Leistungstreiber PWM

[rtrider]

Hallo Leuts,
ich habe hier ein kleines Problem und ich habe mir schon die Finger wund gegoogelt, aber nichts brauchbares gefunden.

Also, ich habe eine PWM-Motorsteuerung mittels Atmega168 und L293NE realisiert. Schön und gut und soweit auch alles recht einfach.
Jetzt muß ich noch einen weiteren Motor steuern, alles ganz easy, nur eine Laufrichtung, aber das Teil zieht ca 3 A bei 12 V, der Anlaufstrom dürfte um einiges höher liegen.
Da in meiner Bastelkiste nur die L293NE rumliegen und ein paar 2N3055 (mit 10 A sind die hoffentlich ausreichend dimensioniert) bin ich auf die Idee verfallen, die ganze Sache mittels des L293 abzuwickeln und eine Endstufe dazu zu bauen.

Jetzt zu meinen Fragen:
Der Motor hat eine Betriebsspannung von 12 V. Kann ich bei einer Steuerspannung von 5 V bleiben oder muß ich VCC des L293 auf 12 V erhöhen? Wenn nicht, was meine Schaltung vereinfachen würde, wie sieht die dann aus? Kann mir da jemand eine Skizze machen?
Ich bin da gerade ein wenig ratlos....
Wenn ich nihct völlig falsch liege, sollte es funktionieren, wenn ich den Ausgang des L293 an die Basis lege, zwischen C und VCC kommt dann der Motor und E wird auf Masse gelegt. Brauche ich dann wirklich noch den R zwischenB und E ? Und wenn ja, wie dimensionier ich den?

Oder wäre es besser einen Emitterfolger mit zwei 2N3055 zu bauen ? Wenn ja, erlaubt mir die dumme Frage des Warum?

BTW: Ich habe das Oszi noch nicht an den Ausgang des L293 gehalten, aber ich gehe mal davon aus, daß da kein PWM-Signal mehr anliegt. sondern Gleichstrom. Richtig?

Im Prinzip könnte ich das ganze empirisch ermitteln, aber ich traue mich in diesem konkreten Fall nicht, da der Motor zu einer Pumpe gehört die richtig Geld gekostet hat, deshalb möchte ich erstmal Leute fragen, die sich damit auskennen.

Viele Grüße

Torben

[Besserwessi]

Bei nur einer Richtung, sollte man den 2N3055 als Schalter gegen massen betreiben. Als Emitterfolger hat man extra Spannungsverluste. Die PWM Frequenz sollte eher niedrig sein (<10 kHz), denn der 2N3055 ist eher langsam.
Vermutlich sollte man mit 5 V für den L293 auskommen. Man braucht einen Basis VOrwiderstand. Der Basstrom sollte etwa 1/20 bis 1/10 des Laststroms sein, also etwa 0,3 A - 0,5 A. das ist auch noch gerade weniger als der maximale Strom des L293. Als Widestand zum Beispiel: 4V/0,5 A = 8 Ohm. Am Motor die Freilaufdiode nicht vergessen.

Der L293 als treiber für einen Transistor ist irgndwie übertrieben, das würde es auch ein 1 A Transistor (z.B. BD135) tun.

[avion23]

BTW: Ich habe das Oszi noch nicht an den Ausgang des L293 gehalten, aber ich gehe mal davon aus, daß da kein PWM-Signal mehr anliegt. sondern Gleichstrom. Richtig?
Ich hoffe doch sehr, dass da keine Gleichsspannung anliegt sondern ein astreines PWM Signal.

[PsiQ]

Spar dir das mit den 2n3055.. die sind viel zu alt und brauchen deutlich steuerstrom...ich hab davon auch noch etliche, aber trotzdem..

Hol dir nen buz11 (bei 5V kritisch) oder nen irl3803 (super bei 5V, überdimensioniert) oder nen anderen billigeren logic-level-mosfet.
Die solltest du sogar direkt mit dem µC (5V) ansteuern können (vorwiderstand an den µC als schutz)

Was du dann brauchst ist:
mosfet, freilaufdiode, vorwiderstand.
Das reicht für "eine drehrichtung" PWM, die Frequenz sollte dann aber unter 1khz bleiben, um den µC mit dem umladen nicht so stark zu belasten, am Motor merkste das eh nicht wirklich ob 300hz oder 900hz.
wenns doch ultra-oversized sein soll,
schalte noch einen pnp,npn Treiber zwischen mosfet und µC

http://www.postimage.org/aVwZXei.jpg (http://www.postimage.org/image.php?v=aVwZXei)

[rtrider]

Bei nur einer Richtung, sollte man den 2N3055 als Schalter gegen massen betreiben. Als Emitterfolger hat man extra Spannungsverluste. Die PWM Frequenz sollte eher niedrig sein (<10 kHz), denn der 2N3055 ist eher langsam.

Wenn ich das PWM-Signal am Ausgang des L293 mittels RC-Glied Glätte, dann sollte doch die Geschwindigkeit des Leistungstransi keine Rolle mehr spielen.



Vermutlich sollte man mit 5 V für den L293 auskommen. Man braucht einen Basis VOrwiderstand. Der Basstrom sollte etwa 1/20 bis 1/10 des Laststroms sein, also etwa 0,3 A - 0,5 A. das ist auch noch gerade weniger als der maximale Strom des L293. Als Widestand zum Beispiel: 4V/0,5 A = 8 Ohm. Am Motor die Freilaufdiode nicht vergessen.


Beim Emitterfolger müsste ich mir doch keine Gedanken mehr über den Basisstrom, bzw. die Belsatung des armen L293 machen. Richtig?



Der L293 als treiber für einen Transistor ist irgndwie übertrieben, das würde es auch ein 1 A Transistor (z.B. BD135) tun.

Ich hätte hier noch ein paar BD241A rumliegen, die sollten es dann auch tun. Aber ich habe den L293 sowieso schon in der Schaltung und ein Steuerausgang ist noch frei, also könnte ich den mitnutzen. War so eine Idee...

Vielen Dank erstmal für die Antwort, werde mich heute Abend mal mit der Schaltung auseinandersetzen.

Gruß
Torben[/quote]

[Besserwessi]

Wenn noch ein Kanal vom L293 frei ist kann man den natürlich benutzen, auch für einen Leistungs MOSFET. Einen Größeren FET wie den IRL3803 sollte man nicht direkt vom Portpin steuern, wenn man PWM machen will. Da werden die Schaltzeiten recht lang und die Verluste entsprechend groß. Eine Alternative wäre dann ein Darlington Transistor wie z.B. TIP140, die kann man ohne Probleme dirrekt vom Controller steuern.
Wenn man den Emmiterfolger nehmen will, dann braucht man aber die Volle Motorspannung am L293.

[PsiQ]

Nur kurz weils OT zum Hauptthema ist:
Ich hab 2xirl3803 mit gatevorwiderstand an nem PIC16 laufen,
und die werden voll ausgesteuert=> 2x Sitzheizung, Frequenz 670Hz.
Testlauf (Last) mit Halogenlampen "ohne" Erwärmung.
Ich glaub der Steuerstrom war bei ca 15-20mA @5V.
Geht also schon, mit Treibertransistoren ists aber elektrisch schöner und kostet kaum was mehr.

@Topic
Ein geglättetes PWM Signal ist kein PWM Signal mehr,
nutzt bei der Motorregelung also nichts mehr, der Transistor arbeitet dann als Längsregler.-Was natürlich auch geht, aber mehr Wärme produziert.

[rtrider]

Hallo,
ich habe die Steuerung nach PsiQs Vorschlag aufgebaut, allerdings mit nem BUZ11, funktioniert tadellos. Zumindest die Steuerung.

Jetzt habe ich noch ein (grosses?) Problem...

Da ich ein Sparbrötchen bin, wollte ich die Spannungsversorgung mittels ausrangierten ATX-Schaltnetzteil realisieren. Dieses kann angeblich 15 A auf der 12 V Schiene liefern. Der Motor zieht im Leerlauf so seine 6 A (soviel zu Datenblättern, dort ist er mit 3,2 A spezifiziert...; ist aber OK so, der Motor ist nicht defekt. Das datenblatt der Pumpe sagt 3,2 A, auf dem Motor selbst steht dann 5 A typisch, max 50 A :-& )

Jetzt komme ich mittels PWM auf ca 8 V, dann machts klick und aus ists mit Spannungsversorgung. Gibt es einen Trick, einem Schaltnetzteil das Betreiben von induktiven Lasten etwas schmackhafter zu machen ? Last-R parallel und Freilaufdiode _vor_ der Steuerung habe ich bereits probiert.
Oder, etwas verwegen, kann man die beiden 12V-Schienen des Netzteils parallel betreiben, das sollte dann für ca 25 A Spitzenstrom reichen, oder knallt mir dann das Teil um die Ohren?

Bis hierhin schon mal vielen Dank für die Hilfe

Gruß
Torben

[PsiQ]

Also die Freilaufdiode brauchste NUR am Motor, sonst gibts ja keine umgepolte Spannung die abgeleitet werden muß, am besten ne schnelle metallschicht.
Dann...
Kondensatoren, Problem:
-wenn die Anfangs geladen werden müssen, hasste noch mehr Strom auf dem netzteil
-Träge

Spule/Drossel+Kondensator zur Strombegrenzung/Dämpfung, geht wohl , musste aber selber Details suchen.

Schienen parallel schalten sollten gehen:
Probiers aus, wenns nicht klappt schaltets ab, wie bisher auch.
Meist liegts aber daran, dass die Strombegrenzung zu sensibel ist und/oder die aufgedruckten Werte gar nicht nutzbare Werte sind.

Ringkerntrafo/alter Weihnachtslichtertrafo ist da besser geeignet.


#######
Der Buz11 ist eigentlich nicht für 5V-Gatespannung gedacht,
reicht aber meist auch, kannst ja mal den RDS-ON Widerstand messen.
Hast du die Steuerung exakt nach dem Plan gebaut, also mit Treibern, oder nur "einfach" mit Vorwiderstand-Mosfet-Freilauf

[avion23]

Stell mal einen Schaltplan online. Bei 6A von 12A sollte das Netzteil nicht abschalten.

[Besserwessi]

Bei der Freilaufdiode darf man keine ganz langsame nehmen (wie z.B. 1N5403). Das sollte schon eine Schottkeydiode sein. Man sollte zwischen Netzteil und PWM Controlle einiges an Elkos und eventuell auch eine Induktivität haben damit der Stromfluß einigermaßen gelichmäßig ist. Es könnte sein das das Netzteil abschaltet weil der Wechselspannungsanteil am Ausdgang zu groß ist.
Ein weiteres Problem könnte die ungleiche Belastung an 5 V und 12 V sein.

[rtrider]

Hallo


Also die Freilaufdiode brauchste NUR am Motor, sonst gibts ja keine umgepolte Spannung die abgeleitet werden muß, am besten ne schnelle metallschicht.


Hmmm, ok. Ich wollte nur sicher gehen, daß das Netzteil nichts von eventuellen induktiven Resten an der Steuerung sieht.


Dann...
Kondensatoren, Problem:
-wenn die Anfangs geladen werden müssen, hasste noch mehr Strom auf dem netzteil
-Träge


Halte ich auch für keine sonderlich gute Idee. Insbesondere, wenn man bedenkt, daß der Motor schon im Worstcase 50Amps zieht. Dann noch einen Kurzschluss dazu...



Schienen parallel schalten sollten gehen:
Probiers aus, wenns nicht klappt schaltets ab, wie bisher auch.
Meist liegts aber daran, dass die Strombegrenzung zu sensibel ist und/oder die aufgedruckten Werte gar nicht nutzbare Werte sind.


Das werde ich dann mal probieren. Schlimmstenfalls dampft das Netzteil mal kurz 8-[



Ringkerntrafo/alter Weihnachtslichtertrafo ist da besser geeignet.


Hm, ja. Aber 1. woher nehmen (meine Weihnachtskette hat 220V) und Ringkerns sind teuer. Außerdem wollte ich das Teil nicht noch zusätzlich mit Kiloweise Kupferlackdraht vollpacken. Momentan hoffe ich mal auf die Zusammenschaltung der beiden 12V Schienen. Dann kommt Plan B.



#######
Der Buz11 ist eigentlich nicht für 5V-Gatespannung gedacht,
reicht aber meist auch, kannst ja mal den RDS-ON Widerstand messen.
Hast du die Steuerung exakt nach dem Plan gebaut, also mit Treibern, oder nur "einfach" mit Vorwiderstand-Mosfet-Freilauf

Nach Bauplan mit Treibern. Der BUZ11 ist eigentlich auch nur eine Art Notbehelf, da der IRL nicht verfügbar war. Das Teil werde ich dann noch bestellen, aber eigentlich sehe ich keine Notwendigkeit, denn die Steuerung funktioniert soweit. Wenn ich ein altes KFZ-Ladegerät nehme, läuft alles sehr gut. Nur das Ladegerät ist mit 6A spezifiziert und fängt doch schon bös das Brummen an, wenn man unter Last geht. Ich denke, da hauts dann auch ziemlich schnell die Überlastsicherung raus, wenn das in den Dauerbetrieb geht.

Nun denn, ich habe mal den Hersteller angeschrieben, ob die noch ne Pumpe nach Spezifikationen haben, sonst werde ich mal ein wenig aufm Flohmarkt nach Alteisen forschen.... O:)

Gruß
Torben[/quote]

[PsiQ]

gibt auch billiger logic level mosfets die dir auch völlig reichen (brauchst wohl keine 160A peak ;-) ),
wenn ich mich recht entsinne der irfz44n odersowas

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfz44n.pdf

wenn ich mich nicht verschaut habe 30A /@25°C /@5V Gatespannung

EDIT:
Uppsa, die Logic Level scheinen die IRL zu sein nicht IRF..