H-Brücke für 12V mit 5V steuern

[dennisstrehl]

Ein NPN-Transistor wird leitend, wenn ein Strom durch die Basis-Emitter-Strecke fließt.

Schauen wir uns mal die Zustände an:
1. Mikrocontroller-Ausgang auf High-Pegel
Der erste Transitor wird leitend und zieht seinen Kollektor dadurch auf Masse. Da die Basen der nächsten beiden Transistoren auf 0 Volt liegen, sperren sie. Der untere zieht den Ausgang also schonmal nicht auf Masse. Der obere Transistor sperrt auch, der Strom fließt dann über den 4k-Widerstand ganz oben in die Basis des oberen Treibertransistors. Der wird leitend und zieht den Ausgang auf 12V.
2. Mikrocontroller-Ausgang auf Low-Pegel
Der Transistor ganz unten leitet nicht. Die Basen der nächsten beiden Transistoren wirken in etwa wie eine Diode, die mit der Flussrichtung in Richtung GND geschaltet sind. Sie ziehen dadurch ihre Basen von selbst auf Masse und sperren. Ab hier ist alles wie in Fall 1.

Abhilfe schafft wie gesagt ein Widerstand, der zwischen Plus und den Kollektor des ersten Transistors (den unten links in der Ecke) geschaltet wird. Er zieht die Basen, wenn der erste Transistor sperrt, in Richtung 12V, wodurch ein Strom durch die Basen fließt und die Transistoren leitend werden. Der untere Transistor zieht dann den Ausgang auf 0V, der obere sorgt dafür, dass der Transistor ganz oben sperrt.

MfG

[PICture]

Hallo!

@denisstrehl

Du hast wahrscheinlich übersehen, das die an uC angeschlossene (untere) Transistoren p-n-p sind.

@scales

Man müsste eigentlich vom Motorstrom ausgehen und die Schaltung entsprechend dimensionieren. Vielleicht haben die Transistoren in der Brücke zu kleine Stromverstärkung um mit 4 kOhm Basiswiderständen dem Motor genug Strom zu liefern ?

MfG

[dennisstrehl]

Oh , Sorry. Meine Erklärung ist dann hinfällig.
Aber ich fürchte, deine Vermutung kann auch nicht ganz zutreffen, denn die oberen Treibertransistoren haben den gleichen Vorwiderstand und werden noch dazu in einer (in diesem Fall) schwächeren Kollektorschaltung betrieben. Und er meinte ja, dass die Ausgänge immer High-Pegel hätten, die oberen Transistoren schalten also ohne Probleme.
Dass man die Schaltung je nach Motorstrom dimensionieren muss, das stimmt allerdings.

MfG

[PICture]

@denisstrehl

Brauchst Dich nicht entschuldigen, mir passiert sowas auch.

MfG

[frank-findus]

Hallo,

ich würde vier Optokoppler mit Transistorausgang nehmen, die jeweils mit den Schalttransistoren der H-Brücke eine Darlington-Stufe bilden und alle Probleme sind behoben. Die Ansteuerung erfolgt sauber über entsprechend vorgeschaltete CMOS- oder TTL-Inverter ...

Es gibt sogar Leistungs-Optokoppler, z.B. der PVAZ172N, schaltet bis 60 V bei 1 A und kostet ca. 5 Euro pro Stück, da brauchst du nicht mal extra Schalttransistoren, nur 2 Inverter, direkt vom Microcontroller gesteuert.

Frank

[beast]

also ich hab das ganze etwas anders dimensioniert.

oberen 2 470Ohm und den Rest mit 1k Widerständen, allerdings betreibe ich das ganze mit 2,4V.
(etwas in eigener Sache: kennt wer FET die bei ca. 2V schon durchschalten?)

@scales
2 Dinge:

1. Hast du das schon mal ohne die 2PNP getestet? also deine 5V bzw. 0V direkt bei den Emittern der PNP angelegt?

2. Keine Ahnung was für eine Stromverstärkung die Transistoren haben,
aber bei 5V und 4kOhm sind das 1,25mA für den Ib im unteren Teil der H-Brücke und das ist schon verdammt wenig.
(obwohl ich bei meinen 2,4V und 470Ohm nicht blöd reden darf sind da ja auch nur 5mA )

[scales]

2.also ich bin davon ausgegangen, dass der Motor ca. 1A zieht,
die Transistoren sind TIP140 (bzw. TIP145 (PNP)), die haben 1000fache Stromverstärkung

deswegen hab ich ausgerechnet dass bei den Transistoren direkt am Motor ca. 4KOhm hinmüssen,
und ich hab dann sowiso 3,3K genommen

bei den anderen hab ich ausgerechnet, dass eigentlich ca. 4 MegaOhm davor müssen,
hab dann aber 100K genommen weil das die größten sind die ich hab

aber bei den oberen 100K bin ich mir nicht sicher, da probier ich mal was kleineres



1. ohne die PNP Transistoren hab ichs noch nicht versucht,
das mach ich dann aber bald mal

EDIT:
ich habs jetzt mal ohne die PNP-Transistoren ausprobiert:
wenn ich low anlege kommt wie es sein soll high raus,
wenn ich aber high anlege schalten alle Transistoren durch und es gibt somit nen Kurzschluss

[beast]

wenn du High anlegst müssten Q2 und Q6 durchschalten und an der Basis von Q1 ca. 0V anliegen. Wenn nicht kann es sein, dass die Basis von Q1 nicht am Collector von Q6 anliegt.

Ich oute mich mal, dass ich beim ersten Aufbau die Basis von Q2 statt Q1 erwischt und hab mir so meinen KS zugezogen

hoffe das hilft dir

[scales]

ich hab das nochmal überprüft, ich hab das definitif an den richtigen Stellen verbunden,
und die Chance dass ich auf der anderen Seite den gleichen Fehler nochmal mach halt ich für gering

ich hab jetzt mal die Basis von Q1 direkt mit nem seperaten Kabel auf Masse gezogen,
wenn ich das mach funktioniert alles problemlos

also aus irgendeinem Grund wird Q1 nicht gesperrt sobald Q6 aufgeht


EDIT:
habs jetzt auch mal mit nem kleineren Wiederstand vor Q6 probiert,
aber sogar ein 470Ohm Widerstand hat nichts gebracht, daran liegt also wohl nicht

mein Bruder meint dass ein Widerstand vor der Basis von Q1 helfen könnte,
meint ihr das bringt was das auszuprobieren?
(dafür müsst ich das Zeug erst mal wieder auseinander und neu zusammenlöten)

[beast]

ist zwar weit hergeholt, aber kann es sein, dass der Q6 einen zuhohen Spannungsabfall bei Vce hat und daher Q1 durchschaltet? Ich nehm mal an, dass alle deine Qs der gleiche Typ sind. Der untere H-Brücken-Transistor (Q-nummer vergessen *schäm*) besser durchschaltet als dein Q6 und das du dir so die Spannung zum Durchschalten erhaltest?

hast du schon mal nen großen Widerstand von den 12V gegen die BAsis von Q1 geschalten, oder nen bc574 als Q6 verwendet?

Wie gesagt sehr weit hergeholt, aber es scheint, als ob vom Q6 der Collector nicht gegen Masse geht