Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Motortreiber über 2A z.B. VNH3SP30
und was für einen motortreiber kann ich nehemen wenn ich zwei motoren steuern will die jeweils 12 A strom ziehen ?
mfg Maik
das ist dann schon eine kategorie größer...
treiber-ic bis 30A:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=68&products_id=86
platine dazu, allerdings von der kühlung her nur auf 4A ausgelegt:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=89
platine mit avr-controlelr zur ansteuerung, mit kühlkörper bis 12A:
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=88
Hallo,
also wen ich DC Motoren mit großer Leistung so um die 30 A ansteruen möchte, dann mache ich das immer mit Hexfet Power Mosfet und einem speziellen PWM Baustein, opder einem PIC der die rwestlichen Steuerungsaufgaben übernimmt.
Vom VNH3SP30 habe ich keine guten Erfahrungen gemacht, weil:
a) sich die Drehzahl nicht gut von 0% auf regeln läßt
b) weil es zu erhelblichen Brummstörungen im Motor kommt
c) weil der DC Motor über 0-100% nicht sauber dreht
Meine eigenen Power PWM Regelungen sind aufgund langer Stunden Experimentierzeit so ausgereift, daß ich zufrieden sein kann, jedoch hin und wieder auch neue Bausteine austeste, um zu sehen, ob es auf dem Markt etwas besseres gibt. Es entstehen keinerlei störende Geräusche und oder irgendwie andere Begleiterscheinungen beim Ansteuern meiner kleinen und dicken (24 V 30A) DC-Motoren. Und das fast ohne zusätzliche Kühlkörper.
Also es ist ganz einfach eine H-Bridge Brücke zu bauen, die jeder nur erdenklichen Strombelastung standhält, nur man muß sich etwas hineindenken und auch mal Rückschläge in Form von verheizten MOSFET´s in Kauf nehmen. Man kann nur dazulernen.
Gruß Jon
Deine Erfahrungen mit dem VNH3SP30 beruhen die auf Tests mit hohen Strombelastungen zwischen 15 und 30A ?
Ich habe das IC vorwiegend bis Belastungen von ca. 12 A gestestet. In dem Bereich kann ich aber deine Erfahrungen nicht bestätigen.
a.) Die Drehzahl läßt sich sehr kontinuierlich regeln, so wie es bei PWM halt üblich ist. Wenn das im Einzelfall nicht klappt, kann das auch am Motor liegen und wäre bei jeder PWM Steuerung gleich.
b.) Brummstörungen kann ich keine feststellen. Vielleicht hast du auch nur eine ungünstige PWM Frequenz genommen?
c.) Ist das nicht das gleiche wie a. ??? Bei mir dreht er sich schon sehr sauber.
Das gute an dem Baustein ist das er bis zu 10 Khz PWM Frequenz verträgt, eigentlich kann man dadurch den Motor besser regeln als viele FET-Brücken. Aber wie gesagt, ich kann nur bis ca. 12 A Aussagen machen, wobei ich PWM mit 1Khz und glaub 5 khz und eine Betriebsspannung von 13V verwendet hatte. Ging beides recht gut.
Hallo,
also Folgendes:
1. Ich habe mehrere kleine und große Motoren mit der Schaltung angesteuert um evt. Fehler bei meiner Aussage zu vermeiden.
2. Um auch Fehlerienflüsse wegen der PWM Frequenzen einzukreisen habe ich zwei verschiedene Frequenzen zum Test genommen, wobei beide die gleichen negativen Ergebnisse hervorbrachten.
3. Auch die Aufbereitung des PWM Signals wurde mit zwei verschiedenen Schaltkreisen ( einmal Spezial-IC und einmal mit PICAXE-08M) untersucht, wobei beide PWM Signale die gleichen Ergebnisse brachten.
4. Alle Test´s wurden sowohl im Leerlauf alsauch im Teillastbetrieb durchgeführt, und Ströme über 10 A kamen nicht zustande.
Ich frage mich, ob es an dem Schaltungsaufbau liegt, das vielleicht irgendwo Schwingungen entstehen, die man vermeiden könnte. Für den Test habe ich den IC und den Aufbau auf einem Steckboard getestet.
All die anderen Testläufe mit PWM und MOSFET wurden auch auf dem geichen Testboard aufgebaut und lieferten eine saubere Recheckfrequenz ohne Nebenfrequenzen und oder irgendwelchen Schwingungen der DC Motoren. Drehzahlen konnte ich so von wirklich 5 U/ min bis 3500 U/ min. sauber durchfahren.
Gruß Jon
Ich habe mehrere kleine und große Motoren mit der Schaltung angesteuert ...
Drehzahlen konnte ich so von wirklich 5 U/ min bis 3500 U/ min. sauber durchfahren.
Die Drehzahlen von 5U/min sind für kleine Motoren wirklich beachtlich.
Ich frage mich, ob es an dem Schaltungsaufbau liegt, das vielleicht irgendwo Schwingungen entstehen, die man vermeiden könnte. Für den Test habe ich den IC und den Aufbau auf einem Steckboard getestet.
Wenn Ströme bis zu 10A in einen Steckbrett geführt werden (sicher auch schon darunter) ergeben sich leicht Kopplungen über Kontaktwiderstände. Spannungen die in Bezug auf Masse ausgewertet werden sind als erstes zu überprüfen. Es hilt oft, sternförmig (ohne Kopplung) auf einen frei gewählten Massepunkt zu referenzieren (mit diesem Punkt zu verbinden).
Manfred
Hallo,
ja, ich habe bei meiner Schaltungskonzeption sehr viel Aufwand betrieben, und so manchen MF verheizt. Bei Ströme oberhalb 20 A mit der negativen Eigenschaft eines DC Motors welcher beim Abschalten hohe Induktionsströme verursacht, ist es nicht ganz einfach soetwas in den Griff zu bekommen. Die modernen MOSFET´s haben heut zu Tage zwar alle interne Schutzdioden, aber man kommt nicht umhin externe Schutzdioden einzubauen. Es gibt jetzt MOSFET´s die kurzschlussfest sind und thermisch abschalten. WIe teuer solche Typen sind und wo man sie bekommt, habe ich noch nicht herausbekommen, jedenfalls sind die Datenblätter vielversprechend.
Nun, inzwischen habe ich die Sache in den Griff bekommen, und der VNH3SP30 funktioniert wirklich sehr gut. Ströme bis 15 A sind gar kein Problem und wenn ich die Platine mit meinem spezialgefrästen Kühlkörper fertig habe, wird der Strom kontinuierlich bis auf 30 A angehoben. Mal sehen ob die Herstellerangaben von ST mit 30 A auch ohne Zerstörung erreicht werden können.
Als wichtigste Maßnahme ist der mechanische Einbau in einen Kühlkörper, welcher primär der wichtigste Bestandteil der Schaltung ist, will man die 30 A ausreizen. Eine normlen Aufbau so wie man ihn mit dem RN-Min-H-Bridge realisiert hat, funktioniert da nicht mehr. Ich modifiziere mit meiner Fräse einen Standardkühlkörper so, daß der Chip speziell gefasst wird, um eine maximale Kühlleistung zu erhalten.
Vielen Dank nochmals für Deine Gedankenstütze, Manfred
Gruß Jon
Dachte mir schon das es irgendwo anders geharkt hat. Ob der wirklich lange 30 A aushält, da hab ich auch so meine Zweifel. Aber für viele Anwendungen reicht es ja wenn er diese Spitzenströme nur kurzzeitig ohne Schaden liefern kann.
Aber ich bin gespannt auf deinen Bericht wenn dein Kühlkörper fertig ist. Aber statt passiven Spezialkühlkörper wäre ein Standard Kühlkörper mit Lüfter vermutlich effizienter. Und wo so hohe Ströme fließen, da hat man doch eigentlich in der Praxis ein paar mA für einen Lüfter übrig.
Gruß Frank
Hallo Frank,
es geht mir mit dem anfertigen des Kühlkörpers darum, Ströme die den VNH3SP30 Chip aufheizen auch sofort zu eliminieren. Ein Standardkühlkörper mit Lüfter und dem herkömmolichen Prinzip wie der Chip auf einer Platine aufgelötet wird, würde viel zu groß ausfallen, was ich angesichts der kleinen Baumaße nicht möchte. Es soll ja kein Klotz von einem elektronischen Schalter werden, sondern auch so klein wie möglich bleiben. Zudem muß bedacht werden, daß man eine kurzzeitige Hitzentwicklung nur dann richtig in den Griff bekommt, wenn man dem Chip die Möglichkeit bietet, die Wärmeentwicklung superschnell zu kälteren Zonen zu transpotieren, und das schafft man bei solchen Spezialbausteinen auch mit sehr großen Kühlkörpern und Lüftern nicht. Was nützt mir ein Kühlkörper mit (200 x 100 mm) 100cm2, wenn ich eine plötzliche Hitzentwicklung am Chip welcher nur 2,72 cm2 groß ist, eliminieren muß. Da hilft auch kein beten !
Bei solch einem kleinen Chip´s ist der mechanische Aufbau gefragt, und zwar wie man den Chip mit einer Platine kombiniert, und wie man ihn allseitig kühlt. Auch sind die Anschlüsse ein wichtiges Thema, was viele (auch der Vertrieb dieser Chip´s) noch nicht begriffen haben.
Also ich habe die CAD Zeichung wie ich den Chip mit einer Platine in den Kühlkörper montiere bereits fertigt gestellt, und werde diese Woche noch einen weiteren empirischen Versuch am VNH3SP30 starten.
Gruß Jon
Hi Jon,
nun ich bin gespannt auf deine Ergebnisse. Aber generell ist eine aktive Kühlung mittels Lüfter schon eine hilfreiche Lösung die garnichtmal so sehr groß sein muss. Natürlich in Verbindung mit einem geeigneten Kühlkörper. Wenn man gleiche Ergebnisse durch kleine passive Kühlkörper erreichen könnte, dann würden über unseren Intels ja keine Lüfter schnurren. Intel hat sich da schon was bei gedacht. Die Hitze muss ja nicht nur auf den Kühlkörper geleitet werden, sie muss ja ganz weg!
Gruß Frank
Hallo Frank
folgendes:
Ein IntelChip hat:
- min. 10 cm2 Fläche
- muß keine solch enormen Ströme aushalten
- ist kein Hochstromchip
- wird kontinuierlich heiß und nicht pulsierend !
usw. also man kann solche Baustein jnicht mit dem VNH3SP30 vergleichen.
VNH3SP30 Daten:
- max. Uout= 40 V DC an Vcc
- max. Iout= 30 A
- RdsOn= 34 mOhm
- PWM Operation max. 10 KHz
- Chipauflagefläche = 2,72 cm2 ---> INTEL 10 cm2 und mehr ! f > 4
- kann dauernd heiß sein, oder auch pulsierend innerhalb ein paar µs.
- Operating Temp. = -40 bis + 150 °C
Meine idee beruht nicht nur auf die Kühlung (aktiv oder passiv) des Chips selbst, sondern auch wie man den Chip mit der Platine und dem Kühlkörper miteinader verbindet. Also ein normaler Aufbau auf einer Platine scheidet dazu aus. Ein Lüfter unterstützt zwar ein wenig aktiv die Kühlung, bessser wöäre da noch ein Peltierlement, das wirklich schon kälter Zonen am Kühlkörper schaffen könnte. Hitze an einem solch kleinen Chip innerhalb von ms wegzubekommen fordert mehr als nur einen Standardkühlkörper mit einem Lüfter.
Du siehst, es ist eine heikle Sache die eine ganz andere Denkungsweise verlangt, als ein herkömmlicher Hardwareaufbau von z.B. Intels usw..
Übrigens habe ich Veränderungen an den Widerstandswerten des Schaltungslayouts der RN-Mini-H-Bridge vorgenommen, was eindeutig bessere logische Zustände hervorbrachte. Ich halte mich da immer an die Vorgaben des Herstellers.
Gruß Jon
Hi Jon,
die Unterschiede zwischen Intel und dem VNH3SP30 sind wir sehr wohl bekannt ;-) Dennoch bezweifele ich das du mit einem Minikühlkörper und einer kleinen Platine die enorme Hitzeentwicklung bei 30 A ohne aktive Maßnahmen wie Lüfter abführen kannst. Aber du brauchst dich dadurch nicht angegriffen zu fühlen, versuch es ruhig. Wenn du es schaffst, gratuliere ich dir gerne.
Was RN-Mini-H-Bridge betrifft so ist die Schaltung für ein bestimmten Anwendungsbereich von max. 4 - 5A Dauerlast konzipiert. Für diesen Bereich ist alles entsprechend dimensioniert und funktioniert bestens. Ich weiche da auch schon mal von einem Datenblatt ab wenn ich eine andere Zielsetzung als die Beispielschaltung im Datenblatt habe. Ich hab mir schon was bei der Dimensionierung gedacht. Hier stand Sicherheit und problemloser Betrieb im Vordergrund.
Im übrigen so ganz genau nimmst du es ja auch nicht immer. Immerhin musstest du deine erste geäußerte negative Meinung über den Chip auch revidieren weil du die Schaltung nicht ganz nach Vorschrift aufgebaut hast ;-) Ein VNH3SP30 ist für´s Steckbrett äußerst schlecht geeignet.
Gruß Frank
Hi Frank,
ich möchte nicht sagen, daß ich mit meinen Aussagen stets recht habe, und ich musste auch wirklich zugeben, daß die fliegende Schaltung nicht immer den Erfolg mit sich bringt, welchen man gerne erhofft. Ich hatte nur noch nie am Steckbrett beim Aufbau von MOSFET Schaltungen Schwingungsprobleme gehabt. Im Übrigen wurde der Chip außerhalb des Steckbretts auf einem Kühlkörper montiert, und war nicht im Steckbrett. Nur die drumherum verwendeten Bauteile wie Widerstände und Kondensatoren habe ich im Steckbrett gehabt. So mache ich das auch mit meinen konvetionellen Aufbauten. Die Leistungshalbleiter bleiben draußen, nur die Logig steckt im Steckbrett.
Wir diskutieren ja nur, wollen untereinander Freunde der Elektronik bleiben, und auf keine Fall will ich da jemanden Maßregeln. Jeder Entwickler hat eben sein eigener Stiel bzw. seine eigenen Erfahrungen und die wollen wir freundlichst austauschen.
Gruß Jon
Wir diskutieren ja nur, wollen untereinander Freunde der Elektronik bleiben, und auf keine Fall will ich da jemanden Maßregeln. Jeder Entwickler hat eben sein eigener Stiel bzw. seine eigenen Erfahrungen und die wollen wir freundlichst austauschen.
Ganz genauso sehe ich es eigentlich auch Jon. Lassen wir also die kleinen Spitzen weg wenn wir Meinungen und Erfahrungen freundlichst austauschen. ;-) Ich bin immer an Erfahrungen interessiert und lass mich gerne auch durch praktische Ergebisse überzeugen.
Gruß Frank
Hallo Frank !
Wollte mich nochmals nach längerer Pause (war in Kalifornien) melden, und mitteilen, dass ich das Problem mit dem verheizen der Mosfets in den Griff bekommen habe. Es lag tatsächlcih an der zu geringen Gatespannung die mit 5 V einfach zu niedrig war. Nach Vorschalten eines kleinen BS170 Fets oder auch eines einfachen Transistors, konnte ich die Schaltung an dem Monstermotor super anfahren lassen. Das erste mal, dachte ich schon, dass es wieder Knack bei ca. 3/4 der Drehzal macht, und der PowerMosfet ist wieder hin. Denkste, ab jetzt war der FET nicht mehr Tod zu kriegen, und alles läuft nun bestens. Mit einer Sache habe ich allerdings noch zu kämpfen: Wenn ich die Spannung am System anlege also ich fahre ja mit dem PIC den MOSFET an, dann gibt es eine Flanke am PWM Ausgang (obwohl die PWM Frequenz auf 0 steht) die ein Bruchteil einer Sekunde den PowerMosFet kurz durchschaltet. Für den angeschlossenen DC Motor oder einen anderen Verbraucher ist das nicht sinnvoll. Kannst Du mir dazu vielleicht einen Rat geben ? Die Schaltung ist ja ausser meinem clerveren Programm nicht so komplex, wenn ich das nochmals ins Gedächtnis rufen darf. Aufbau: PICAXE -> PWM AUSGANG -> Gate TreiberMosfet -> Gate PowerMosfet -> Drain an DC Motor. Was muss man machen (Hard oder Software) um diese Einschaltflanke wegzubekommen ?
Wie geht es sonst so?
Gruß Jon
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