Beitrag "Re: Fragen zur H-Brücke die X-te"

Eine vollintegrierte Brücke ala L293 etc. hat das alles und ist damit 
deutlich besser und robuster.

Deine Schaltung funktioniert schon, aber eben deutlich eingeschränkt im 
Puncto PWM-Frequenz, Robustheit, Versorgungsspannungsbereich, 
(Selbst)Schutz.

von Falk B. (falk)


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@Abtei (Gast)

>> Kannst du lesen? Dann folge dem weißen Kanninchen, ähhh, blauen Wort.

>Kannst du schreiben? Und auch richtig schreiben?
>Dann schreibst du jetzt 10 x das Wort "Kaninchen" ;-)

Kannichnicht ;-)

von Konrad Zuse (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> Das hat nur Layout-technische Gründe. Funktional ist es relativ wurscht,
> ob der Emitter direkt an GND oder an den den Shunt angeschlussen wird
> (am Shunt fallen nur ca. 200 mV an, die aktuelle Dimensionierung ist für
> ca. 200mA Motorstrom). Hintergrund der Strommessung ist eine Abschaltung
> bei Überschreitung einer gewissen Motorlast

Ich meinte ja auch nur, dass die Dimensionierung von R1, R3 und R9 auf 
der linken Seite genauso sein sollte wie auf der rechten Seite (wegen 
der Symmetrie).

Außerdem sollte das Signal an R7 auch ausgewertet werden können, damit 
die Strombegrenzung auch wirklich funktioniert.

von Konrad Zuse (Gast)


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Der linke Teil von der Brücke muss natürlich auch von R7 ausgewertet 
werden, den hatte ich vergessen anzuschließen. Hier die Korrektur.

von qwertz (Gast)


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Warum versuchen immer alle das Rad neu zu erfinden? Es gibt fertige 
Vollbrücken, die sehr gut funktionieren. Selbst die IHK verlangt von 
angehenden Facharbeitern, dass sie sich damit auseinandersetzen.

Zwar für einen Schrittmotor, aber auch für einen einfachen DC-Motor kann 
man dabei etwas lernen:
https://www.stuttgart.ihk24.de/blob/sihk24/pal/Elektrotechnische%20Berufe/Materialbereitstellung_Ausbildungsbetrieb/Winter-2017_18/3837572/fa37d60de908839354df682ef7e95344/W17_3190_B1-data.pdf

von Thomas E. (picalic)


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Also, ich unterstelle den Leuten ja immer, daß sie es gut meinen und 
habe mir dehalb die beiden Links aus Falks Kaninchen-Post (bzw. dem dort 
verlinkten Beitrag) mal näher angesehen.
Der erste Link enthält im Wesentlichen eine Übersicht über integrierte 
H-Brücken. Ich sehe da aber spontan auch keine integrierte H-Brücke, die 
ich für meine Schaltung als geeignet erachten würde. Vor allem sind die 
Dinger groß und teuer.

Der zweite Link aus Falk's gut gemeintem Post enthält ein paar Punkte 
("Was ist hier Mist"), die ich hier im einzelnen kommentieren möchte:

"1.) Eine H-Brücke braucht eine kräftige Ansteuerung der
Leistungsschalter mittels passender Treiber..."
Richtig. Ich halte meine Ansteuerung allerdings für kräftig genug für 
die Lasten und PWM-Frequenzen, für die die Schaltung ausgelegt sein 
soll.

"2.) Diese H-Brücke läuft nur mit einer Versorgungsspannung VCC, die
identisch zur Ansteuerspannung ist..."
Trifft nicht zu.

"3.) Die oberen Transistoren werden als Emitterfolger angesteuert, ..."
Meine High-Side Schalter sind P-Kanal FETs. Trifft nicht zu.

"4.) Durch die mangelhafte Ansteuerung und die Darlingtons kommen am
Motor nur noch ca. 3V an."
Ich habe keinen Darlington in der Schaltung. Der Motor kriegt bei mir 
auch die Volle Spannung, abzgl. was an den RDSon Widerständen und am 
Shunt abfällt. Trifft nicht zu.

"5.) Normale H-Brücken steuern mit einem Signal immer zwei 
"übereinander"
liegende Transistoren an (Halbbrücke) und nicht über Kreuz..."
Bei mir wird nix über Kreuz gesteuert - trifft nicht zu.

"6.) Viele integrierte H-Brücken haben einen Übertemperaturschutz,
welcher den Treiber bei Überhitzung abschaltet."
Ist eine simple Feststellung. Trifft aber auf meine Schaltung aber nicht 
zu, weil ich keine itegrierte H-Brücke verwende.

Ich sehe echt nicht, was ich nach Falk's Meinung ändern sollte!?

Falk B. schrieb:
> Eine vollintegrierte Brücke ala L293 etc. hat das alles und ist damit
> deutlich besser und robuster.

Ok, z.B. L293: ist riesig (SO20), teuer (2,80 nach der verlinkten 
Übersicht), produziert viel Verluste (High-Side = Emitterfolger) und 
kann max. 0,6A.
Eine Synchrone Ansteuerung ist damit auch nicht möglich.
Wie könnte man eine Strommessung realisiern? Ob ein Shunt in die 
GND-Leitung peoblemlos möglich ist? Eine "saubere" Lösung wäre das wohl 
nicht...

von Falk B. (falk)


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@Thomas Elger (picalic)

>H-Brücken. Ich sehe da aber spontan auch keine integrierte H-Brücke, die
>ich für meine Schaltung als geeignet erachten würde. Vor allem sind die
>Dinger groß und teuer.

Bitte? Der Klassiker L293D kostet 2,10. Ob das den bastler ruiniert?

https://www.reichelt.de/ICs-KA-LF-/L-293-D/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=9661&GROUPID=2911&artnr=L+293+D&SEARCH=L293d

>Ok, z.B. L293: ist riesig (SO20), teuer (2,80 nach der verlinkten
>Übersicht), produziert viel Verluste (High-Side = Emitterfolger) und
>kann max. 0,6A.

Naja, es gibt auch modernere Varianten.

>Eine Synchrone Ansteuerung ist damit auch nicht möglich.

??

>Wie könnte man eine Strommessung realisiern? Ob ein Shunt in die
>GND-Leitung peoblemlos möglich ist?

Ist es.

von Thomas E. (picalic)


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Konrad Zuse schrieb:
> Ich meinte ja auch nur, dass die Dimensionierung von R1, R3 und R9 auf
> der linken Seite genauso sein sollte wie auf der rechten Seite (wegen
> der Symmetrie).

Die linke Seite wird nur statisch umgeschaltet, muss also nicht schnell 
umschalten können, deshalb der reduzierte Ansteuerstrom.

Konrad Zuse schrieb:
> Außerdem sollte das Signal an R7 auch ausgewertet werden können, damit
> die Strombegrenzung auch wirklich funktioniert.

kann es! Die Auswertung (ADC Eingang) ist, je nach Motor-Laufrichtung, 
RA1 oder RA2.

Konrad Zuse schrieb:
> Der linke Teil von der Brücke muss natürlich auch von R7 ausgewertet
> werden, den hatte ich vergessen anzuschließen. Hier die Korrektur.

RA3 ist der Reset/VPP-Pin - leider hat der keine Analog-Funktion. Sonst 
hätte ich den schon benutzt und hätte mir die Doppelfunktion ADC In + 
Brückenansteuerung bei RA1/RA2 gespart. Zwar hätte ich evtl. Signal-In 
auf RA3 legen können (Pin ist nur digitaler Input) und dann RA0 als 
AD-Input, aber für einen Bootloader brauche ich doch einen 
bidirektionalen Port.

von Thomas E. (picalic)


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Falk B. schrieb:
> Bitte? Der Klassiker L293D kostet 2,10. Ob das den bastler ruiniert?

Natürlich treiben die 2,10 einen nicht in den Ruin, aber warum soll ich 
2,10 ausgeben, wenn es für 50-60 Cent Transistoren besser können?
(besser = weniger Spannungsabfall, z.B. 2A wären auch problemlos mit den 
FETs möglich)

Falk B. schrieb:
>>Eine Synchrone Ansteuerung ist damit auch nicht möglich.
>
> ??

Synchrone Ansteuerung bedeutet, daß die Freilaufdiode in der PWM 
"aus"-Phase  durch Einschalten des jeweiligen FETs überbrückt wird. Das 
mindert die Verlustleistung und der Motor folgt dynamischer der 
Drehzahlsteuerung (Bremsen!).

Ist ja logisch, daß die integrierten Brücken immer eine integrierte 
Übertemperatur-Abschaltung brauchen, wenn die alle so uneffektiv 
schalten! ;)

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von Thomas E. (picalic)


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Falk B. schrieb:
>>Wie könnte man eine Strommessung realisiern? Ob ein Shunt in die
>>GND-Leitung peoblemlos möglich ist?
>
> Ist es.

Bei VIL min = -0.3V sehe ich das nicht so!
Bei VDD = 3.3V wird's mit min. 2.3V H-Pegel auch eng, wenn mal etwas 
mehr Spannung (z.B. beim Anlauf) über dem Shunt liegt.

Bevor Du andere als ahnungslos hinstellst, solltest Du vielleich besser 
mal über die fachliche Kompetenz Deiner eigene Aussagen nachdenken!

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Thomas Elger (picalic)

>>>Wie könnte man eine Strommessung realisiern? Ob ein Shunt in die
>>>GND-Leitung peoblemlos möglich ist?
>
> Ist es.

>Bei VIL min = -0.3V sehe ich das nicht so!
>Bei VDD = 3.3V wird's mit min. 2.3V H-Pegel auch eng, wenn mal etwas
>mehr Spannung (z.B. beim Anlauf) über dem Shunt liegt.

Wer hat denn von 3,3V Betrieb geredet?

>Bevor Du andere als ahnungslos hinstellst, solltest Du vielleich besser
>mal über die fachliche Kompetenz Deiner eigene Aussagen nachdenken!

Geht's noch?

von Thomas E. (picalic)


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Falk B. schrieb:
> Wer hat denn von 3,3V Betrieb geredet?

Wenn Du Dir meine Schaltung mal ganz genau angesehen hättest, wäre Dir 
sicher auch aufgefallen, daß der Mikrocontroller mit 3,3V betrieben 
wird. Da der Mikrocontroller die Brücke ansteuern soll, kann er maximal 
3,3V als High-Pegel zur Verfügung stellen. Seltsam, daß ich einem 
Experten wie Dir das erklären muss... !?

Was sollte ich jetzt Deiner Meinung nach zur Lösung tun? Vielleicht 
einen Sepic-Converter zur Versorgung des µC einbauen, daß er bei Vin = 
4..12V immer eine stabile 5V Versorgung hat? Oder Pegelwandler zuwischen 
µC und Brücke, damit die Brück immer sicheren High-Pegel am Logikeingang 
sieht?
Selbst dann bliebe ja noch das Problem, daß bei R7 zwischen 0V und 
GND(Brücke) VIL bei Low um den Spannungsabfall an R7 ins Negative 
rutscht.

Falk B. schrieb:
> Geht's noch?

Ja, ganz prima, Danke! :-)

P.S.:
Falk B. schrieb:
> Der Klassiker L293D kostet 2,10

Was soll ich denn bitte mit einem 20-Pin DIP anfangen? Das Ding ist ja 
alleine größer, als meine komplette Schaltung auf dem PCB!

: Bearbeitet durch User
von Konrad Zuse (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> Die Auswertung (ADC Eingang) ist, je nach Motor-Laufrichtung,
> RA1 oder RA2.

Thomas E. schrieb:
> Die Schaltung ist bei mir noch nicht in Betrieb, daher deklariere ich
> sie als ungetestet und gebe keine Garantie auf Fehlerfreiheit!

Wenn die Auswertung wirklich über RA1 und RA2 so funktioniert, dann ist 
das schon eine sehr pfiffige Lösung.

Für den TO (herman) würde evtl. eine sehr einfache Schaltung ausreichend 
sein. Da er seinen 6V Spielzeugmotor sowieso mit einer 9V 
Versorgungsspannung betreiben will, kann ein Spannungsverlust von 1,4 
Volt leicht verschmerzt werden. Diese Schaltung benötigt keine Totzeiten 
und ist selbstsicher. Eine ähnliche Schaltung habe ich hier in diesem 
Forum schon einmal gesehen. Sie ist zwar altmodisch (so wie ich) aber 
robust.

von Thomas E. (picalic)


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Konrad Zuse schrieb:
> Wenn die Auswertung wirklich über RA1 und RA2 so funktioniert, dann ist
> das schon eine sehr pfiffige Lösung.

Das Ausdenken von pfiffigen Lösungen ist doch die eigentliche 
Motivation, sowas zu machen. Andere nehmen dann eben einen größeren 
Controller oder fertige H-Brücken - wie langweilig!

von herman (Gast)


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danke !
sehr viele beiträge die ich erstmal verdauen muss.
beim rüberfliegen habe ich konrad zuses schaltung am ende gesehen, die 
ich mal testen werde.
Und ich werde mir Thomas Elgers Schaltung anschauen / testen !
Das Thema "Emitterfolger" muss ich auch noch nachholen^^.

von Thomas E. (picalic)


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kleines Update zu meiner Schaltung:
habe inzwischen einen Prototypen (gefräste Platine) in Betrieb genommen 
und es funktioniert wie erwartet. Allerdings war mir bei der 
ursprünglichen Schaltung die Ausschaltzeit von Q4 (ca. 3-4µs) doch noch 
etwas zu lang. Habe deshalb den rot umrahmten Bereich geringfügig 
modifiziert. Die Zeit (RA4->low bis Q4 sperrt) liegt nun im Bereich von 
1 µs.
Auch die Doppelfunktion der Pins (RA1, RA2) = Out High zur Ansteuerung 
von Q1/Q2 und analog In zur Strommessung funktioniert problemlos.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Thomas E. schrieb:
> kleines Update zu meiner Schaltung:

Warum hast du da R8 in dem roten Kasten?

Normalerweise würde man den da nicht verbauen - außer die P-MOSFETs 
hängen an einer Betriebsspannung > Ugs-max (also >20V). (Und dann auch 
nicht irgendein Wert - der muss ausgerechnet werden, hängt von Ub ab, 
hängt auch vom Steuersignal-Pegel ab, was der PIC raus gibt).

Was mich außerdem wundert ... Wieso sind die Schaltungsteile 
unterschiedlich? R8 gibt es zum Beispiel nicht in der linken 
Schaltungsvariante.

: Bearbeitet durch User
von Sven B. (scummos)


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Thomas E. schrieb:
> Ich sehe echt nicht, was ich nach Falk's Meinung ändern sollte!?

Ich ehrlich gesagt auch nicht. Dass die Brücke, die Falk in seinem 
zitierten Post kritisiert, Mist ist ist ohne Weiteres einzusehen, aber 
deine Variante macht m.E. die groben der dort kritisierten Fehler nicht. 
Falk, könntest du bitte mal was konkretes sagen statt seitenlang "alles 
Murks" zu schreien? Ich halte dich ja durchaus für kompetent und wüsste 
gern, was eigentlich dein konkretes Problem ist; dieses aggressive 
"neeeeeeeeeeeeeeeein faaaaaaaalsch" (fällt mir hier übrigens nicht zum 
ersten Mal auf) nervt aber nur ...

von Thomas E. (picalic)


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Mampf F. schrieb:
> Warum hast du da R8 in dem roten Kasten?

damit wird Q6 zur Konstantstromquelle (ca. 12mA). So liegt UGS von Q4 
relativ unabhängig von VB bei knapp 4V. Q4 sperrt aus mehreren Gründen 
schneller:
* R6 ist niederohmiger,
* der Spannungshub am Gate ist kleiner,
* Q6 ist nicht gesättigt.
Außerdem hätte ich mit R6 = 330 Ohm ohne R8 bei höheren Spannungen ein 
Verlustleistungs-Problem (P(12V) = 0,44W - es ist aber nur ein 
0603-Bauteil)

Mampf F. schrieb:
> hängt von Ub ab,

eben gerade nicht, da es eine KSQ ist!

Mampf F. schrieb:
> hängt auch vom Steuersignal-Pegel ab, was der PIC raus gibt

Der PIC gibt praktisch die volle VDD-Spannung als High-Pegel aus (hier: 
3,3V).

Mampf F. schrieb:
> Was mich außerdem wundert ... Wieso sind die Schaltungsteile
> unterschiedlich?

Weil nur die rechte Brückenhälfte mit PWM angesteuert wird, und die 
linke nur statisch zum Umpolen der Stromrichtung - diese kann also fast 
beliebig langsam sein.

: Bearbeitet durch User
von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Thomas E. schrieb:
> Mampf F. schrieb:
>> Warum hast du da R8 in dem roten Kasten?
>
> damit wird Q6 zur Konstantstromquelle (ca. 12mA).

Ich seh da nur 0,5mA Konstantstromquelle ...^^

von Thomas E. (picalic)


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Mampf F. schrieb:
> Ich seh da nur 0,5mA Konstantstromquelle ...^^

Da siehst Du anscheinend nicht richtig - wie kommst Du auf 0,5mA?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


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Thomas E. schrieb:
> Mampf F. schrieb:
>> Ich seh da nur 0,5mA Konstantstromquelle ...^^
>
> Da siehst Du anscheinend nicht richtig - wie kommst Du auf 0,5mA?

Hab mich geirrt, sorry :)

Dachte, es gäbe einen Spannungsteiler aus R10, Ube und R8 ... Scheint 
aber, dass R10 da nicht wesentlich beiträgt.

von Thomas E. (picalic)


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Mampf F. schrieb:
> Hab mich geirrt, sorry :)

Nobody is perfect - but who wants to be a nobody? ;)
Meine angegebenen 12 mA stimmen aber auch nicht so ganz - bei solchen 
Rechnungen vernachlässige ich gerne mal, daß der Transistor keine 
unendliche Verstärkung hat. In Wahrheit sind es knapp 10mA. Eigentlich 
könnte man R10 jetzt auch kleiner machen oder ganz weglassen, der µC 
Port wird trotzdem nicht nennenswert belastet. Die 4k7 sind halt einfach 
von der ursprünglichen Schaltung geblieben. Ich werde wohl das Layout so 
lassen und R10 mit 0 Ohm bestücken.

: Bearbeitet durch User
von Thomas E. (picalic)


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Thomas E. schrieb:
> Die 4k7 sind halt einfach
> von der ursprünglichen Schaltung geblieben.

Ach, nee, jetzt weiß ich wieder, warum ich den drin gelassen habe: bei 
kleinen Betriebsspannungen ist der große Basiswiderstand wichtig, um 
noch ein halbwegs ordentliches UGS für Q4 zu erreichen.
z.B. liegt bei VB=4V UGS mit R10=4k7 bei 2,3V, mit R10=0 aber nur noch 
bei 1,5V.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Thomas E. schrieb:
> um noch ein halbwegs ordentliches UGS für Q4 zu erreichen.
Aber beim Q1 klappt das auch so?
Und warum ist der R11 und der R1 unterschiedlich?
Und warum gibt es am Pin3 vom U1 keinen Pulldown?
Der R7 ist so wie jetzt verbaut übrigens ein potentieller Mosfet-Killer, 
denn wenn der Motorstrom zu groß wird, fällt über dem R7 Spannung ab und 
reduziert die Ugs vom Q5 und Q2. Die fangen dann an zu sperren und es 
geht heiß her. Das macht der Mosfet in dem mickrigen Gehäuse dann etwa 
eine halbe Sekunde lang mit und dann kommt der magische Rauch heraus. 
Wenn du die Spannung über dem R7 nicht zur Abschaltung auswertest, dann 
lass den R7 weg!

: Bearbeitet durch Moderator
von Thomas E. (picalic)


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Lothar M. schrieb:
> Thomas E. schrieb:
>> um noch ein halbwegs ordentliches UGS für Q4 zu erreichen.
> Aber beim Q1 klappt das auch so?

Ja, UGS von Q1 ist (fast) die volle Versorgungsspannung wenn Q3 leitet. 
Da UGS MAX. des IRLML2244  12V ist, sind auch die 12V VB als "Absolute 
Maximum Rating" zu sehen. Konzipiert ist die Schaltung eigentlich zum 
Anschluß an einen RC-Empfänger, so wie ein Servo. Früher waren es 
typischerweise 4 oder 5 NiXX Zellen (4,8-6V Nennspg) als 
Spannungsquelle, heute können das auch 2s Lipo (max. 8,4V) sein.
Man könnte vielleicht noch über eine Bestückungsoption eines 
Emitter-Widerstands für Q3 nachdenken, um die Schaltung ggf. auch für 
höhere Betriebsspannungen auslegen zu können.

> Und warum ist der R11 und der R1 unterschiedlich?

R11 soll nur den FET gesperrt halten, wenn der Controller im Reset ist 
(Port hochohmig).
Über R1 und R2 wird die Spannung am Shunt (R7) gemessen. Das soll ggf. 
auch bei etwas höheren PWM-Frequenzen funktionieren, deshalb 
niederohmiger, damit der Sample-Cap des AD-Wandlers schnell genug 
geladen wird.

> Und warum gibt es am Pin3 vom U1 keinen Pulldown?
Weil der Pin im Betrieb immer Ausgang ist. Im Reset-Zustand sind alle 
anderen Transistoren über Pull-Downs definiert gesperrt, so daß der 
Zustand von Q6 und Q4 da keine Rolle mehr spielt.

> Der R7 ist so wie jetzt verbaut übrigens ein potentieller Mosfet-Killer,
> denn wenn der Motorstrom zu groß wird, fällt über dem R7 Spannung ab und
> reduziert die Ugs vom Q5 und Q2. Die fangen dann an zu sperren und es
> geht heiß her. Das macht der Mosfet in dem mickrigen Gehäuse dann etwa
> eine halbe Sekunde lang mit und dann kommt der magische Rauch heraus.
> Wenn du die Spannung über dem R7 nicht zur Abschaltung auswertest, dann
> lass den R7 weg!

Sinn und Zweck von R7 ist es, den Strom zu messen, um den Motor bei 
steigender Stromaufnahme durch mechanische Blockierung abzuschalten 
(z.B. wenn das Fahrwerk ganz aus- oder eingefahren oder die Seilwinde 
ganz eingezogen ist...). Das erspart einen mechanischen Endschalter.
Das Entweichen von magischem Rauch wird durch die Reaktionszeir der 
Software im Sub-Millisekunden-Bereich verhindert.
Die strombegrenzende Wirkung von R7 macht die Schaltung sogar 
kurzschlussfest - ohne R7 würde das die FETs unweigerlich sofort killen!

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