mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Fahrtenregler mit Bremse so möglich?


Autor: Karl Carlo (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Leute,
Ich bin grade dabei mir ein Fahrtenregler zu bauen. Den Schaltplan hab 
ich mir aus dem Internet abgekupfert.

Ich weiß das die Ansteuerung der MOS-FETS nicht grad optimal ist aber es 
funktioniert so und die Schaltfrequenz ist ausreichend!

Ich habe mir überlegt das ich den Motor auch Bremsen kann, wenn ich (je 
nach Drehrichtung) einen der unteren MOS-FETS in der Brücke Pulsweise 
schalte. Allerdings tritt dabei eine Induktionsspannung an der 
Drain-Source-Strecke der oberen MOS-FETS auf. Ich habe schon eine 
zusätzliche Diode eingefügt damit die  Induzierte Spannung nicht in den 
Akku zurückgetrieben wird!
Kann das zu einem Problem werden für die MOS-FETS?

Datenblätter der MOS-FETS:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf1010e.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf4905.pdf

Autor: 6640 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, das koennte gehen. Allerdings ist der 2313 nicht erste Wahl. Wie 
machst die Totzeit ? Alles haendisch ?  Da gibt es bessere, zB den 
AT90PWM2, der hat das schon eingebaut. Im Bremsbetrieb geht die 
induzierte Spannung in den Akku zurueck. Das muss so sein. Wohin soll 
die Leistung denn sonst gehen ? Bei einer Spielzeugschaltung koenntest 
du eine Zehner nehmen, aber ab einer gerwissen Leistung geht die zurueck 
zu Quelle.

Autor: Karl Carlo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,
Wenn die Spannung zurück in der Akku gehen soll, wie mach das bei einem 
LiPo Akku, der wird mir das übel nehmen oder?

Ich mach das mit den 2 Timern im 2313. T0 fürs PWM, T1 für die 
Signalauswertung. Das PWM ist dadurch nicht 100%  und lässt sich auch 
nicht von 0% bis 100% fahren, reicht aber für so ein motor.

Muss den Quelltext noch ein bisschen übersichtlicher gestallten, dann 
stell ich ihn auch online.

Autor: 6640 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein, der LiPo kann dass, ausser du willst viel mehr bremsen als 
antreiben.

Autor: C. Schirp (cees)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Karl,

ich kann Dir nur raten, die H-Brücke mal mit LT-Spice/SwitcherCAD zu 
simulieren, dabei kann man so einiges herausfinden, bevor man die ersten 
Mosfets verheizt hat...
Switchercad ist ein Umsonst-Spice von Linear Technology mit ertäglichem 
Schaltplaneditor und man kann auch herkömmliche Spice-Modelle gut 
einbinden. Eine nette Fehlerquelle ist z.B. zu schnelles Schalten der 
Lowside, so dass die Highside aufgrund der parasitären 
Gate/Source-Kapazität (und zu hochohmigem Gate-Anschluss) auch noch mal 
kurz durchschaltet. Da leiten dann Low und Highside im us-Bereich in dem 
selben Brückenzweig mal kurz gleichzeitig und ziehen richtig Strom. 
Trotzdem funktioniert alles auf den ersten Blick, aber man verbrät 
unnötig Batterieleistung und stresst die Mosfets. Mit Spice sieht man 
das ganz gut.

Wie 664 schon sagt: D5 muss weg, beim Bremsen muss irgendwer die 
Leistung aufnehmen.

Gruß,
Christian

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
D1..D4 kannst du weglassen, es sei denn das sind zuper-duper-schnelle.
Die internen in den FETs reichen gewönlich.
Ein ordentliches Layout natürlich immer vorausgesetzt. Was ich 
allerdings sehr vermisse ist ein ordentlicher Zwischenkreiselko!

Über R5..R8 würde ich noch ein paar kleine Kondensatoren parallel 
setzen. Vielleicht 1nF, müsste aber mit Oszi nachgeprüft werden.
Über R10 fehlt eine antiparallele Diode.

D5 ist SCHWACHSINN! Die verhindert, dass sich die Induktionsspannung 
abbauen kann, weil wohin denn? Zwischenkreiselko gibt es ja keinen...

Mehr fällt mir erstmal nicht auf...

Achja: Im Sinne einer funktionierenden 5V-Regelung
sollte gelten: C6 < C5

Autor: Karl Carlo (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@C. Schirp
Wenn High- und Lowside MOS-FETS gleichzeitig schalten liegt das doch an 
meinem Programm. Kann ich das auch mit dem Tool simulieren?

@ Matthias Lipinsky
Danke für die Tipps, werde es noch abändern.

Anbei mein Programm.
Die Portbelegung stimmt noch nicht mit dem Schaltplan überein. Das ganze 
läuft im Moment noch auf meinem Entwicklungsbord mit dem Mega128. Ich 
hab es aber so programmiert das es auch auf dem 2313 läuft.

Autor: David (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Würd Mosfets die noch ein bisschen mehr Strom vertragen verwenden... Die 
start-/ bremsströme sind extrem...

Autor: Karl Carlo (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So Schaltplan ich auch aktualisiert!

@ Matthias Lipinsky
Wozu eigentlich die Antiparallel Diode beim Reset?


Die Dioden bei den MOS-FETs sind Schottky Dioden (SB550), die kann ich 
getrost weglassen die Dioden in den MOS-FETs halten mehr aus.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Würd Mosfets die noch ein bisschen mehr Strom vertragen verwenden... Die
>start-/ bremsströme sind extrem...

Wichtig ist, dass dieser Strom irgendwo hin kann, SONST!!! entsteht die 
(hohe) Induktionsspannung. Also: Zwischenkreiselko einfügen: C8 OK. 
Wichtig: räumlich nahe an die Brücke bringen.


>Wozu eigentlich die Antiparallel Diode beim Reset?
Was macht die Spannung von C7, wenn du das Gerät abschaltest, also die 
12V und die 5V NULL Volt werden...?

Autor: Karl Carlo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Matthias Lipinsky
Der Kondensator entlädt sich langsam über den MC bzw. Spannungsregler. 
Ist das schlimm? Es dauert doch nur ne weile bis die Spannung weg ist.

Autor: Martin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi, bei so fetten Mosfets wirste sehr langsame Schaltzeiten haben, das 
bedeutet Verluste.
Eingschalten über 1kOhm da, wirste bei über 4uS Risetime sein. Sehr hoch 
würde ich die PWM Frequenz nicht wählen, da du sonst "warme" Mosfets 
hast. (Kommt natärlich auf den Motor an).
Beim Highside Switch haste sogar fast 10uS.

Probiers aus und wenns nicht geht, musste nen Treiber einsetzen.

Gruß, Martin

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Probiers aus und wenns nicht geht, musste nen Treiber einsetzen.

ja, zB könnte vor jedes noch ne Push-Pull Stufe.


>Der Kondensator entlädt sich langsam über den MC

Ja, weil ein Eingang mit SPannung, ohne Betriebsspannung bedeutet, dass 
die interne Schutzdiode dieses erfüllen muss.

Der Reseteingang hat aber KEINE!!! steht in einer APPNote:
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Kap. 4.6   (Seite9)
Kap. 4.9.1 (Seite14) und besonders figure 4.7

Autor: C. Schirp (cees)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Karl,

das die Mosfets nur gleichzeitig leiten, wenn man etwas in der 
Ansteuerung verbockt, dachte ich auch - Stichwort "Totzeit", 
"Durchkommutierung". ABER es gibt da noch den sog. "Shoot Through":

Wenn der Lowside-T schnell leitend wird, zieht er den Drain der Highside 
auf Masse. Da die Gate/Drainkapzität im nF-Bereich liegt, wird auch das 
Gate der Highside Richtung Masse gezogen .... und der P-Mosfet leitet, 
sobald Ugs>-2V wird... Die Gate-Kapazität wird zwar über die beiden 
1k-Widerstände R1/R2 aufgeladen, aber das ist halt ein RC-Glied, das ein 
Weilchen zur Ladung braucht - so lange rauschen halt ein paar Ampere 
durch Low- und Highside, auch wenn Du in der Ansteuerung eine schöne 
Totzeit zwischen der Aktivierung der L- und H-Side hast. :-/

Abhilfe:
Entweder die Lowside langsamer schalten (C von Lowside-Gate nach Masse, 
keinesfalls parallel zu R5/R8), dann hat das Highside-Gate eine Chance, 
über R1/R2 sein Potential zu halten oder
die Highside wesentlich niederohmiger ansteuern -> Gate-Treiber oder 
eine Totem-Pole (Push/Pull) Ansteuerung.

Ob C9-C12 sinvoll sind... ich glaub eher nicht. Die NPNs haben nicht 
wirklich ein Basis-Kapazitätsproblem.

Gruß,
Christian

Autor: Karl Carlo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Martin
Ich habs grad nachgemessen mein PWM liegt bei 6.6kHz und meine Rise bzw 
Falltime 0-100% liegen bei ca 3µs. Ich Pulse nur nur mit den Lowside 
MOSFETs die Highside MOSFETS ändern nur ihnen zustand wenn ich die 
Fahrrichtung ändere!

Autor: Martin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Genau, mach noch ne Push Pull Stufe vor die Mosfets, dann kannste die 
Anstiegszeiten zwanzigsteln. Nimmt auch nicht viel Platz weg.

Martin

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.