PW Signal verstärken mit induktiver Last

[Gustav R. (gustav76)]

Guten Morgen,

ich habe vor, ein PWM Signal, mit welchem die Drehzahl einer Pumpe 
gesteuert wird, zu verstärken. Die originale Leistungselektronik ist für 
meine Anwendung zu schwach dimensioniert und soll daher "entkoppelt" 
werden.

Grundkonzept ist, die an der Pumpe anliegende PWM Spannung 
ausschließlich als Signal zu nutzen und mit diesem eine stärker 
dimensionierte H-Brücke zu steuern. Die Pumpe ist direkt am Motorausgang 
mit +/- an der H Brücke angeschlossen. Um von 12V auf 5V Signalspannung 
für die H-Brücke zu kommen, nutze ich einen Spannungsteiler aus 3 
Seriell geschalteten 1k Widerständen. Die Widerstände sind von +PWM der 
originalen Leistungselektronik zu Masse angeschlossen, der PWM-input Pin 
der H-Brücke ist an dem letzten Knotenpunkt der Widerstände in Richtung 
Masse angeschlossen.

Aktuell besteht die Herausforderung, dass die H Brücke sehr schnell heiß 
wird. In diesem Betriebszustand benötigt die Pumpe etwa 5A, die H Brücke 
verträgt lt. Hersteller 43A. Somit sollte sie in meinen Augen nicht 
innerhalb weniger Minuten so heiß werden, dass man den Kühlkörper kaum 
noch berühren kann.
Liege ich bei der Annahme richtig?

Das Signal an der H-Brücke ist auch nicht 100% sauber. Im Anhang findet 
Ihr zwei Bilder zum Serien-PWM und dem PWM aus der H Brücke. (Beides am 
Pumpenanschluss +/- gemessen)
Das dritte Bild, welches eine Wellenform zeigt und sich deutlich von den 
anderen beiden unterscheidet, ist das PWM Signal am Input der H Brücke. 
Dieses ist in meinen Augen ebenso sehr unsauber.

Habt ihr als elektrotechnik-experten Ideen, woran die extreme Erhitzung 
liegen kann?
Ich bin gespannt auf Eure Antworten!

viele Grüße
Gustav

[N. M. (mani)]

Gustav R. schrieb:
> ich habe vor, ein PWM Signal, mit welchem die Drehzahl einer Pumpe
> gesteuert wird, zu verstärken. Die originale Leistungselektronik ist für
> meine Anwendung zu schwach dimensioniert

Gustav R. schrieb:
> In diesem Betriebszustand benötigt die Pumpe etwa 5A, die H Brücke
> verträgt lt. Hersteller 43A.

Das sieht für mich nicht unbedingt zu schwach aus. Oder ist das bereits 
die neue H Brücke?

Gustav R. schrieb:
> Habt ihr als elektrotechnik-experten Ideen, woran die extreme Erhitzung
> liegen kann?

Evtl liegt es auch an der Versorgungsspannung. Das 3. Bild ist nur noch 
Murks. Wenn die Signale nicht gut sind (zu wenig Spannung, zu flacher 
Anstieg,...) erwärmt sich die Brücke viel stärker da sehr langsam durch 
den linearen Bereich gefahren wird.
Die Hauptfrage ist also, warum sieht das Ansteuersignal so miserabel 
aus.

P.S. das was dein Oszi da als Frequenz/Duty anzeigt ist Grütze!

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Um das PW Signal des Spannungsteilers kräftiger zu machen, kann man noch 
2 Transistoren (NPN und PNP) als Impedanzwandler dahinter schalten.

[Gustav R. (gustav76)]

Die 43A sind das Rating für die neue H-Brücke.


Michael M. schrieb:
> Um das PW Signal des Spannungsteilers kräftiger zu machen, kann
> man noch
> 2 Transistoren (NPN und PNP) als Impedanzwandler dahinter schalten.

Das klingt nach einer Lösung, wo kommen die 5V des rechten Anschlusses 
auf der Skizze her?

Zum Verständnis: Wir haben im Grunde nur ein 12V PWM Signal zur 
Verfügung, welches im Grund auf 5V herunter skaliert werden muss.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Gustav R. schrieb:
> wo kommen die 5V des rechten Anschlusses auf der Skizze her?

Die habe ich einfach selber mit Bleistift dazugemalt.

...weil ich dachte, dass die H-Brücke auch noch eine Festspannung von 5V 
ausgibt. Dem ist wohl nicht so :/

[Gustav R. (gustav76)]

Michael du hattest recht, die HBrücke gibt auch ein 5V Signal aus.
Habe die Schaltung um den Impedanzwandler erweitert, jedoch bekomme ich 
dann eine konstante Gleichspannung statt einem Sauber von 12V auf 5V 
skaliertem PWM Signal.

Vielleicht habe ich auch von vornerein einen Denkfehler gemacht, daher 
Teile ich kurz mit Euch die Ausgangslage:
Im Grunde ist das Ziel lediglich, eine 12V PWM Spannung zu verstärken 
und somit das originale Modul zu entlasten. Auf der SKizze erkannt man, 
wie es gemeint ist.



Wie würdet Ihr dies prinzipiell angehen?