Hallo Zusammen, ich bin gerade dabei eine diskrete H-Brücke zu basteln. Vorweg: Die H-Brücke muss nicht PWM-Fähig sein, sie soll einfach nur einen Motor links oder rechts herum drehen. Damit kein Kurzschluss entsteht, wenn der linke P-Fet + N-Fet leiten verriegel ich das Ganze per Software, diese sei mal ausgegliedert. Somit sieht die Schaltung für mich eigentlich funktionierend aus. Jedoch werden bei den zwei N-Kanal Fets die Treiberstufe (NPN+PNP Transistoren) sehr warm und die N-channels leiten nicht. Ich war der meinung, dass es so eigentlich passen sollte. Die P-Fets haben -9,6Vgs wenn der NPN dafür leitet, ansonsten 0Vgs. Laut Datenblatt des IRFR5305PbF sind die -10V für meine Zwecke gut. Die N-Fets haben +9,7Vgs wenn der NPN den PNP durchschaltet, ansonsten 0Vgs. Doch ist an meiner NPN/PNP Beschaltung irgendetwas falsch, dass sie so warm Werden? Habe ich einfach nur einen Denkfehler? Geht mir generell nur mal um den Schaltplan. Würdet ihr hier insgesamt noch etwas ändern? Wie gesagt, PWM ist keine Anforderung. Einfach nur An oder Aus. Würde mich auf Rückmeldungen freuen!
R21 und R29 sind viel zu klein, damit bekommen T13 und T15 rund 24mA Basisstrom, wenn die NPN- Stufe davor angesteuert ist! Zeig doch mal ein Foto deines Aufbaus...
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Thomas R. schrieb: > Hallo Zusammen, > > ich bin gerade dabei eine diskrete H-Brücke zu basteln. Ja, basteln trifft es wohl recht gut. > Somit sieht die Schaltung für mich eigentlich funktionierend aus. Ja. > Jedoch werden bei den zwei N-Kanal Fets die Treiberstufe (NPN+PNP > Transistoren) sehr warm und die N-channels leiten nicht. Dann hast du einen Fehler im realen Aufbau. Falsche Widerstände oder Verbindungen. Allerdings verheizen dein 1k Basiswiderstände ordentlich Leistung. P = U^2 / R = 24V^2 / 1k = 0,58W Vermutlich heizen die durch ihre gute, thermische Kopplung.
Die 24mA durch R21/29 verheizen in den Widerständen schon 0,024mA^2*1000Ohm=0,54W. Wenn du die auf 4,7KOhm erhöhst hast du ca die selben Basisströme wie durch R14/19. [Ich nehm an das du mit 5V logik arbeitest].
Thomas R. schrieb: > verriegel ich das Ganze > per Software, diese sei mal ausgegliedert. Ist trotzdem sch... Ein Softwarefehler und deine Brücke ist abgeraucht. Imho schlechtes Design. Aber deine Entscheidung.
Thomas R. schrieb: > verriegel ich das Ganze > per Software, diese sei mal ausgegliedert. Das ist die schlechteste aller schlechten Lösungen! Der Schaltplan sieht schon mal prinzipiell gut aus, die Tipps zu den Widerständen beachten.
Dumm und ungebildet schrieb: > Thomas R. schrieb: >> verriegel ich das Ganze >> per Software, diese sei mal ausgegliedert. > > Das ist die schlechteste aller schlechten Lösungen! Die Lösung ist sogar sehr gut. Ich hab sowas mal für HV-Relais gemacht. Die vorherige diskrete Lösung hat nicht zuverlässig verriegelt und die Kontakte haben sich verschweißt. Erst die Lösung mit MC war zuverlässig. Man kann dafür auch einen extra MC abstellen (ATtiny13), der nur die Verriegelung und das Power-On macht.
Peter D. schrieb: > Ich hab sowas mal für HV-Relais gemacht. Die vorherige diskrete Lösung > hat nicht zuverlässig verriegelt und die Kontakte haben sich > verschweißt. Erst die Lösung mit MC war zuverlässig. Dann liegt das aber an dieser einen diskreten Lösung, die halt nicht gut war. Aber ein Design, das durch einen einfachen Softwarefehler einen massiven Hardwareschaden verursacht ist definitiv nicht "sehr gut". Zwei Halbbrückentreiber mit interner Verriegelung und Totzeiteinstellung wären sicher, deutlich kleiner, weniger aufwändig bzgl. Layout und würden viel schneller schalten als diese "Treiberstufe" die z.T mehr als 1K Innenwiderstand für das Umladen der Gates hat. Nebenbei wäre das auch noch uneingeschränkt PWM fähig, was diese Stufe durch die hohen Innenwiderstände eigentlich nicht ist.
Peter D. schrieb: > Die Lösung ist sogar sehr gut. Nö. Was passiert eigentlich, wenn dein µC noch nicht programmiert ist oder abgestürzt? Also, man kann ja per µC irgendwelche Verriegelungen machen - aber zuätzlich sollte bei so einem Treiber auch noch eine echte Hardware-Verriegelung stattfinden. Im simpelsten Falle ein 74.. oder CD... für ein paar Pfennige. Die gezeigte Schaltung gefällt mir auch aus anderen Gründen nicht wirklich: 4 Transistoren und 10 Widerstände nur um die unteren zwei FET's herzlich hochohmig anzusteuern. Mag ja OK sein, wenn man keine passenden IC's hat, dafür aber ne Kiste voll Transistoren. Mit echten Gate-Treibern wie z.B. TC4426..4428 (2 Kanäle) oder TC4420/4429 (1 Kanal) geht sowas weitaus besser, macht das Layout einfacher, kostet weniger LP Fläche und ist auch nicht teuer. Man kann solche Treiber auch hängend von der VCC anordnen und damit die Hi-Seiten-FET's ansteuern. Ich hatte sowas bei meinem JBC-Lötstations-Nachbau gemacht. W.S.
Danke an Alle für eure Tipps! Basiswiderstand wurde nun um einiges vergrößert, wundert mich, dass ich da nicht selber darauf geschaut habe. Ebenfalls habe ich meinen Fehler gefunden, warum die N-Fets nicht geleitet haben. Habe als Package das D-PAK genommen, leider gottes habe ich nicht wirklich ins Datenblatt geschaut und geguckt, wo Gate und Source bei den N-Fets liegen. Diese sind bei meinem Mosfet zu meinem Package in Eagle genau umgekehrt. Mosfet ausgelötet, um 180° gedreht und nun funktioniert alles ;) Finde es bei uns nicht notwendig, das Ganze per Hardware zu verriegeln, wenn ich eh nur 4 Ausgänge per Software habe und diese mit einer Totzeit verriegel. Der Softwarefehler möge eventuell einmal in der Entwicklung passieren, aber danach nicht mehr. Nun eine andere Frage: Kennt ihr aus dem Stegreif P-Channels + N-Channels mit möglich kleinem Rdson bei Vgs +10/-10V und der Gehäuseform D-PAK? Ziel ist es bei uns maximal 7 Ampere fliesen zu lassen, für maximal 25 Sekunden, danach wieder 5 Minuten Pause. Bei unserem ausgewählten P-Channel sind wir bei 7A und Rdson 0.065Ohm (P = I²*R) schon bei 3,185Watt, klar die Platine kühlt ein bisschen, aber würden gerne einfach mit mehreren Fets rumprobieren. Danke nochmal für eure Tipps :)
Eine Hardware-Verriegelung kann im Bedarfsfall auch noch nachträglich mit einem vorgeschalteten CD4093 realisiert werden (Kreuzschaltung). Da dieses NAND-Gatter über Schmitt-Trigger Funktion verfügt, können sogar noch mit kleinen RC-Gliedern Minitotzeiten eingebaut werden. Die gegenüberliegenden Eingänge der H-Brücke müssen dann verbunden werden, so dass die gesamte Brücke nur noch zwei Eingänge hat.
Udo S. schrieb: > Zwei Halbbrückentreiber mit interner Verriegelung und Totzeiteinstellung > wären sicher, deutlich kleiner, weniger aufwändig Gibts bei den AVRs (ich denke um die gehts hier) keine die ein solches HW-Modul intus haben?
Kauf dir einfach was fertiges. Gibts mit KK https://www.aliexpress.com/item/32820492945.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.175035baMd5XuY&algo_pvid=cacad71e-8ec8-479f-8902-69867fa4ee51&algo_expid=cacad71e-8ec8-479f-8902-69867fa4ee51-0&btsid=e49bbe0f-fa77-4d85-96f5-4714a66317fc&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_9,searchweb201603_55 MfG Klaus
Behalte aber bitte im Auge, wenn Du Widerstände vergrößerst, dass die FETs es sehr eilig haben, wenn das Gate umgeladen werden soll. Kann bis zu einem Ausflug ins Nirwana gehen.
Sebastian S. schrieb: > Behalte aber bitte im Auge, wenn Du Widerstände vergrößerst, Es werden nur die definitiv zu kleinen Basisvorwiderstände von T13 und T15 vergrößert. Deren Basisstrom ist fast 4 mal so hoch wie der Kollektorstrom! Das ist völlig gaga. Dass die "Treiberstufe" eigentlich viel zu hochohmig ist wurde schon gesagt, wird aber durch die Anpassung der Basisvorwiderstände nicht verändert.
Teo D. schrieb: > Udo S. schrieb: >> Zwei Halbbrückentreiber mit interner Verriegelung und Totzeiteinstellung >> wären sicher, deutlich kleiner, weniger aufwändig > > Gibts bei den AVRs (ich denke um die gehts hier) keine die ein solches > HW-Modul intus haben? Die neueren 1er ATTinys (412, 416, usw.) haben dafür den 12-bit Timer/Counter Type D, damit lässt sich das komfortabel machen.
Thomas R. schrieb: > Kennt ihr aus dem Stegreif P-Channels + N-Channels mit möglich kleinem > Rdson Wenn du niedrigen RDSon willst nimm 2 Mal N-Fet hat schon seinen Grund warum das in der Praxis bei höheren Strömen so gemacht wird. Es gibt zwar einige PFETs die an N ran kommen die sind aber meistens deutlich teurer und kommen dann immernoch nicht an entsprechende hochleistungs N-FETs ran. Da gibt es welche mit 2mOhm und weniger. Du solltest in jedem Fall probieren wie schnell das FET schaltet wenn der Gatestrom zu gering ist. Kann es passieren das das FET beim Umschalten kurzzeitig einen relativ hohen Widerstand hat und dadurch thermisch zerstört wird bzw. gut heiß wird. Thomas R. schrieb: > Finde es bei uns nicht notwendig, das Ganze per Hardware zu verriegeln, Was ist wenn der Controller den Geist aufgibt oder sich aus welchen Gründen auch immer mal aufhängt. Das kann beim testen und entwickeln nicht auffallen und im realen Betrieb läuft dir eine Variable über oder sonstwas. Plötzlich verabschiedet sich das Ding und die Ausgänge sind im schlimmsten Fall undefiniert. Das mag man weg lassen können wenn man entsprechende Timer benutzt die komplementäre Ausgänge haben und das dort dann entsprechend in Hardware gemacht ist aber bei einer reinen Software Lösung würde ich das immer vorsehen.
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