Motorsteuerung PWM für 550W Motor

Hallo Florian,

| Nun ja, kostensensitiv ist heutzutage ja so gut wie alles... Von solchen | Treibern habe ich durchaus schon gelesen, aber ich kenne mich wie gesagt | noch nicht genug damit aus. Deshalb hab ich es erstmal auf die simpelste Art | und Weise mit 'Popeltransis' versucht. Außerdem waren die meisten Treiber | die ich gefunden habe eher für Brückenbetrieb. Welchen Treiber wäre denn zu | empfehlen?

In Deinem Fall könnte es sogar ganz sinnvoll sein, eine Gateunit aufzubauen, die gleich einen Schutz gegen Überbelastung der Fets drin hat. Einige Treiberschaltungen sehen dafür z.B. die Messung Uds beim Einschalten vor, wenn der zu hoch ist, dann wird von selbst wieder gesperrt, was den Transistor heile lässt...Für Deinen Fall wirkt das schon fast wie ein Sanftanlauf ;-) Ich hab für die Teile grade keine Nummern im Kopf, weil in meinen Applikationen (20 A Konstantstromquelle bis 2,5 kV) den Überstromfall nicht gibt, aber beim Einlesen bin ich immer wieder drübergestolpert... Google doch mal nach "gate driver protection" oder so.. und frag mal die üblichen hersteller durch, die haben oft genug Appnotes ohne Ende. IR, IXYS, ST & co sollten da schon weiterhelfen können. schau mal unter

. Da ist schon viel erklärt, ist aber nur eines von vielen Beispielen. Martin

Hallo,

"Uwe Bredemeier" schrieb im Newsbeitrag news:c99o35$5lb$ snipped-for-privacy@golden-gate.bie...

PWM-Steuerung

Ich werd es diesmal mit einem Treiber probieren. Neue Platinen muss ich eh machen, da bietet sich das an.

können.

Die Maschine besteht zum größten Teil aus Aluminiumplatten (20mm Dick). Die FETs schraub ich gegen einen Aluklotz der am Rand der Platine vorgesehen ist. Von dort leite ich die Wärme noch auf eine der großen Alu-Platten, das sollte reichen.

Last

Wie gesagt, mir war schon klar das es an einem Akku anders zugehen wird... Aber das es gleich in Stichflammen ausartet hätte ich nicht gedacht.

sein?

Hab ich bemerkt... Aber mit einem Treiber wird sich das ja dann sowieso ändern.

der

Hmm... Schwierig nachzuprüfen, da das Drain Beinchen nicht mehr so wirklich im Gehäuse fest ist :-)

Gruß, Florian

Florian Hirschberg schrieb im Beitrag ...

Nein, ich meine die diskrete Schaltung mit BC327/337/547 die ich im Thread vorher plaziert hatte, aber wie gesagt: Die Ansteuerung ist nicht dein Problem, dein FET brennt schon so ab. Was eher fehlt ist eine Strombegrenzung, normalerweise als Kurzschlusschutz gemacht (was man auch unbedingt tun sollte, gerade bei so grossen Stroemen, Kurzschluesse gibt es immer mal aus Versehen), und dazu ist der MC34151 als einfachster und billigster MOSFET-Treiber (z.B. bei

nicht die beste Grundlage. Man nimmt lieber welche mit eingebautem Schutz (Mist, LinearTech CD einwerfen, worunter haben die wieder MOSFET-Treiber einsortiert: Interface ? Nein. Special Functions: Nein. Power: Endlich. LT1158 hat z.B. Rsense und MOSFET-Schutz, ob die restlichen Daten passen muesste man noch kontrollieren, auf jeden Fall ist er 'doppelt' so gross als das was du brauchst), allerdings enden deren AppNotes bei Motoren mit 25A, weil sie sonst wohl lieber mehrere MOSFETs parallel schalten wollen und dann die Schaltplaene zu aufwaendig werden. Lesen solltest du dessen Datenblatt vielleicht dennoch, steht doch viel interessantes drin.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

Hallo MaWin,

Der MC34151 wäre aber der einzige Treiber den ich in mir noch eben schnell von Conrad holen könnte, da wollt ich nämlich gleich mal schnell hinfahren. Kann ich dann nicht einfach einen Shunt-Widerstand einbauen (vor Source des FETs?), die Spannung an einen Komperator und damit einfach die Ansteuerung bei Überstrom wegschalten? Damit hätte ich doch auch so eine Art Sanftanlauf.

Gruß, Florian

"Florian Hirschberg" schrieb:

[...]

Die, bei der die Verluste minimal sind und noch kein unakzeptables Geräusch entsteht. Ist eine komplexe Optimierungsaufgabe. Schaltverluste entstehen durch langsames Einschalten, Dioden-Ladung (hier nicht so kritisch). Noch zu beachten: Ummagnetisierung im Motor, steigenes I²R duch Stromwelligkeit (I.d.R. kein Problem, nur bei recht speziellen Motoren mit niedriger Induktivität).

Hilft nur, wenn "Masse" an dem Stromkreis beteiligt ist.

Die *Fläche* des *Wechselstrom* führenden Kreises muß minimal sein. Bist Du sicher, diesen Stromkreis zu kennen?

[6mm breite Leiterbahnen mit 2-3mm Lötzinn]

aber aus Kupfer mit 10facher Leitfähigkeit ggü. Lötzinn.

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Muenchen (oliverbetz.de)

Florian Hirschberg schrieb im Beitrag ...

Ja, bloss so was ist im LT schon drin, und nicht umsonst zeigt der Schaltplan so seltsame Leiterbahnen, weil Leiterbahnfuehrung von Millivoltleitungen in der Naehe von 100A Boliden naemlich NICHT egal ist. Statt mit MC koennte man die Strombegrenzung auch mit Transistoren machen, also ist Strombegrenzung kein wirklicher Grund schnell noch einen MC kaufen zu gehen.

(ausserdem ist Conrad arschteuer, das ist ein 70ct Chip).

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Hallo MaWin,

Mein Problem ist nur, ich brauche dringen bis Dienstag 2 funktionierende Motorendstufen. Ich weiß zwar noch nicht wie ich das machen soll, aber was solls. Für eine Strombegrenzung hab ich noch zu wenig Ahnung von der ganzen Geschichte. Und glaube nicht, das ich mich bis Dienstag schon so weit belesen habe, dass ich sowas bauen kann. Oder hast du eine einfache Strombegrenzungs-Schaltung auf lager? Fertige IC's wären natürlich optimal, aber ich bekomme die niemals rechtzeitig ran. Ich selbst mag Conrad auch nicht, aber ich werde trotzdem mal hinfahren. Dieser MC34151 ist auf jeden Fall schon mal besser als meine jetziger Transistor Gate-Treiber.

Gruß, Florian

Hallo Florian,

500nsec Flankensteilheit sind doch ziemlich flach. 50nsec sollten es schon sein. Der FET arbeitet die Zeit waehrend die Flanke ansteigt linear und dann verbraet er ordentlich Energie.

6mm Bahn sind auch zu wenig. Ich wuerde in jedem Fall eine volle Masseflaeche vorsehen. Aufzinnen ist auch nicht so gut, da ist der Vorschlag mit dem Draht schon besser. Aber noch besser ist eine Masseflaeche und 2oz Kupfer.

Gruesse, Joerg

Florian Hirschberg schrieb im Beitrag ...

Motor |

--100R--+--|I | | >|--+ E| R (leider fuer 70A ein 50 Watt Widerstand mit 0.01 Ohm) --+---+-- Masse

Taugt aber nichts, weil Transi im halb-leitenden Bereich bleint. Man MUSS PWM Machen, man MUSS PWM vorzeitig asbchalten, also z.B. NE555-Reset-Eingang nehmen.

Wie geschrieben, dein Problem ist (noch) nicht die PWM.

--
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Hallo Florian,

Da hast Du ja eine Menge Tips bekommen. Nur von einer Sache wuerde ich abraten: Einen Gate Vorwiderstand wuerde ich nicht benutzen. Auch nicht beim parallelschalten eines weiteren dicken FET.

Jeglicher Widerstand in Serie mit dem Gate erhoeht die Impedanz, die der FET von der Treiberstufe sieht. Nicht gut. Der Miller Effekt wird dann auch schlimmer und die Spannung direkt am Gate kann dann beim Einschalten kurz noch einmal einbrechen.

Man muss Power-FETs wie diese so niederohmig und schnell wie moeglich treiben. Deine 500nsec sind viel zu lang. Selbst mit den BSS Typen kann man das um den Faktor 10 senken. 4500pF Gatekapazitaet in 20nsec bis

30nsec herumzureissen ist kein Pappenstiel, aber mit kleinen Treiberfets von ein paar Ohm RDSon durchaus zu machen. Die BC Typen scheinen das nicht zu bringen. Tip: Ein Abblock Kondensator fuer diese Treiberstufe muss ganz nah an selbiger liegen, denn er liefert im Schaltmoment den ganzen Treiberstrom.

Regards, Joerg

Kurze Ergaenzung: Wenn es um Unterdrueckung von Schwingungen geht, tun es auch Ferritperlen mit etwas Kleber (damit sie nicht rappeln).

Joerg schrieb:

Du solltest dich sachkundig machen bevor du solch verhängniserheischende Tips veröffentlichst.

Das Stichwort für die bevorzugte Suchmaschine ist "Gate Ringing", du findest z.B.

Gruß

Uwe

Hallo Uwe,

Gelesen hatte ich darueber auch schon. Gesehen habe ich einen Gate Widerstand aber noch nicht und auch in meinen Designs keine verwendet. Dennoch war immer alles stabil und sauber. Nimm einfach mal ein Datenblatt eines PWM Chips von einem namhaften Hersteller, etwa National LM3478:

Weit und breit kein Gate Widerstand. Sonst bekaeme man die Schaltzeiten unter 30nsec auch nicht hin. Allerdings muss ein HF gerechtes Layout gemacht werden, sonst oszilliert es.

Selbst bei Hersteller App Notes ist manchmal etwas Aufmerksamkeit geboten. Beispiel: Wie viele Hersteller, Professoren und andere Kapazitaeten predigen, dass man Analog und Digital Ground schoen getrennt halten soll? Das wird dann auch oft beherzigt und bei der EMV Pruefung gibt's auf die Nase. Ich will aber nicht klagen, denn das hat mir schon viele Auftraege gebracht. Alles auf eine Ground Plane (oft gegen erbitterten Widerstand) und danach war immer alles in Butter.

Gruesse, Joerg

Sorry, habe an falscher Stelle zurueckgeschrieben, deshalb noch mal:

Hallo Uwe,

Gelesen hatte ich darueber auch schon. Gesehen habe ich einen Gate Widerstand aber noch nicht und auch in meinen Designs keine verwendet. Dennoch war immer alles stabil und sauber. Nimm einfach mal ein Datenblatt eines PWM Chips von einem namhaften Hersteller, etwa National LM3478:

Weit und breit kein Gate Widerstand. Sonst bekaeme man die Schaltzeiten unter 30nsec auch nicht hin. Allerdings muss ein HF gerechtes Layout gemacht werden, sonst oszilliert es.

Selbst bei Hersteller App Notes ist manchmal etwas Aufmerksamkeit geboten. Beispiel: Wie viele Hersteller, Professoren und andere Kapazitaeten predigen, dass man Analog und Digital Ground schoen getrennt halten soll? Das wird dann auch oft beherzigt und bei der EMV Pruefung gibt's auf die Nase. Ich will aber nicht klagen, denn das hat mir schon viele Auftraege gebracht. Alles auf eine Ground Plane (oft gegen erbitterten Widerstand) und danach war immer alles in Butter.

Gruesse, Joerg

| Der MC34151 wäre aber der einzige Treiber den ich in mir noch eben schnell | von Conrad holen könnte, da wollt ich nämlich gleich mal schnell hinfahren.

Das sollte kein Entscheidungskriterium sein. Muster von TI & Co sind meistens am übernächsten Werktag schon da. Und dann hast Du was rechtes was Dir wieder einige Tage herumpfuschen spart.

Martin

Joerg schrieb:

Du widersprichst dir ;-)

Es macht Sinn Unterlagen der Mosfethersteller zu verwenden statt Beispielschaltungen aus Datenblättern von PWM Controllern oder Ähnlichem.

Natürlich können wir nicht wissen ob der zuständige Ingenieur bei NS sich in realität *auch* mit Leistungsmosfets beschäftigt hat.

In dem von mit erwähnten Applikationsbericht wird anschaulich beschrieben warum es zu Oszillationen am Gate eines Leistungsmosfet kommen kann. (wird..)

Praktisch wirst du die Aussage daß spätestens wenn Leistungsmosfets parallelgeschaltet werden Gatevorwiderstände notwendig sind in den Dokus

*aller* Mosfethersteller finden.

In dem erwähnten Applikationsbericht wird auch erklärt warum Gateoszillation oftmals übersehen wird. Bei einem simpelen Tiefsetzsteller nach einem Trafo geht auch in der Regel nichts kaputt. Es tut halt mit unnötig schlechtem Wirkungsgrad. Bei einer Quelle mit Power ohne Ende (Akku) und einer ansehnlichen Induktivität (Motor) stellen sich die Verhältnisse schnell anders dar...

Gruß

Uwe, entwickelte auchschonmal 5KVA 48V/230V Sinuswechselichter mit vieeelen Mosfets drin

Hallo Uwe,

Den Widerspruch sehe ich irgendwie nicht...

Was die National Ingenieure angeht, die haben schon ganz gut Ahnung. Denn wenn sie eine Strategie veroeffentlichen wuerden, die nicht funktioniert, dann wuerde das viel Umsatz kosten.

Tiefsetzsteller = Buck Converter? Verzeih die Frage, aber technisches Deutsch ist bei mir etwa 20 Jahre her. Wenn damit Buck gemeint ist, koennten solche Schwingungen sehr grossen Aerger machen. Spaetestens beim "TUEV Termin", hier der EMV Untersuchung. Beim Quasi Peak Limit faellt das Geraet dann leicht durch.

Mit dem Wirkungsgrad verhaelt es sich andersherum. Nimm mal an, bei dem hier genutzten FET (4500pF Cg) wuerde man zusaetzlich 5 Ohm vorschalten. Das verlangsamt den Schaltvorgang um fast 25nsec, bei hohen Schaltspannungen aufgrund von Cgd noch mehr. Je nach Frequenz kostet das einige Prozent und die gehen in die Verlustleistung des FET.

Im Ultraschallbereich (mein Gebiet) werden oft ganze Batterien von Pulse FETs verwendet. Da kommt es auf jede Nanosekunde an und wir treiben die so niederohmig wie nur moeglich.

Kritisch beim FET ist induktionsarmer Source Anschluss und das wird leider oft vernachlaessigt. Ja, auch ich habe schon Gate Oszillation gesehen. Aber die Suenden waren immer die gleichen: Source nicht HF-gerecht angeschlossen und viel zu lange Verbindung zum Gate. Anschluss per langer Schaltlitze geht bei schnellen Transistoren eben nicht, egal ob FET oder bipolar. Nach Re-Layout gab es die Probleme nicht mehr.

Wenn man schon am Gate daempfen muss, dann sollte es selektiver gemacht werden als einfach per Widerstand. Es bietet sich verlustbehaftetes Ferritmaterial an, was im gewuenschten Frequenzbereich die gleiche Daempfung bringt, aber den Strafzoll bei der Schaltgeschwindigkeit verringert. Gibt's ja inzwischen sogar in SMT.

Noch etwas am Rande: Nimmt man BSS Transistoren um diesen FET hier zu treiben und setzt diesen Push-Pull Treiber direkt ans Gate, dann hat man ja schon 5-10 Ohm. Damit waere ja Dein Wunsch schon beinahe erfuellt.

Gruesse, Joerg