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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FET Frage (n oder p)


Autor: Zoltan (Gast)
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Hallo,

ich habe einen einfachen Fahrtregler mit einem ATMEGA8 "entworfen"
(PWM mit 4kHz). Der Leistungsteil habe ich komplett aus dem Buch
"Drehzahlsteuerung im Modellbau" übernommen. Nun frage ich mich, ob
die beiden high-side-FETs für die Rückwerstfahrt nicht durch p-Fet
ersetzt werden müssten (?), den soweit ich weiß brauchen die oberen Fet
in einer H-Brücke eine Gate-Spannung, die ~10V über der
Versorgungsspannung liegt, um voll duchschalten zu können, und das
scheint mir hier nicht der Fall zu sein.

Das Buch scheint sehr seriös, nur über diese Sache hätte ich gern
Gewissheit.

Gruß
Zoltan

Autor: Frankl (Gast)
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Hallo Zoltan
Der obere Bereich ist schon okay. Er dient meines Wissens zum Bremsen
des Motors.
Ist der untere Zweig nicht durchgeschaltet (Motortreiber). Kann die vom
Motor (im Leerlauf) erzeugte Spannung, mit dem oberen Zweig
kurzgeschlossen und somit der Motor gebremst werden.

Was mir noch auffällt ist, das die MOS-Treiber zum Gate keine
Schutzwiderstände haben, ich würde zur Sicherheit (hohe Gateströme) den
maximalen Strom über die Treiber mit je einem Widerstand begrenzen.
Um das Relais loszuwerden könnte man auch eine H-Brücke nehmen.
4 N Mosfet, Ladungspumpe, Zenerdiode und 4 Freilaufdioden.

Autor: crazy horse (Gast)
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nö, die sind nicht zum Bremsen, sondern für Rückwärtsfahrt. Es ist eine
Halbbrücke, der 2. Brückenteil ist das Relais. Die oberen MOSFETS
dürften ganz schön heiss werden. Aber da man ja rückwärts nur mit
weniger Leistung fährt, könnte es gehen.
Ich würde entweder:
-p-Fets nehmen (dann aber etwas anders verschaltet)
-Mosfet-Treiber einsetzten
-auf den oberen Brückenteil komplett verzicheten und ein zweipoliges
Relais nehmen

Deine Variante hier scheint mir von allen möglichen die schlechteste zu
sein.

Autor: Simon Faller (Gast)
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Hallo Zoltan,

eigentlich hast du recht, auf den ersten Blick ist ein p FET
angebrachter, aber auch mit einem pFet wird es Ärger gegeben.
Zunächst was macht der n-FET:
Angenommen er braucht eine Gate Source Spannung von 3 V um
durchzuschalten (hab im Moment keine Ahnung wieviel er braucht, aber
soviel wird es wohl schon sein), dann erreicht deine Motorspannung
maximal 9 V, da das treibende IC mit 12 V versorgt wird. Ist die
notwendige Gate Sourcespannung höher wird die Motorspannung
entsprechend kleiner. Die oberen FETs arbeiten als Sourcefolger, d.h.
die Spannung am Source folgt der des Gate nur eben um die Gate Source
Spannung kleiner.
Mit einem p-Kanal FET würde es nur dann funktionieren, wenn du den
Sourceanschluss an + legen würdest. Aber das ist noch nicht alles. Dein
Treiber IC wird mit 12 V versorgt. Die maximale Gate Spannung ist also
12 V. Wenn die Betriebsspannung auch 12 V beträgt (dann hast du
allerdings hinterm Regler keine 12 V, aber mal egal) dann sperrt der
FET, was gwünscht ist. Schaltet das IC seinen Ausgang auf 0V, dann hast
du -12 V Gate-Sourcespannung und der p-Kanal Fet wird leitend. Alles
bestens. Aber, wenn deine Betriebsspannung z.B. 18V beträgt und der
Treiber an seinem Ausgang 12 V bringt, sieht der FET -6V Gate
Sourcespannung und wird leitend und das möchtest du ja eingentlich
nicht.
Was kann man dagegen machen:
Für die oberen FETs keinen IC-Treiber verwenden, sondern den
Kollektorwiderstand des Optokoppler direkt an die Versorgungsspannung
der FET-Sutfe hängen und vom Kollektor des Opto Koppler auf das Gate
des oberen Transistor fahren. Wenn du langsam schaltest wird as
funktionieren. Wenn es schneller gehen soll (PWM) sind die
Aufladevorgänge der Gate-Sourcekapazität nicht mehr zu vernachlässigen.
Hier soltest du dann eine Treiberstufe z.B. mit Transistoren
dazwischenschalten.

Gruß

Simon

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Eindeutiger Fall von Schaltungsklau und nichts verstanden !


Siehe:

http://home.t-online.de/home/k.leidinger/RC-Elektr...

Da wird ein 555 als Spannungsverdoppler genommen, um auch die oberen
Transistoren voll durchzusteuern. So gehts dann auch mit dem N-FET.


Peter

Autor: Denis Gérard (Gast)
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was ich nicht verstehe, ist, warum man solche recht aufwendigen
schaltungen nutzt, wenn doch kleine feine und gut ansteuerbare
motortreiber existieren?

Autor: Frankl (Gast)
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Weil die bezahlbaren nur bis 5 Ampere gehen. Und wenn die aufdampfen
dann ist das Taschgeld wech.

Autor: Zoltan (Gast)
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Also erstens vielen Dank für die ausführlichen Beiträge.

@Frankl
Ja den oberen Teil kann man auch alternativ zum Bremsen benutzten (EMK-
Bremse). Die Idee mit der H-Brücke ist mir auch schon gekommen (siehe
Link unten) Ich habe aber eine fertige Lösung nehmen wollen, deshalb
habe ich ja auch damals das Buch gekauft.

@crazy horse
Dein Vorschlag mit den zwei Relais würde ich, einfachheitshalber auch
bevorzugen. Jedoch wäre mir eine richtige FET-Brücke schon lieber. Der
eine Relais ist mir sowieso schon ein Dorn im Auge.

@Simon
Super Beschreibung, danke.

@peter dannegger
Hier eine Schaltung von mir, nur spart ich mir den Ne555, denn der
ATMEGA8 hat ja genügend PWM Ausgänge.
http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/3956...
Leider ist diese Ausführung recht bauteilintensiv und ist vorallem
nicht für PWM geeignet.

@Denis Gérard
"kleine" das ist ja das Problem ab 4..5A, das es nicht mehr klein
ist.
Was ich brauche ist kein direkter Motorentreiber(zB L293/8..) sondern
einen Brückentreiber. Bei Recherchen bin ich auf diese IC gestoßen:
http://www.astro.lu.se/~stefans/PWM/bts555.pdf Leider ist es mit ungf.
9 EUR bei Reichelt nicht grad ein Schnäpchen. Oder das
hier:http://us.st.com/stonline/prodpres/standard/auto/auto.htm
An dem letzteren IC stört mich, dass ich sonst keine Info finden kann
wie z.B. den Preis und wie ich bestellen kann, bzw. ob überhaupt der IC
so einfach erhältlich ist.


Hat einer von Euch vielleicht so einen Treiberbaustein wie den TD340
bereits im Einsatzt? Kann man bei solchen Treiber-ICs die FET für
größere Ströme auch parallelschalten?

Autor: Frankl (Gast)
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Hallo Zoltan
Die Brücke ohne Freilaufdioden (oder Transzorbs)würde ich nicht
betreiben.

Autor: Zoltan (Gast)
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In dem IRFZ48N sind die Freilaufdioden bereits integrert.
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/IRFZ48N.pdf

Autor: Zoltan (Gast)
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Viellecht noch ein Gedanke zu der Lösung mit den zwei (Umpol)-Relais: Es
ließe sich doch ein Relais über einen Transistor leicht nach dem
Einschalten/Anziehen mit einem PWM-Signal versorgen. Dadurch wäre ein
großer Nachteil der Relias nämlich der "unnötig" hohe Stromverbrauch
auf schätzungsweise 1/3 minimiert. Bei 4x 6V Relais  (jeweils 2 R.
Parallelgeschaltet für höhere Ströme) kann man sich immerhin 300mA
sparen.
Allgemeine Schatung siehe auch Bild fast ganz unten:
http://www.nessel.info/FET_a/fet_a.htm (Relais Umpolung)

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Ich frage mich was ihr alle gegen P-Kanal-Fet's habt. IRF4905 passt
doch recht gut zum IRFZ48 und Ugs >10V fängt man mit einer Z-Diode ab.
Ich sehe jedenfalls keinen riesigen Gewinn wenn auf "Krampf" N-Kanal
benutzt wird.

MFG Uwe

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