Lüfter und Freilaufdiode, Oszilloskopbilderklärung

[Daniel B. (daniel10)]

Hallo.
Ich experimentiere gerade mit einem 5V Lüftermotor und 20kHz PWM.
Der Lüftermotor liegt an dem Pluskabel an 5V, Minusseitig an einem 
2N2222
Tranistor, mit welchem ich den Lüfter PWM regeln kann.
Funktioniert ganz gut und nun wollte ich mal mit Freilaufdioden 
experimentieren, um zu sehen, wie sich diese auswirken.
Nun hab ich mein Picoscope mit dem Plusmesskabel an den Kollektor des 
Transistors und das Minuskabel an Masse gelegt.

Einen unterschied lässt sich erkennen, nur kann ich mit die negativen 
Spikes bei dem Aufbau mit Freilaufdiode noch nicht erklären und auch 
nicht sagen, ob diese Schädlich für ein Bauteil wären.

Habe mal zwei Bilder erstellt, oben ohne Freilaufdiode, unten mit.
Kann mir einer erklären, was da passiert?

[2 Cent (Gast)]

Daniel B. schrieb:
> Kann mir einer erklären, was da passiert?
Staun Cool! Ohne das Innenschaltbild deines Lüfters: ich nicht :D

Im Bild "mit Diode" kannst du im "Zoom overview" anscheinend die interne 
Umschaltung der antreibenden Magnetspulen sehen ((der Lüfter rotiert in 
deinem Versuchsaufbau, das ist nicht unbedingt selbstverständlich)).

Ausserdem ist erkennbar: die positive Spitzenspannung wird durch deine 
Freilaufdiode begrenzt (noch begrenzter als ohne); dies ist deren Zweck 
beim abschalten von induktiven Lasten. Funzt :D


Anscheinend ist dein Lüfter für so eine PWM gebaut.(???)
Die negativen Spikes -mit Diode- sehen auf jeden Fall nicht gut aus; 
Scopiere mal die Basis deines Transistors, falls das nicht nur ein 
Problem deines Tastkopfes (GND) ist wird diese (über die 
Kollektordiodenstrecke) möglicherweise ebenfalls mit heruntergepeitscht; 
nicht unbedingt gut für die Ansteuerschaltung. Naja, selbst dann: der 
Basisvorwiderstand wirds (zusammen mit den Klammerdioden der 
Ansteuerschaltung) hoffentlich abfangen.

Hausnummer: Erst wenns am Kollektor tiefer als etwa -5V hämmert, dann 
ist die (in dem Moment sperrende) Diodenstrecke B-E gefährdet, die mag 
keinen Stromfluss, bricht aber bei etwa -5V schon durch.

HTH, trotzdem hilflos :D
https://www.youtube.com/watch?v=xdEyZ3-OjU8

[Wolfgang (Gast)]

Daniel B. schrieb:
> Funktioniert ganz gut und nun wollte ich mal mit Freilaufdioden
> experimentieren, um zu sehen, wie sich diese auswirken.

Dann trenne Schaltverhalten von PWM-Effekten, indem du mit wesentlich 
geringerer Frequenz taktest. Der Effekt einer Freilaufdiode kommt beim 
Abschalten zum Tragen.
Hast du geprüft, ob bereits eine Freilaufdiode (evtl. Zenerdiode) im 
Lüfter vorhanden ist?

[Daniel B. (daniel10)]

Hi. Danke für deine Antwort. Habe mal deinen Rat befolgt und die Basis 
Oszilloskopiert. Sind tatsächlich auch negative Spikes drin, die aber 
vor dem Widerstand nicht sind.
Hab die Schottkydiode mal gegen eine 1N4007 getauscht, Recovery-Time 
sollen 2µs sein, so kurze Zeiten konnte ich jetzt nicht messen, sollte 
auch passen.
Komischerweise sind die negativen Spikes bei der 1N4007 nicht vorhanden, 
dafür kleinere Einbrüche.
Also kann man sagen, das sich nicht jede Diode als Freilaufdiode eignet, 
und schnelle Schottkydioden, wovon ich eigentlich dachte, die würden 
sich am ehesten als Freilaufdioden durch ihre schnellen Schaltzeiten 
eignen, auch nicht unbedingt dafür geeignet sind. Welche würde sich denn 
noch eignen?
Hätte jetzt an die 1N4448 gedacht... oder gibt es vergleichbare im 
SOD-323 Gehäuse?
Man lernt doch nie aus...

[Daniel B. (daniel10)]

Wolfgang schrieb:
> Daniel B. schrieb:
>> Funktioniert ganz gut und nun wollte ich mal mit Freilaufdioden
>> experimentieren, um zu sehen, wie sich diese auswirken.
>
> Dann trenne Schaltverhalten von PWM-Effekten, indem du mit wesentlich
> geringerer Frequenz taktest. Der Effekt einer Freilaufdiode kommt beim
> Abschalten zum Tragen.
> Hast du geprüft, ob bereits eine Freilaufdiode (evtl. Zenerdiode) im
> Lüfter vorhanden ist?

Wenn dem so wäre, dann dürfte sich der Lüfter verpolt angschlossen ja 
nicht drehen oder?
Verpolt angeschlossen dreht der Lüfter nicht... Hmm... hab ich einen 
Denkfehler?

Mit geringerer Frequenz kann ich nicht arbeiten, weil der Lüfter unter 
20kHz pfeift.

[2 Cent (Gast)]

Daniel B. schrieb:
> Also kann man sagen, das sich nicht jede Diode als Freilaufdiode eignet
Völlig falsche Schlussfolgerung.

Daniel B. schrieb:
> Mit geringerer Frequenz kann ich nicht arbeiten, weil der Lüfter unter
> 20kHz pfeift.
Ein vielleicht/womöglich lesenswerter/hilfreicher Faden (ich mag weder 
pfeifende Lüfter noch flimmernde LEDs):
Beitrag "Freilaufdiode - 5V Lüfter - PWM durch Transistor"

HTH

[Wolfgang (Gast)]

Daniel B. schrieb:
> Mit geringerer Frequenz kann ich nicht arbeiten, weil der Lüfter unter
> 20kHz pfeift.

Das ist für eine Messung zum Verständniss des Problems völlig egal. Bist 
du sicher, dass es sich wirklich nur um einen Motor ohne irgendwelche 
Elektronik handelt?

Um das Verhalten der Spannung beim Abschalten zu betrachten, reicht auch 
ein einziger Abschaltvorgang, auf den du das Oszi triggern lässt, also 
"PWM" 100% (i.e. Dauereinschalten) und dann "PWM" 0%.

[Udo S. (urschmitt)]

1. Schaltplan woher sollen wir wissen ob du die Freilaufdiode richtig 
eingebaut hast
2. Was für ein Lüfter. Es gibt inzwischen Lüfter die einen BLDC Motor 
und integrierte Elektronik haben
3. Wie hast du gemessen? Wie die Masse des Tastkopfe angeschlossen Bild 
vom Versuchsaufbau.

Wer misst misst (leider allzuoft) Mist!

[Daniel B. (daniel10)]

Hallo. Danke für eure Hilfe. Hoffe ich komme nun allen erforderlichen 
Angaben nach.
Schaltplan hab ich mal aufgezeichnet, wie es auf dem Steckbrett für die 
Ansteuerung des Lüfters verbaut ist.
Foto von meinem Messpunkt hab ich mit angehängt.
Um welche Art Lüfter es sich handelt, kann ich auf der Aufschrift des 
Lüfters nicht entnehmen, "05, Gleichspannungszeichen, 5V" steht drauf.
Keine weiteren Angaben oder Datenblätter.

Oder kann es sein, das ich mir selber einen Bock geschossen habe und 
durch das Steckbrett diese ganzen Spikes reinbekomme, und tatsächlich 
alle Dioden ihren Zweck erfüllen würden?

Hab nochmal eine SS14 Schottky nun richtig verlötet mit Kabeln dran 
gehängt, sieht nun doch ganz brauchbar aus denke ich.
Tut mir Schrecklich Leid, wenn ich hier evtl. nach einem selbstgemachten 
Problem um Hilfe gebeten habe, bin schließlich auch kein 
Berufselektroniker.
Mal so eine Frage nebenbei: ich könnte doch nun später die PMEG4010BEA 
Diode auf meiner späteren Platine als Freilaufdiode verwenden, oder?