Zitieren1. man kann das auch mit relais aufbauen
2. dicke kabel verhinden ein feuerchen im roboter
3. kuelkoerper helfen sehr beim geld-sparen
Hi,
ich möchte mir eine Motorsteuerung für etwas größere Motoren bauen. Die Steuerung soll dabei mit Strömen von 10 bis 20 Ampere fertig werden.
Da es keine fertigen H-Brücken ICs gibt die solche Stromstärken aushalten werde ich mir das aus einzelnen MosFETs aufbauen müssen.
Wie sieht das mit der Ansteuerung der Mosfets aus ? Ich habe gelesen, das das das umladen dabei möglichst schnell gehen sollte, damit die Verlustleistung möglichst klein bleibt, bedeutet, das ich eine Treiberstufe für die Ansteuerung brauchte ... wie müsste die dann aussehen und dimensioniert sein ?
Wie ist das mit den PWM Frequenzen ? In welchen Bereich dürfen die dann bei einer Mosfet H-Brücke liegen ?
Und ganz wichtig : welche Mosfets kann man für sowas überhaupt benutzten ? Bzw. worauf muss man achten ?
So, ne ganze Menge Fragen ... ich hoffe jemand kann mir die beantworten
MfG Kjion
PS: Gibts eigentlich irgendwo 0,01 ( 4 Watt ) oder 0,001 Ohm ( 2 Watt ) Widerstände ?
1. man kann das auch mit relais aufbauen
2. dicke kabel verhinden ein feuerchen im roboter
3. kuelkoerper helfen sehr beim geld-sparen
1. Nein, kann man nicht wenn man das per PWM steuern will.
2. ist klar
3. genauso...
Für große Mosfets gibt es extra Treiberbausteine. Sie sind meistens im DIL-8 Gehäuse und haben ein oder zwei Treiber drin. Die Bausteine können bei hohen Frequenzen ( >100kHz) ein paar Ampere schalten und dadurch die hohen Gateladungen von dicken Mosfets steuern. Ein L293D als Treiber würde wahrscheinlich auch gehen. Falls höhere Spannungen als ca. 15V geschaltet werden sollen, nimmt man zusätzlich Impulsübertrager für die Highside-Mosfets oder eine Ansteuerung über eine Totempfahlschaltung.
Zu den Mosfets: je niederohmiger desto verlustleitungsärmer. Man kann auch mehrere Mosfets parallelschalten. Beispiele findest du bei Modellbau- Fahrreglern.
und zum Schluß: wenn es nicht so genau sein muß, kann man Spannungsabfälle von Anschlußleitungen auch zur Strommessung nutzen.
Guten Tag!
Ich hab damals so etwas mit einem TC4469 (4fach AND-Gatter invertiert) und mit einer H-Bridge aus 2 x BUZ11 und 2 x IRF9540N und vier Optokoplern CNY17-4 umgesetzt. Als INPUT hab ich ein PWM-Signal und eine Signal für die Richtung vorgesehen. Ich konnte damit größere E-Motoren exakt steuern. 24 V, mit 11.5 A, 200 W. Wobei die Mosfets mit Kühlrippen versehen werden mußten.
Um einen kleinen Einblick darüber zubekommen ist in der Doku zum TC4469 eine kleine Beispielschaltung
->http://www.portlandrobotics.org/down...les/21425a.pdf. Die hab ich allerdings an meine Bedürfnisse angepaßt, sprich Motoren mit mehr als 18 V, denn der TC4469 kann nur maximal 18V ab, das hab ich auch leider selber in Erfahrung gebracht!
Alternativ kann man sich auch den MD03 kaufen, der allerdings auch nicht sehr billig ist. Er ist eine 50Volt 20Amp H-Bridge Motor Drive Unit
mit einigem Schnickschnack. Hier ist der Link:
http://roboter-teile.de/Shop/pd1555692544.htm?defaultVariants={EOL}&categoryId= 3
Gruß skontox
Hi,
hört sich gut an deine Schaltung. Ich werd mich mal genauer mit dem TC4469 beschäftigen.
Wie hast du das genau gemacht ? Hättest du vielleicht den Schaltplan zu deiner Schaltung *scheinheiligfrag*Die hab ich allerdings an meine Bedürfnisse angepaßt, sprich Motoren mit mehr als 18 V
Ja, der md03 ist ganz net, allerdings hören sich 170 € für eine Motorsteuerung erstmal nicht so gut an
MfG Kjion
Ja, die hab ich!
Ich muß sie nur nochmal suchen, dann poste ich Sie Dir.
Gruß skontox
So ich habs jetzt wieder gefunden.
In motorsteuerungs.gif ist die komplette Schaltung zusehen.
Allerdings müssen dort noch Freilaufdioden hinein.
Die hatte ich damals vergessen, diesen Tip hat mir jemand, der sich auch für meine Schaltung interessierte gegeben, er schien sehr visiert zusein.
Er schrieb folgendes:
"Erst mal vielen Dank für Deine Bemühungen.
Nun zu Deiner Schaltung:
Vom Prinzip her ist Deine Schaltung recht pfiffig.
Ich meine damit die Lösung die Feldeffekttronsistoren über eine Kombination von Optokopplern wie auch C-Mos-Gattern anzusteuern.
Aber etwas wichtiges fehlt noch.
In Deiner Schaltung fehlen entsprechende Freilaufdioden.
Merke: wenn man induktive Lasten schaltet so entstehen Spannungsspitzen. Diese Spannungsspitzen sind sehr oft der Tod der entsprechenden Halbleiter deren Spannungsfestigkeit sehr schnell überschritten werden. Zur weiteren Erläuterung habe ich Dir eine kleine Modifikation als Anlage beigefügt."
So diese Anlage ist
in Abbildung motorsteuerung2.gif zusehen.
Ich hoffe ich konnte Dir weiterhelfen. Die Leistungsstärke die diese Schaltung verarbeiten kann hängt nun alleine von den C-Mos-Gattern ab. Du kannst Dir auch größere dort einbauen. Allerdings hab ich n-Kanal und p-Kanal Gatter verwendet. So wie es auch in der original Schaltung vom TC4469 angegeben wurde. Der MD03 hingegen benutzt für alle vier Gatter den gleichen Kanal. Über Roboter-Teile.de bei dem sehr netten Herrn Jörg Pohl kannst Du auch solche starken CMOS-Gatter bestellen, zumindest die die auch für den MD03 verwendet werden.
Naja ich hoffe ich konnte Dir weiterhelfen, denn ich hatte das gleiche Problem früher. Ich wollte nicht nur kleine Motoren steuern sondern auch richtig dicke, und da hab ich auch wochenlang im Netz gesucht und nicht viel gefunden.
Allerdings gibt es da auch noch eine Alternative, das wurde oben schon angesprochen, man könnte das Ganze auch mit einem zweifach um Schaltrelais und zwei C-MOS-Gatter aufbauen. Das funktionierte auch, aber ich wollte kein geklackere haben, und deshalb hab ich mich für diese Möglichkeit entschieden.
Wenn hier allerdings jemand ist und noch eine andere oder bessere Möglichkeit gefunden hat, bitte hier posten, das würde mich auf jeden Fall auch sehr interessieren.
Ich hoffe zumindest das ich dir weiterhelfen konnte
Gruß skontox
Hallo zusammen,
eine kleine Kritik zum Schaltplan "motorsteuerung.gif"
Im Bild motorsteuerung.gif fehlen Zenerdioden an den Gates der Mosfets; sonst bekommt das Gate mehr als die zugelassenen 18V.
Die externen Freilaufdioden sind nicht so wichtig, denn Mosfets haben integrierte Freilaufdioden. Für höhere Leistungen
ist aber eine RCD- Schutzbeschaltung vorteilhaft.
hier eine kleine Berechnung zu motorsteuerung.gif
Untersuchung der Schaltzeiten der MOSFETS bei vorliegender Schaltung:
Voraussetzungen:
Die Gateladung vom Mosfet ist ca. 200nC; Gatespannung max. 10V;das entspricht einer Gatekapazität von
ca. 2nF (geschätzt) incl der Rückwirkungskapazität Cdg.
Sehr grobes Überschlagen der Umschaltzeiten der Mosfets:
Einschalten über den 10K- Widerstand:
Ton=R*c = 10k * 2nF = 20us
Ausschalten über den CNY17-4 mit 20mA bei einem K=200:
Toff= C*u/I = 2nF *10V / 0,02A = 1us
Für eine ordentliche PWM-Steuerung von 10% bis 90% sollten die Ein- und Ausschaltzeiten
klein sein gegenüber diesen Zeiten;also bei ca. 1% der PWM- Frequenz.
PWM-Frequenz = 100*( Ton + Toff) = 100*21us =2,1ms = maximal 500Hz !!!
Die Vorteile des TC4469 werden dabei garnicht genutzt, weil der CNY17 die Mosfets schaltet.
Er könnte auch durch einen SN7400 ersetzt werden, der kann auch 10mA Ausgangsstrom für die Optokoppler liefern.
würde der TC4469 direkt über 10 Ohm - Widerstände an die Mosfets geschaltet,
sieht es folgendermaßen aus:
Ri = 15ohm
Rgate = 10ohm; Ri aus Datenblatt 15ohm
Ton = Toff= C*u/I = 2nF * 10V / 1,2A = 16ns
Ton = Toff= R*c = (15ohm + 10ohm) * 2nF = 50ns // die höhere Zeit gilt!
Kontrolle im Datenblatt TC4469 Seite 6 oben: Ton = Toff = 70ns gegenüber berechneten 50ns
für eine so grobe Abschätzung garnicht so schlecht oder?
Daraus folgt:
PWM-Frequenz = 100*( Ton + Toff) = 100*(70ns+70ns) =14us = maximal 70 kHz !!!
Ergebnis: der Plan "Motorsteuerunmg.gif" kann bei PWM wenn überhaupt, dann nur mit einer Maximalfrequenz von 500Hz arbeiten.
Es lohnt sich, sich im Internet nach weiteren Schaltungen zu erkundigen.
grüße an alle, Stupsi
Hallo Kijon,
schau dir mal unter http://us.st.com/stonline/books/pdf/docs/5651.pdf die Halbbrückentreiber L6384 an. Diese werden auch in den Devantech Modulen MD03 und MD22 genutzt.
Naja, der MD22 bietet für weniger als die Hälfte 2 Kanäle und wenn man da noch Kühlkörper draufmontiert, kommt man sogar in die Regionen vom MD03 (MD22 und MD03 haben die gleiche Endstufen).Ja, der md03 ist ganz net, allerdings hören sich 170 € für eine Motorsteuerung erstmal nicht so gut an
@skontox
Danke für das Lob, allerdings habe ich leider keine Gatter oder Leistungs-Fets in meinem Sortiment.Über Roboter-Teile.de bei dem sehr netten Herrn Jörg Pohl kannst Du auch solche starken CMOS-Gatter bestellen, zumindest die die auch für den MD03 verwendet werden.
Viele Grüße
Jörg
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