Bitte um abschließende Begutachtung der Schaltung

[demmy]

Hallo zusammen,

ich möchte euch bitten die folgende Schalltung anzusehen. Ich würde gerne wissen wo die Schwachstellen sind und wo man etwas verbessern könnte?



Mit dem zweiten Optokoppler möchte ich das PWM-signal potentialfrei zur Verfügung stellen.

Viele Grüße

[askazo]

Hi,

zuächst mal hättest Du besser Deinen alten Thread fortgesetzt - hätte ich den nicht schon gelesen, hätte ich hier nicht gewusst, worum es eigentlich geht.

Zur Schaltung: Das funktioniert so noch nicht. T2 ist ein NPN-Transistor und auch Deine Optokoppler haben am Ausgang NPNs. NPN-Transistoren müssen die Last gegen Masse schalten, d.h. der Emitter muss auf Masse liegen.
So sollte es gehen:



Gruß,
askazo

[BMS]

NPN-Transistoren müssen die Last gegen Masse schalten, d.h. der Emitter muss auf Masse liegen.

Nicht zwangsläufig - es gibt ja auch die Kollektorschaltung, die je nach Einsatzgebiet durchaus ihre Berechtigung hat.

Die Schaltung sieht soweit gut aus. Den Gatetreiber habe ich nicht kontrolliert, ist vermutlich nach Datenblatt verschaltet?
Grüße, Bernhard

[demmy]

Die Emitterschaltung des Transistors T3 habe ich aus designtechnischen Gründen der Platine gewählt. Für eine Kollektorschaltung müsste zu viel auf der bereits bestehenden Platine geändert werden. Der PWM-part kommt jetzt neu dazu und der Rest soll so bestehen bleiben.

Ja das mit dem Gatetreiber is so ne sache, ich habe leider keine genaue Vorlage gefunden, auch im Datenblatt steht nichts konkretes drin. Ich denke das die Beschaltung so richtig ist, wo ich mir nicht sicher bin ist die größe der beiden Kondensatoren am Gatetreiber?

Grüße

[BMS]

Die Emitterschaltung des Transistors T3 habe ich aus designtechnischen Gründen der Platine gewählt.

Du hast eine Kollektorschaltung gebaut Die Bezeichnung richtet sich immer nach dem Anschluss, der weder Eingang noch Ausgang ist. Basis ist hier Eingang, Emitter Ausgang -> Schaltung heißt Kollektorschaltung!
Für die Kondensatoren an den Gatetreibern würde ich einen 100nF Keramikkondensator und parallel dazu einen Elko mit 1-10µF vorschlagen. Die Kondensatoren sollten möglichst dicht am Treiber sein, mit möglichst kurzen Leiterbahnen zum Treiber. Kurze Leiterbahnen sorgen in erster Linie dafür, dass parasitäre Induktivitäten (und auch ohmsche Widerstände) verringert werden.
Grüße, Bernhard

[demmy]

Sorry ich meinte natürlich auch Kollektorschaltung!

Das heißt jeweils für beide Kondensatoren einen 100nF Keramikkondensator und parallel dazu einen Eklo?

[BMS]

Das heißt jeweils für beide Kondensatoren einen 100nF Keramikkondensator und parallel dazu einen Eklo?

1 Kerko und 1 Elko sollte ausreichen, also z.B. C9=100nF, C10=10µF und das möglichst nah am IC. Auch die Verbindungen von Pin 1-8 sowie 4-5 sollten kurz sein.

[Besserwessi]

Die Diode zwischen Gate-Treiber und MOFET ist vermutlich überflüssig, und dann auch eher falsch herum gepolt. Die Idee bei der Diode ist meist ein schnelleres Abschalten als Einschalten in einer Brückenschaltung.

Die Freilaufdiode für die Last muss schneller und vermutlich auch größer sein. Die Diode sollte schon den Strom des Motors vertragen. Der Gewählte MOSFET ist auch keine gute Wahl: die Spannungsfestigkeit ist reichlich hoch, und damit der On_Widerstand und die Gate Kapazität relativ groß. Der Elko hinter dem Gleichrichter ist relativ klein - das passt irgendwie nicht zum MOSFET, ggf. wäre dann da eine extra Pufferung für den Gate Treiber zu empfehlen. Wieviel Strom soll die Schaltung überhaupt liefern können ?

[demmy]

Es sollen aber kein Motor sonder niedervolt Halogenlampen betrieben werden. Also die Schaltung soll in etwa 6A - 8A maximal liefern können, für 4x20W Strahler. Welchen Mosfet würdest du denn empfehlen? bzw. wie würdest du die Schaltung aufbauen? Die Kondensatoren des Gattetreibers wurden inzwischen in der Zeichnung schon durch einen 100nF und 10µF ersetzt.

Die Freilaufdiode würde ich gegen eine 80SQ045TR ersetzen.

[Besserwessi]

Bei Strahlern als Last wäre so etwas wie die UF4003 oder selbst die 1N4001 ausreichend, zumindest wenn keine extra Induktivität genutzt wird. Dann ist die Freilaufdiode nämlich nur für ggf. vorhandene parasitäre Induktivitäten da. Eine kleine zusätzliche Induktivität (z.B. 1-10 µH) und ein Kondensator am Ausgang wären ggf. ganz gut, um Funkstörungen an langen Leitungen zu den Lampen zu reduzieren. Die Freilaufdiode dürfte dann ruhig etwas größer werden, so etwa wie UF5403 oder auch die genannte Schottkydiode oder auch etwas kleiner wie eine SB540.

Ein passenderer MOSFET wäre da etwa ein IRFZ44 oder was ähnliches. Ggf. wäre auch 2 (ggf. etwas kleinere) MOSFETs eine Alternative weil damit die Verlustleistung besser abgeführt werden kann und man dann ohne Kühlkörper auskommt.

Aufpassen muss man noch etwas mit dem Elko hinter dem Gleichrichter: der sollte ein low ERS Typ sein, so wirklich groß muss der auch nicht mal werden. Die Spannung zur Versorgung des Gate Treibers muss dann aber noch mal extra per Diode und Elko entkoppelt werden, damit die nicht im Nulldurchgang der Spannung zu sehr einbricht. Der Gate-treiber darf ggf. auch einfacher werden, denn für Lampen muss die PWM Frequenz nicht so hoch sein, und es darf auch etwas langsamer geschaltet werden. Mit dem relativ langsamen Optokoppler sind allerdings einfach 2 Transistoren als Emitterfolger noch keine gute Wahl. ggf. wäre je nach MOSFET und Treiber auch noch eine Begrenzung der Spannung nötig, denn aus 12 V AC werden schnell mehr als 16 V und im Leerlauf auch schon mal im ungünstigen Fall mehr als 20 V. Als low Cost Variante wäre ggf. sogar ein NE555 als Gate Treiber möglich. Ein ICL7667 wäre auf alle Fälle ausreichen, wenn die Spannung begrenzt ist.