Motorschaltung korrekt?

[Besserwessi]

Die Bremswirkung bei kurz geschlossenem Motor kann schon recht heftig sein - bei den meisten Akkuschraubern sieht man das ganz gut wie schnell die stehen. Das reicht zum Teil um durch die Trägheit das SSBF zu öffnen. Prinzipbedingt nimmt die Bremswirkung aber mit abnehmender Geschwindigkeit ab.

Die Schaltung mit dem P-Kanal MOSFET ist schon einfacher. Weil man in der Regel deutlich weniger bremst als Strom für den Antrieb braucht, ist der etwas höhere Verlust am P-Kanal MOSFET auch kein wirkliches Problem. Die Bremse muss nicht für Dauerbetrieb ausgelegt sein - es sei denn man will mit dem Bot steile Berge runter fahren. Die Gezeigte Schaltung mit dem einen Transistor als Treiber reicht für eine Vollbremsung, für PWM kann es gerade so gehen, wenn der Widerstand R4 angepasst wird (eher 1 K als 100 K) und der MOSFET nicht zu groß ausgelegt ist, und daher nicht so viel Kapazität hat. Zur Sicherheit wäre eine Hardwaremäßige Verriegelung für den N und P-Kanal MOSFET sinnvoll, und auch eine kleine Pause (eher so im 10 µs Bereich, da sollte Software reichen) zwischen dem Ausschalten den Antriebs (N-Kanal MOSFET) und dem Einschalten der Bremse.

[Klebwax]

Die Schaltung mit dem P-Kanal MOSFET ist schon einfacher. Weil man in der Regel deutlich weniger bremst als Strom für den Antrieb braucht, ist der etwas höhere Verlust am P-Kanal MOSFET auch kein wirkliches Problem.

Ein wenig rechnen: bei 10mOhm und 10A bleibt 1W im Transistor, bei 20mOhm sinds dann 2W bei 120W im Motor. Nehmen wir mal eine solche Brücke an, macht das zusammen 3W, das ist nun wirklich nicht viel.

Viel wichtiger sind die Schaltverluste, und die machen sich an der Gatekapazität fest. Der empfohlene IRFB3004PbF hat eine Gatekapazität von mehr als 14nF, die muß erstmal geladen werden. Mit einem Portpin oder einem einfachen Transistor bekommt man das nicht hin. Dafür braucht man den kräftigsten Gatetreiber, den man kaufen kann. Und der wird sich nicht mit einem Watt Verlustleistung zufrieden geben.

Generell gilt, je kleiner der Rdson, desto größer die Gatekapazität, desto höher die Schaltverluste, desto aufwendiger der Gatetreiber und desto schneller der Hitzetod selbst bei kleiner Last. Ich würde also eher darauf achten, daß die Gatekapazität möglichst unter 1nF liegt und der Transistor den Blockierstrom des Motors verträgt (jedenfalls so lange, bist die Sicherung anspricht).

MfG Klebwax

[MNjuniors42]

Ok vielen Dank! nun denke ich krieg ichs hin

[Besserwessi]

Die passende Größe MOSFET für die Bremse wäre eher so etwas wie IRF9Z34N oder ggf. was ähnliches für weniger Spannung. Der hat zwar 100 mOhm RON und damit bei 8 A schon 6,4 W Verlustleistung, aber das ja nur für weniger als 1 Sekunde und danach in der Regel wenigstens einige Sekunden Pause. Dafür kann man den mit 0,6 nF Gate Kapazität auch noch mit der einfachen Transistorstufe schnell genug (ein paar µs) schalten - auch hier sind minimale Verluste kein absolutes muss - auch wenn die Bremsenergie zu 100% in Wärme umgewandelt wird, ist das vermutlich noch akzeptabel.

[Klebwax]

Ich würde auch noch mal einen Gatetreiber in Erwägung ziehen. Einen doppelten bekommt man im 8-poligen Gehäuse, ist auch kaum mehr als der Transistor mit den Widerständen und man geht Problemen mit den Logic-Leveln aus dem Weg. Bei Microchip gibt es die App. Note AN786 mit einer schönen Übersichtsliste.

MfG Klebwax