Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Akku-Spannungsversorgung für autonome Geräte
Hat sich schonmal jemand mit Li-Ion Akkus auseinander gesetzt?
Erstmal ein kurz Abriss, was ich eigendlich vor hab:
Ich möchte ein kleines Autonomes Fahrzeug (wie viele hier) bauen. Für die Versorgung der Motoren benötige ich 24V mit auch ein wenig Saft dahinter (1,5 bis 2 A wären nicht schlecht). Diese werden durch ein PWM Signal belastet. Gleichzeitig benötige mindestens 5V für die Elektronik, die dann auch halbwegs sauber bleiben soll (wegen der PWM). Gegebenenfalls wären noch 12V und 3V für Sensoren nachzulegen.
Und nun habe ich eine menge Fragen, und hoffe, dass sich schon ein paar Leute mit ähnlichen Themen befasst haben. (Bin neu im Forum, konnte aber auf den ersten Blick kein passendes Thema finden:
1.) Sind für so eine Leistug Li-Ionen Akkus übehaupt geeignet? (würde gerne Gewicht sparen und beiße dafür in den sauren Preisapfel)
2.) Darf man Li-Ionen Akkus überhaupt in Reihe Schalten?
3.) Hat jemand schonmal Schaltungen zum Laden von Li-Ionen Akkus
gemacht? Kann man die in Reihe geschaltet Laden, oder wird das zu Heikel?
4.) Sinnvolle Spannungsregelungs für Akku betriebene Einheiten. Da hat doch bestimmt schonmal wer Schaltungen zu entworfen. Den Verweis auf Low-Drop Spannungsregler hab ich bereits gefunden. In meinem Fall müßte ich aber von knapp 30V auf 5V runter. Klassisch würde ich da nen Spannungsteiler vorsetzen, aber da gibt es bestimmt auch geschicktere, stromsparendere Schaltungen für Akkuanwendungen.
Schon mal Danke für Eure Hilfe.
Gruß LoD
P.S.: Bitte erschlagt mich nicht, wenn ich den Thread mit den Infos nur nicht gefunden habe
Zunächst einmal als grudsätzliche Bestätigung des Konzeptes: Laptops haben meistens LiIon Akkus mit 1800mAh die in Reihe geschaltet sind.
Die Akkusets haben integrierte Überwachungen für Temperatur und weitere Parameter.
Es gibt Ladevorschriften für die Akkus von denen ich mir eine vorsichtige Variante mit Imax=C/10h auf 4,2V gemerkt habe. Da geht je nach Typ (Akku oder Anwender) sicher mehr. Explosionsgefahr beachten.
In gebrauchten Geräten (Laptops und Handys) wird man sicher die preiswertesten Akkus finden.
Manfred
Danke Manfred, hab das gleich gelesen, hatte aber gehofft es würde sich noch jemand melden.
Was ich bisher selber gefunden habe:
2.) grundsätzlich darf man die Zellen natürlich in Reihe Schalten, wenn ein Kompletter Akku aber eine Überwachungsschaltung hat sollte man damit nicht rumspielen.
3.) Beim Laden ist es wahrscheinlich aus Sicherheitsgründen besser jede Zelle einzeln zu überwachen.Ggf ist dazu das Auflösen der Reihenschaltung nötig, um alle parallel an eine präzise Spannungsversorgung zu hängen und einzeln die Ströme zu überwachen.
4.) DC-DC Wandler vielleicht... Es gibt die ja sowohl nach oben und nach unten. Hat jemand schon mal mit so was gearbeitet? Wie sind da die Wirkungsgrade? Kann ich die 3V Zellen parallel geschaltet auf 24-nochmehr V hoch wandeln und damit dann noch sinnvolle Leistungen betreiben (Stromregelung)?
Gottfreak
05.08.2004, 12:43
4.) DC-DC Wandler vielleicht... Es gibt die ja sowohl nach oben und nach unten. Hat jemand schon mal mit so was gearbeitet? Wie sind da die Wirkungsgrade? Kann ich die 3V Zellen parallel geschaltet auf 24-nochmehr V hoch wandeln und damit dann noch sinnvolle Leistungen betreiben (Stromregelung)?
Das geht vielleicht. Da die Wandlung aber immer verlustbehaftet ist und die Verluste mit der entnommenen Leistung steigen, würde ich die Akkus schon so anordnen, dass die starken Verbraucher(deine Motoren werden um Größenordnungen mehr ziehen als die Elektronik) direkt betrieben werden können(also in Reihe).
Für die Elektronik ist ein linearer Spannungsregler(low-drop-typen müssen dann natürlich nicht sein) erstmal sicher ok(damit regelst du die 24V auf 5V 'runter). Die Überschüssige Spannung wird daran einfach verbraten(in Wärme umgesetzt). Der Regler verbraucht also 19/5 mal soviel Leistung wie deine Elektronik. Das sind aber bei 50mA (größzügige µC-Steuerung) aber trotzdem weniger als ein Watt(muss der Regler halt abkönnen). Da deine Motoren bis zu 50Watt zu verbrauchen scheinen, wirst du durch Raufregeln der Motorspannung mehr Verluste haben(es sei denn der Wirkungsgrad ist größer 98%).
Du kannst auch für die Elektronik weniger Akkus in Reihe anzapfen als für die Motoren(die "ersten" Akkus werden dann etwas mehr belastet, was beim Laden dann eventuell zu beachten ist.).
Die Lösung ist praktisch einfach zu lösen, hab ich so auch schon gemacht. würde meine Nase aber jetzt gerne noch ein wenig weiter über den Tellerrand schieben wollen ;o).
Also Spannung hochwandeln ist wie Du schon gesagt hast wenig sinnvoll. Und einzelne Zellen mehr zu belasten möchte ich eingentlich auch vermeiden. Um die Spannung zu verbraten ist sie mir eigentlich auch zu schade.
Wenn ich Dich jetzt recht verstehe wäre es wesentlich geschickter einen Teil per DC-DC runterzuwandeln, und da dann zu stabilisieren? Ist eine Stabilisierung dann noch nötig, oder sind DC-DC Wandler bereits stabil? Kennt wer ne Seite wo ich mal ein wenig Theorie/Praxis dazu finde?
Oops das war ich... ich verstehe es nicht...
Hallo LoD
wie "Gottfreak" schon gesagt hat, braucht die Elektronik im Vergleich zu Motoren kaum Leistung. Dafür ist die Elektronik sehr empfindlich auf die "Welligkeit" der Ausgangsspannung von Schaltreglern und auf die möglichen Störungen die durch die Hochfrequenzen beim Schaltregler in die Spannungsversorgung kommen. Aus diesem Grund versorge ich den Empfänger über einen eigenen AA, 4,8V Akku-Pack und nehme die 5V von der RN-Control zur Versorgung der elektronischen Schaltungen in meinem Segler.
Allerdings werde ich in meinem Segler Schaltregler einsetzen um die Motoren mit bis zu 40V zu versorgen. Es gibt zum Thema "Hintergrundsinfo" zu Schaltregler Architekturen eine excellente lesenswerte und leicht verständliche Applicationsnote bei National Semiconductor, es ist die AN-556. Die klassischen "Runter-regelnnden" Schaltregler sind sogenannte "Buck-Regler". Vout<Vin.
Bei den "Aufwärtsreglern" gibt es verschiedene Architekturen, die für Leistungsbedarfe <=100W sind sogenannte "Boostregler". Da ich im Schiffsmodellbau Motoren bis knapp 500W einsetze werden dort sogenannte "Forwardregler-Architekturen" für Leistungen zwischen 100W und 500W empfohlen. Wenn ich die App-Note richtig lese sind andere Architekturen für den Einsatz mit eingangsseitig Wechselspannungen vorgesehen.
In meiner Anwendung und für die Wiederverwendbarkeit im Schiffsmodellbau möchte ich eingangsseitig wahlweise 6VDC oder 12VDC aus Blei oder NimH-Akkus vorsehen, ausgangsseitig möchte ich frei regeln können, und zwar bis 40V. Idealer Weise sollte die Ausgangsspannung über einen mega8, der über die PWM Regelung auch als Fahrtregler dienen kann, erfolgen. Die Welligkeit der Ausgangsspannung ist für den Betrieb von Getriebemotoren zu vernachlässigen. Die Effiziens eines solchen Schaltreglers ist sehr hoch, garnicht mit Linearreglern zu vergleichen.
Möchte man einen Schaltregler zur Spannungsversorgung elektronischer Schaltungen verwenden, so sollte man hinter den Schaltregler einen Low-Drop Linear Regler zur Glättung und Filterung der Spannungsversorgung einsetzen. Möchte man, so wie ich es plane, zur Steuerung der Fahrtreglerfunktion den Schaltregler/Fahrtregler durch eine uC steuern, so muß man Layout Regeln einhalten um hochfrequente Störungen vom uC fernzuhalten.
Kann man bilder von 500W Bootesn sehen?
Hallo Albanac
habe vom letzten Usertrefffen das Bild eines circa 50kg schweren Schleppers in meine Webseite gestellt. www.kohlsdorf.homepage.t-online.de Dort unter Hobbies und Voilier ist am Ende der Bildersammlung ein solches Boot abgebildet.
Hallo Hellmut,
Die Idee, einen 40V- Motor mit 6- oder 12V- Akkus und Schaltegler zu betreiben, ist meines Erachtens nicht so günstig.
Der 40V-Motor hat eine Stromaufnahme von ca. 12,5A für die 500W.
Die ungünstigste Lösung ist, das Ganze aus einem 6V-Akku zu betreiben. Der Akku muss ca. 100A bereitstellen, um den Aufwärtssteller zu betreiben. Der Aufwärtssteller muss diese 100A eingangsseitig verarbeiten. Bei 12V wären es immer noch ca. 50A. Eingerechnet sind die Verluste eines guten Aufwärtsstellers, z. B. eines Vollbrückenwandlers.
Weitaus günstiger ist es. ausreichend viele (und kleine) Akkupacks in Reihe zu schalten, das die Betriebsspannung des Motors erreicht wird. Diese könne man mit einem (für 40V modifizierten) Fahrtregler mit sehr hohem Wirkungsgrad steuerbar machen. Dieser Fahrtregler muss nur max. 12,5 A verarbeiten. Sowas ist mit sehr hohem Wirkungsgrad machbar.
Somit wird die Leistung der Akkus für den Motor verheizt und nicht für die Peripherie wie Schaltregler, Kabel, Schraubstellen und was sonst noch Verluste erzeugt.
Gruß Stupsi
Hallo Stupsi
erstmals danke für das bewußt machen, das letzten Endes die Leistung immer als Produkt von Spannung und Strom aus dem Akku kommt. Trotzdem hier ein wenig zum Hintergrund.
Meine Planung ist es ein möglichst universell im Schiffsmodellbau verwendbaren Schaltregler mit Fahrtregler-Funktionalität zu entwickeln. In dieser Zielgruppe sind die Anforderungen im Einzelfall sehr unterschiedlich, bestimte Rahmenbedingungen trifft man jedoch immer wieder an.
Als Akkus werden vorhandene Blei- oder NimH-Akkus verwendet, und die sind entweder 6V, 7,2V oder 12V. Bei den Motoren werden häufig E-Motoren aus anderen Anwendungen, Automobiltechnik oder Industrieanwendungen "recycled". Somit findet sich hier ein weites Spektrum. Ich habe z.B. eine tolle Quelle für 40V Dunkermotoren ausfindig gemacht. Da es kaum 40V Spannungsquellen und 40V fähige Fahrtregler gibt ist die "Konkurrenz" bei der Nachfrage nach solchen Motoren gering. Das ist der Grund für den Parameter Aufwärtsregler, regelbar bis 40V.
Was die Leistung angeht, so können in einem Schlepper z.B. mehrere Motoren parallel betrieben im Einsatz sein und 400W kurzfristige Leistungsabgabe sollten weder Schaltregler noch Fahrtregler in die Knie bekommen.
In meinem Segler habe ich in einer Spinnakermechanik z.B. 2 Motoren mit einem Anlaufstrom von 13,2A bei 12V. Diese Motoren, über Zahnräder synchronisiert, treiben eine Mechanik die in 0,5 Sekunden einen Deckaufbau um circa 25cm verschieben. Ich könnte auch 2 40V Motoren etwa gleicher Leistung einsetzen. Sollte bei der Mechanik etwas schiefgehen würden die Motoren zum Stillstandkommen und damit einen Kurzschlußstrom bewirken. Strombegrenzung und -Überwachung, sowie ein Inkrementalgeber sollten dann Schaden abhalten.
Aus diesen Rahmenbedingungen heraus erklärt sich meine Dimensionierung. Das Einstellen der Ausgangsspannung soll von einem mega8 erfolgen. Der Benutzer über ein LCD-Display mit Folientastatur die Parameter einstellen. Das LCD Display ist über ein I2C I/F mit dem "Zentralrechner" verbunden, einer RN-Control, der mega8 im Schaltregler/Fahrtregler gleichfalls über i2C mit der RN-Control
Einen schönen Montag morgen hier zusammen, ist ja richtig was los hier *freu*
Hellmut, hast Du bereits eine dieser Boostregler aufge/verbaut? Wenn Du bereits Erfahrung mit der Erwärmung und auch der Preislage von diesen Komponenten hast, wäre ich da mal über einen Bericht sehr dankbar. Werde mir jetzt aber erstmal die AppNote vornehmen, vielleicht klärt sich dann ja auch einiges.
... Ich benutze selbst zwar keine Blei Gel Akkus aber für meine NiMh und Li Ion Akkus habe ich alles in solchen links gefunden...
Kannst Du vielleicht mal Deine Erfahrungen zu den Li Ion Akkus bzw einschlägige Quellen dazu posten? Danke!
Wenn man billige Li-Ion Akkus hat, dann kann man sie auch für Anwendungen einsetzen für die sie sonst etwas überqualifiziert sind.
Sie haben hervorragende Langzeit Ladungserhaltung und können beispielsweise auch für eine selten benutze Taschenlampe mit Halogenbirne eingesetzt werden.
Sie sorgen für helleres Leuchten und schöpfen die Birne, die für 3,1V spezifiziert ist mit ihren 3,6V (1800mAh) besser aus. Der durchbohrte Korken mit Unterlegscheiben durch Litze verbunden und die Papprolle sorgen für guten Halt. (Der Strom fließt auch irgendwie flüssiger.)
Die C-Control läuft Monate mit 7,2V und low drop regler.
Eine weitere Mini-Taschenlampe läuft mit high performance white LED und Vorwiderstand, an einem Handy-Akku. Sonst ist es noch ein Druckmessgerät und die Zusatzversorgung für eine Kamera über externe Buchse und natürlich das Kleinradio.
Am Anfang habe ich mit noch mehr Mühe mit dem Wechseln und Nachladen (Wechselhalterungen und Steckanschlüsse) gemacht aber bei den Laufzeiten (oft mehr als ein Jahr) wird einfach der Akku mit Klemmen an ein Labornetzteil mit 4,2V und Ladungsmenge/10h angeschlossen und abgewartet bis der Strom "auf 1/10 gefallen ist" (nach einer Nacht aufgehört hat zu fließen).
Die Regeln für den Umgang mit Akkus habe ich mit vor 4 Jahren im Internet nachgelesen.
Die Ladegeräte und Verbraucher sind in jedem Fall so zu gestalten, daß Kurzschluß und Überlast wirklich vermieden wird, (Explosionsgefahr).
Manfred
Sehr schöne Anwendungsbeispiele!
Die Ladegeräte und Verbraucher sind in jedem Fall so zu gestalten, daß Kurzschluß und Überlast wirklich vermieden wird, (Explosionsgefahr).
heißt zum einen solange man an einer Schaltung noch bastelt (Kurzschlussgefahr) nicht mit Li-Ion betreiben / erst wenn ein Gehäuse da ist. Oder genügt es, wenn man eine Temperaturunterbrechung einbaut?
Für das Laden lese ich immerwieder man muss die Spannung sehr genau treffen. und darf auf keinen Fall überladen. Was Du grade schreibst, klingt eher so, als sei das nicht ganz so kritisch? Auf den mir zugänglichen Labornetzteilen kann ich 4,15 nicht mehr von 4,25 unterscheiden.
Hast Du so eine Explosion schonmal erlebt?
Nein, ich habe eine solche Explosion noch nicht erlebt, aber das ist nicht der Maßsatab weil ich allen Unsinn ausprobiere und sehr selten etwas passiert. Da kommt dann wohl Vorsicht und Erfahrung zusammen.
Die Explosion eines Elkos habe ich ausprobiert, und es ist schwer die Sauerei mit dem Gel, Dampf und mit den Materialfetzen bei der Druckwelle wirklich klein zu halten. Man muß eben mehrfach elastisch dämmen. Das mit dem Akku stelle ich mir ähnlich vor.
Die 4,2 Volt kann ich gut einstellen, aber ich glaube, daß er mit 4V auch voll wird, es wird dann wohl etwas langsamer gehen. Es gibt übrigens ganz andere Spezifikationen zum beschleunigten Laden mit Temperaturüberwachung, sie waren mir nur zu kompliziert.
Manfred
D.Stolarek
09.08.2004, 14:38
also wenn du nich willst das der akku dir um die ohren fliegt kauft dir einen etwas teureren da die meistens getestet sind und qualitativ bessere dauer der akkus haben
ich weiss leider jetzt kein beispiel aber wenn ich was finde poste ichs nochmal hier rein
Ich hatte vorausgesetzt, daß es bekannt ist, daß Li-Ion Akkus nur in festen Gehäuse mit integrierter Schtuzschaltung auf den Markt gebracht werden dürfen.
Das Laden dieser Akkus ist nur mit hierfür vorgesehenen Ladegeräten möglich, dafür gibt es neben den zwei Anschlußklemmen noch ein bis zwei Sterueranschlüsse.
Es gibt die Akkus vor allem im Cameras, Handys und Laptops. Die Akkus sind für einen Preis von 50-100 Euro (Camcorder) erhältlich.
Unterhalb dieses Preises kann man einen Akku aus einem Gebrauchtgerät nehmen. Man muß dann eben selbst eine geeignete Umgebung (Gehäuse) bauen, in der er gefahrlos arbeiten kann.
Es ist sicher einfacher zu handhaben als Netzwechselspannung aber eine Gefahr besteht (nicht nur beim Herunterschlucken des Gerätes).
Manfred
Ich glaube nicht, dass es bei Einzelzellen gleichen Typs wesentliche Verhaltsunterschiede gibt. Komplette käufliche Akkus haben häufig Ladewächter an Board. Sowas möchte ich halt selber bauen. Ich will nur wissen, was ich beachten muss. Bzw. was mich erwartet, wenn ich nicht aufpasse. Wenn Du aber eine Bezugsquelle für Akkus hast, die besonders hohe Lebenserwartungen mitbringen, bin ich auch dankbar.
@ Hellmut,
Einen 500W- Hochsetzsteller von 6V auf 40V zu entwickeln, ist sehr anspruchsvoll und erfordert viel Erfahrung
im Bereich der Hochstrom-Schaltnetzteile. Allein die Trafokonstruktion ist Thema für sich. Die Entwicklung ist eine Anhäufung von Ärger und Brandblasen an den Fingern.
Falls du weiterhin am Hochsetzsteller arbeiten willst, schau dir mal den 12V- Teil von guten KFZ-Wechselrichtern für 230V oder von KFZ- Hifi-Endstufen an. Der Bereich Solaranlagen bietet auch einige Infos darüber.
Die Steuerung, die du beschreibst (Spinnakermechanik), hab ich letztens als fertige Motorsteuerung in den Downloadbereich hochgeladen.
Wenn du mit 12V arbeiten willst, ist für deine Anwendung dieses Teil gut geeignet:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=145
Wenn du mit 40V arbeiten willst, wäre (eingeschränkt) dieser Motortreiber das Richtige:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/dload.php?action=file&file_id=144
Der RN-Power_24/20 bekommt im Moment ein Redesign, um Ihn universeller einsetzen zu können.
Er kann im Moment nur 24V, aber es ist sehr einfach, Ihn für 42V umzurüsten. das passt für die 40V- Motore.
Eine 40V- Spannungsquelle erhält man, indem man 6x 7,2V- Akkus in Reihe schaltet. Das kann man
wunderbar mit einigen Steckern und einer Sicherung schön auf einer Leiterplatte zusammenführen. Und die Leistung bekommt der Motor.
Gruß Stupsi
Ich weiß, daß die meisten Laptop Akkusätze mit defekt der Sicherung für den Akkusatz ausrangiert werden, ich hatte mal mein Büro in der Nähe einer OI-Abteilung für Laptop Wartung. Das war die ideale Quelle für Li-Ion Akkuzellen.
In Tokyo kenne ich noch ein Geschäft das gebrauchte Li-Ion Handy Akkus verkauft, die aus den alten Modellen passen nirgends mehr rein.
Beide Quellen sind schwer erreichbar, müßten aber grundsätzlich mehrfach vorhanden sein.
Manfred
Hallo Stupsi
Wie ich hier im Forum schon habe lesen können, gehörst du zu den Experten. Offensichtlich sind wir zu ähnlichen Funktionseinheiten gekommen. Zu deinen Fahrtreglern:
Nach meinem Wissen und durch meine Recherchen im Internet bestätigt, wage ich kaum hier einige Bedenken Betreff deiner Schaltungen zu äußern. Verzeih also bitte wenn es blödsinn ist.
Das Layout deiner Karten hat keine Trennung zwischen der kombinatorischen Logik, sprich mega8 und der Regler-Logik. Da du die Fets per PWM schaltest sind die Frequenzen deiner Schaltung erheblich, verbunden mit den großen Strömen dürften die Störungen auf der Karte und von der karte kommend beachtlich sein und könnten die Funktion des mega8, sowie anderer Einheiten in meinem Boot beeinträchtigen. Mein Kontakt für die Dunkermotoren schüttelt immer wieder den Kopf wie in seiner Firma die Regelelektronik und die Motorsteuerungen aus einer Spannungsquelle versorgt werden. Es entstehen dort beträchtliche Störungen.
Nach meinen Recherchen soll man dem Regler und der kombinatorischen Logik getrennte Groundplanes geben und beide soweit voneinander wie möglich plazieren. Weiterhin erfordert das Vermeiden von Störungen aus hohen Frequenzen die möglichen "Schwingkreise" so kurz wie möglich zu halten. Ja, es wurde gesagt das bei hochfrequenten Schaltungen die sonst übliche Schirmung durch Groundplanes sich ins Gegenteil wandelt. Die große Groundplane wird zum "Strahler" hochfrequenter Störungen. Bei Mehrlagigen PCB's könnte man allerdings die "Groundplane" einer hochfrequenten Schaltung ihrerseits zwischen 2 "ungestörten" Groundplanes schirmen. Des weiteren wird empfohlen Eingangs- und Ausgangsseitig Filter die auf die Schaltfrequenzen dimensioniert sind einzusetzen um andere Schaltungen nicht zu stören. Ich versuche zur Zeit ganz systematisch auf Papier meine Schaltung zu definieren und zu dimensionieren. Das dürfte in meinem Segelboot mit 4 jeweils mit lokalen uC ausgestatteten Motorsteuerungen inkl. Schaltreglern kritisch sein. Die Fahrtregler und Schaltregler werden also mehrfach eingesetzt.
Nochmals, sollte es völliger Blödsinn, oder das übliche gefährliche Anwenden von Halbwissen sein, so bitte ich um Entschuldigung. Mein Konzept uC gesteuerte dezentrale Subsysteme über I2C-Busse kommunizierend hast du gleichfalls. Noch weiter sogar, ich plane mit den wesentlich stromsparenderen "blau/weißen" LCD-Displays bei Conrad.business, sowie einere transparenten Folientstatatur über den LCD-Display alle Motorsteuerungen und Schaltregler parametergesteuert im Feld, also im Schiffsmodellbau am Seeufer, konfigurierbar zu machen. Das ist erforderlich, da der typische Schiffsmodellbauer am See sein Boot trimmt.
Ich nehme an der Laden in Tokyo ist im Stadtteil Akihabara?
Ja, den hier meine ich, den ehemaligen Uhrmacherladen, bei dem kleinen senkrechten roten Kreuz in der Mitte.
@Hellmut, deine Einwände sind überhaupt kein Blödsinn, sie sind alle richtig.
Das Forum hier hat mir zwar den Titel "Roboter-Experte" verliehen, das sind aber viele hier. Außerhalb dieses Titels bin ich kein Experte, (als Funkamateur wohl eher auf dem Gebiet der Hochfrequenz-Technik). Deshalb ist deine Kritik sehrwohl berechtigt.!!
Kurz zur EMV-Störstrahlungs-Sicherheit der vorgestellten Versionen: (gehört eingendlich nicht in diesen Akku-Thread)
Hier muss man genauer hinschauen, es sind verschiedene Prinzipien für Leiterplatten mit 35u Kupfer berücksichtigt:
1) bis zu 10A (PWM-Relais) verwende ich eine gemeinsame großflächige Masse mit definiertem Fußpunkt. Hier ist die Leiterplatten-Massefläche ausreichend niederohmig.
2) bis zu 20A (RN-Power 24/20) teile ich die Masse in einen Leistungs- und einen Steuerungsbereich; die große Massefläche liegt im Steuerungsbereich und es fließt nur der Strom der FET-Ansteuerung über diese Fläche, also kein Laststrom. Die Groundplane ist über sehr dünne Leiterbahnen an den Leistungskreis angekoppelt, also hochohmig.
3) bei höheren Strömen (50A für bürstenlose Servoantriebe) ist eine galvanische Trennung des Leistungskreises unumgänglich, dort benutze ich HP-Optokoppler mit integriertem FET-Treiber.
Der Groundplane-Effekt (Strahler = Motorleitungen; GP=Massefläche) ist bei allen 3 Prinzipien vorhanden, macht sich aber erst bei Oberwellen im -zig-Megahertz- Bereich bemerkbar. Diese Oberwellen versuche ich durch eine möglichst "weiche" Ansteuerung der FETs zu reduzieren. In alle mutmaßlichen parasitären Schwingkreisen hab ich versucht, die Leitungslängen so kurz wie möglich zu halten.
Das Zusammenschalten mehrerer dieser Baugruppen kann zur EMV-Katastrophe führen. Eine sorgfältige Stern-Verdrahtung verhindert die ganz schlimmen Sachen.
!!! Ob das alles so funktioniert und richtig ist, weis ich nicht. Ich kann mit der o.g. Ansicht völlig danebenliegen. !!!
Erst Versuche mit dem Prototyp unter veschiedenen Lastbedingungen werden zeigen, wie die Realität aussieht. Diese folgen aber erst im Herbst.
Gruß Stupsi
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