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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage an Elektronikfachmänner


Autor: Alex (Gast)
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Hallo Leute,

ich bin zur Zeit dabei eine bereits bestehende Schaltung zur Steuerung 
von Magnetventilen für Druckluft zu erneuern.
Leider habe ich mich bis jetzt mehr mit der Programmierung der ganzen 
Sache beschäftig als wie mit der Schaltung selber.
Doch leider ist der erbauer und planer dieser Schaltung nicht mehr 
greifbar.

Zur erklärung bis jetzt waren da zwei MC34151P verbaut die ich plane 
gegen einen MAX620CPN zu Tauschen da ich insgesamt 4 Ventile habe.

Die IRFIZ34N sollen noch erhalten bleiben es sei denn es kennt einer was 
besseres. (Aber bis jetzt haben sie Ihren Dienst gut gemeistert.)

Nun zu meiner Frage.
In der Schaltung im Anhang ist ein Bereich rot umrandet. Kann mir jemand 
sagen wozu das da ist. An den Ventilen ist die Masse geschalten und sie 
laufen mit Dauerhaft 24V.
Das Schalten übernehmen ja die Mosfet´s (oder sehe ich das falsch) wozu 
also noch diese extra Beschaltung.

Vielen Dank für eure Mühen im voraus

Autor: Alex (Gast)
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Schaltung vergessen. Sorry

Autor: Canbastler (Gast)
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Hallo Alex,

sieht nach Spannungsbegrenzung auf 36V aus....

Autor: Alex (Gast)
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Danke für die schnelle Antwort.

Aber ich verstehe das nicht. Denn selbst wenn an dieser stelle die 
Z-Diode bei 36V sperrt ist ja aber trotzdem am Mosfet die ganze Sache 
immer noch mit Masse verbunden. Wie ist da eine begrenzung möglich.

Da hätte doch diese Schaltung an der Mosfet Masseverbindung angeschloßen 
sein müssen.

Oder seh ich das falsch.

Autor: Canbastler (Gast)
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Hallo Alex,

die Massen sind verbunden (siehe GND-Symbole). Die Schaltung begrenzt 
die Spannung über die FET auf 36V - also konkret im ungeschalteten 
Zustand.

Autor: Alex (Gast)
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Also ich steh hier gerade auf nem Mega schlauch und irgendwer hat den 
Groschen mit super Kleber befestigt. ;-((

Ich werd es vielleicht einfach so übernehmen.

Danke dir Trotzdem.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Das soll einfach nur verhindern, daß durch Induktion von den Ventilen 
über den MosFets eine höhere Spannung als 36V + Diodenflußspannung 
entsteht. Wahrscheinlich gehen die MosFets ab 50V kaputt.

Autor: yalu (Gast)
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Für die Spulen der Ventile braucht man Freilaufdioden, um die Mosfets
vor hohen induzierten Spannungen zu schützen. Die Freilaufdioden
liegen normalerweise parallel zur Spule, also zwischen dem Drain der
Mosfets und der Versorgungsspannung von 24 V. Die Zusatzschaltung mit
der Z-Diode und dem Transistor bewirkt, dass die Kathoden der
Freilaufdioden in leitendem Zustand nicht an 24 V, sondern an 36 V
liegen. Dadurch liegt an den Spulen der Ventile beim Ausschalten eine
Gegenspannung von 36 V - 24 V = 12 V an, die den Spulenstrom schneller
abklingen lässt und damit den Ausschaltvorgang beschleunigt. Der TIP32
erhöht den maximalen Strom, der über die 36 V abgeleitet werden kann.
Je höher man diese Gegenspannung wählt, umso schneller schalten die
Ventile aus. Sie ist aber durch die maximale Drain-Source-Spannung der
Mosfets begrenzt, die in diesem Fall 55 V beträgt. 36 V (oder genauer
36 V + 0,7 V) ist ein sinnvoller Wert mit etwas Reserve.

Autor: yalu (Gast)
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Nachtrag: Ich schrieb

> (oder genauer 36 V + 0,7 V)

Wenn man schon genau sein will: 36 V + 2 * 0,7 V

Der Strom fließt ja über zwei Dioden: Die 1N4001 und die
Emitter-Basis-Diode des TIP42. Erstere habe ich im ersten Post
vergessen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Alex (Gast)

Bildformate

Autor: Falk Brunner (falk)
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Aber 4001 als Freilaufdiode? Naja, nicht wirklich das Mittel der Wahl

Relais mit Logik ansteuern

Autor: Stefanie B. (sbs)
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Falk Brunner wrote:
> @  Alex (Gast)
>
> Bildformate

einer der Beiträge, die inzwischen fast nur noch auftauchen

stef

Autor: yalu (Gast)
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Falk schrieb:
> Aber 4001 als Freilaufdiode? Naja, nicht wirklich das Mittel der Wahl

Das ist in diesem speziellen Fall kein Problem: Zum einen sind die
Schaltfrequenzen wahrscheinlich sehr gering, so dass der induzierte
Strom abgeklungen ist, wenn das Ventil erneut eingeschaltet wird. Mit
großen trrs und dadurch bedingte Stromspitzen hat man also nicht zu
kämpfen.

Aber selbst wenn die Schaltfrequenz hoch wäre, wäre das immer noch
kein Problem: Da die Dioden mit ihrer Kathode nicht direkt an der
Versorgungsspannung liegen, kann es beim Einschalten nicht zur
gefürchteten Stromspitze kommen, da der Strom im worst Case die Höhe
des Freilaufstroms des jeweils anderen Ventils erreicht. Das ist aber
der normale Spulenstrom, für die der Mosfet ausgelegt ist.

Autor: Alex (Gast)
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Ich Danke euch.

Werd also die Dioden auch gleichmal sicherheitshalber tauschen kann ja 
nicht schaden.

@Falk Danke für den Hinweis wegen Bildformat.

Autor: Alex (Gast)
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Eine Frage hät ich noch.

Ist es besser für jedes Ventil ein solche Schutzschaltung zu Planen oder 
kann ich auch alle 4 an die eine hängen.
Bis jetzt waren es Zwei also immer ein Ventilpaar zusammen.

Autor: W. Bl (wb1)
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yalu hat vollkommen recht.
Gerade bei pneumatischen Baugruppen ist schnelles schalten der 
Magnetventile erforderlich.
Mit der Schaltung wird die Schließzeit der Druckluftventile reduziert.
Die in der Spule gespeicherte elektrische Arbeit wird schneller 
abgebaut.

Autor: Alex (Gast)
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Und wie ist das da jetzt.
- Für jedes Ventil eine eigene Schaltung
- Paarweise immer zwei eine Schaltung
- Oder alle gehen auch alle 4 an eine.

Autor: yalu (Gast)
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Wieviele von den Schaltungen du brauchst, hängt davon ab,

- wie groß die Spulenströme sind,
- wie groß die Spuleninduktivitäten sind,
- wie oft geschaltet wird und
- wie der TIP42 gekühlt wird.

Je höher die Ströme und die Indukltivitäten, desto größer ist die in
den Spulen gespeicherte Energie, die beim Ausschalten im TIP42 in
Wärme umgesetzt wird. Wird so oft geschaltet, dass der TIP42 zwischen
zwei Schaltvorgängen nicht vollständig abkühlt, muss zusätzlich noch
die Schaltfrequenz berücksichtigt werden.

Wenn du auf Nummer sicher gehen willst, nimm je eine Schaltung pro
Ventilpaar. So hat's bisher funktioniert, also wird es das auch in
Zukunft tun.

Aus dem gleichen Grund ist eine Schaltung für jedes Ventil übertrieben.

Wenn die Schaltung für den bisherigen Anwendungsfall großzügig
dimensioniert war, hält sie vielleicht auch alle vier Ventile aus. Der
TIP42 ist das einzige Bauteil, das dadurch stärker beansprucht wird.
Wenn er zu knapp bemessen ist, kann man ihm (falls noch nicht der
Fall) einen Kühlkörper spendieren und/oder ihn durch einen größeren
Transistor ersetzen.

Du kannst ja mal die jetzige Schaltung mit zwei Ventilen heftig
beanspruchen und fühlen, wie warm der TIP42 wird. Falls nur lauwarm
wird, verträgt er sicher auch die doppelte Last.

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