Motorsteuerung PWM für 550W Motor

Der wird nicht berechnet, der ist aus Erfahrung 10-15 Ohm.

Michael

Hallo NG,

ich hab hier ein wirklich dringendes Problem. Ich habe eine PWM-Steuerung für eine Maschine mit einem 550W/24V Motor gebaut. Mein Problem ist die Motorendstufe... Den Schaltplan dazu findet ihr unter

Das FET sollte eigentlich 70A Dauerlast und 390A gepulst verkraften können. Erste tests an einem großen 24V Gabelstapler-Ladegerät und Motor ohne Last an der Welle liefen erfreulich gut! Auch dauerndes hoch/runterfahren mit dem PWM machte der Schaltung überhaupt nix aus. Die Abwärme war äußerst gering, wie erwartet. Jetzt hab ich die Schaltung zum ersten mal in der Maschine direkt an die 2 x 110Ah Blei Gel Akkus angeschlossen. Das erste was ich versucht habe, war den Motor von 0 direkt auf 100% (Signaleingang der Schaltung direkt auf 24V gelegt) Leistung zu bringen, um den maximalen Belastungsfall (Anlaufstrom des Motors) zu testen. Leider hat die Schaltung nur eine etwa 8cm lange Stichflamme aus dem FET von sich gegeben, die auch erst erlosch als ich die Betriebsspannung kappte! Ich hab ja sicher noch nicht so viel Ahnung von der FET-Motorsteuerungs-Materie, aber bitte schaut euch die Schaltung mal an, und nehmt mich nicht gleich auseinander wenn was völlig daneben ist. Zu der Schaltung muss ich aber noch sagen, das ich den Widerstand R4 weggelassen hatte... Kann das der Grund für den Tod des FETs gewesen sein? Ich der BC547 davor war auch ziemlich verbrannt... Könnte es sein das der gestorben ist, und damit das Gate nicht mehr richtig auf Masse gezogen wurde? Das könnte erklären warum das FET abgebrannt ist.... Aber bevor ich noch mehr FETs zerschieße wollte ich mir mal eure Meinung einholen. Hat jemand ne Idee warum mir das Ding abgebrannt ist? Bin für jede Hilfe dankbar, da die Maschine eigentlich auch schon am Wochenende laufen sollte. Das wird nun wohl eher knapp bis unmöglich :-(

Mfg Florian Hirschberg

Florian Hirschberg schrieb:

Dein Motor hat mit Sicherheit einen erheblich höheren Anlaufstrom, miss mal den Innenwiderstand, darauf solltest du die Endstufe dimensionieren. Lediglich für den Kühlkörper des MOSFET kannst du von den gut 20A ausgehen.

Der Widerstand soll Schwingungen dämpfen (und die Flankensteilheit begrenzen, wg. EMV), der sollte also schon rein. Ich gehe aber nicht davon aus, dass das die Ursache für das Ableben des MOSFET war.

Gruß Dieter

Hallo!

Der Innenwiderstand beträgt etwa 0,2 Ohm, den hab ich schon gemessen. Sollte ich also ein zweites FET parallel dazu schalten?

Gut, dann werd ich den auf jeden Fall verbauen. Wie groß sollte der etwa sein? Wonach bemess ich den überhaupt?

Gruß, Florian

Hallo!

Danke erstmal für eure schnellen Antworten!

Ich werde den auf jeden Fall diesmal einlöten, aber wie gesagt, ich weiß noch nicht genau wie man den bemessen muss.

Ja, leider.... :-(

Nochmal Danke für die schnelle Antwort!

Gruß, Florian

Florian Hirschberg schrieb:

Das scheint mir für einen 550W/24V Motor recht viel, ich hätte mit der Hälfte gerechnet.

Wenn die 0,2R *richtig* gemessen wurden, dann würde ein Zweiter genügen. Der bekommt aber einen separaten Gatewiderstand. Deine Ansteuerschaltung ist übrigens unnötig aufwändig, das macht man mit einem komplementären Emitterfolger (BC327/337).

[Gate-Widerstand]

Das hängt von mehreren Faktoren ab. Bzgl. der Schwingungsdämpfung muss man die Induktivität der Gatezuleitung und natürlich die Gatekapazität kennen, man dimensioniert dann auf den aperiodischen Grenzfall. Wenn die Flankensteilheit begrenzt werden soll sind Gatekapzität und Steuerspannung relevant. Ich würde mal 50-100R verwenden und mit dem Oszi kontrollieren.

Gruß Dieter

Hallo Florian,

Der Akku hat erheblich niedrigeren Innenwiderstand als fast jedes Netzteil, liefert also Energie um jeden Preis. Der Motor hat wahrscheinlich einen hohen Anlaufstrom unter Last und wenn das 70A ueberschreitet, wird es ungemuetlich.

70A sind abs max bei diesem FET. Mehr sind nur erlaubt im Mikrosekundenbereich und das wird bei einem DC Motor leicht ueberschritten.

Q2 und Q3 sind ein wenig mager, um einen FET (dieser hat 4500pF Einganskapazitaet) schnell zu schalten. Kann man per Oszi sehen. Wenn der FET deswegen zu langsam schaltet oder gar die Gatespannung kurz nach dem Schalten wieder einbricht, dann ueberhitzt er rasch.

Q4 wird in dieser Schaltung in die Saettigung getrieben. Ein BSS123 waere zu ueberlegen, wenn genug Eingassignal da ist (er sollte mindesten 4V Pulse bekommen). Der saettigt nicht, weil er ein N-Channel FET ist. Auch fuer die Treiberstufe waeren solche FET ueberlegenswert. Eventuell groessere, denn die

5-10 Ohm eines BSS123/BSS84 Paerchens sind vielleicht zu viel. Vielleicht auch nicht bei Deiner Schaltung, denn mit 4500pF kommt man immerhin noch unter 50nsec Schaltzeit damit.

Die Masseflaeche muss ausserordentlich kernig ausfallen, denn sie traegt den gesamten Motorstrom. Eine einfache Leiterbahn schafft das nicht.

Bei solchen Arbeiten sollte man unter allen Umstaenden Schutzkleidung benutzen, besonders Sicherheitsbrillen. Ich habe schon Deckel von TO-3 Gehaeusen durch eine abgehaengte Decken schiessen sehen. Und immer wissen, wo der Feuerloescher ist...

Gruesse, Joerg

Hmm, ich mess lieber noch mal genau nach... Ich muss zugeben ich hab das nur mit einem Multimeter gemessen. Hab hier aber noch ein älteres Fluke 8840 Tischmultimeter mit 4 Draht Widerstandsmessung. Das werd ich da mal dranhängen.

Hmm, ich sehe schon es läuft alles auf ein neues Layout und neue Platinen aus.... Jedes FET kann 70A Dauerlast laut Datenblatt. Also sollte ich bei angenommen mal 0,1R => 240A ja schon 4 FETs nehmen ?? Irgendwie kommt mir das komisch vor. In der alten Steuerung waren nur 4 "kleine" TO220 FETs drin. Weiß allerdings nicht welche. Dazu kommt noch das das eine H-Brücke war.

Das werd ich mal probieren... Wenn die Schaltung denn mal irgendwann ohne Rauchzeichen arbeitet. Danke für die Hilfe!

Gruß, Florian

Hallo!

Netzteil,

hohen

ungemuetlich.

Mikrosekundenbereich

Ja, das hätt ich eigentlich auch wissen müssen... Nur wie gesagt, ich hab auf dem Gebiet noch nicht so viel Ahnung. Bin grad dabei mich einzuarbeiten.

FET

Schalten

Also die Flankensteilheit ist ganz ok laut Oszi. Zumindest als die Schaltung am Ladegerät noch funktionierte. Ich betreibe die Schaltung normalerweise mit einem 30kHz PWM aus einem Atmel Controller.

zu

die

die

auch

50nsec

Wie gesagt, die Flankensteilheit war noch recht ok. Die Anstiegszeit des Signals am Gate liegt bei etwa 0,5µs. Das sollte doch ausreichen, oder?

den

Ich hab 6mm breite Leiterbahnen zu den Anschlüssen und dem FET gelegt. Auf diese hab ich etwa 2-3mm dick Lötzinn aufgetragen. Ich denke das sollte reichen. Die Motoren drehen später nur 2 Aluminiumwalzen, und werden eigentlich kaum belastet.

benutzen,

durch

Feuerloescher

Ich werde beim nächsten Testlauf auf jeden Fall dran denken :-) Danke für die Hilfe!

Gruß, Florian

Dieter Wiedmann schrieb:

Unser Stapler in der Firma zieht sich fast 500 Ampere beim anfahren rein. Der ist allerdings auch schon ziemlich alt.

CU, Oliver

Florian Hirschberg schrieb:

Wenn du den maximalen Anlaufstrom nicht durch eine Messung hast bist du so aber auf der sicheren Seite.

Da hat die Ansteuerung wohl für einen Softstart gesorgt. Optimal ist es den Motorstrom zu überwachen, dann sind die MOSFETs am besten geschützt.

Gruß Dieter

Am Fri, 28 May 2004 22:59:23 +0200 schrieb Florian Hirschberg:

Das koennte ein Schluessel zum Verstaendnis der Fehlerursache sein. Dein

70A-FET hat einen (moeglichst) kleinen R(ds)on, der im Zusammenhang mit dem extrem niedrigen Innenwiderstand der Spannungsquelle und dem stehenden Motor einen Strom zulaesst, der um eine Groessenordnung ueber dem normalen Betriebsstrom liegt. Fuegst du _irgendwo_ einen Widerstand ein (Ladegeraet (mit Strombegrenzung?) statt Akku, kleinere FETs statt SuperFETs), verringert sich dieser Strom.

Groessere Zuleitungswiderstaende koennten bereits reichen.

Gruss Michael

Sach ma' Florian,

| ich hab hier ein wirklich dringendes Problem. Ich habe eine PWM-Steuerung | für eine Maschine mit einem 550W/24V Motor gebaut. Mein Problem ist die | Motorendstufe... Den Schaltplan dazu findet ihr unter |

ist dat Dingens so kostensensitiv, dass da kein ordentlicher Treiber dran darf? Meine Herrn, 'paar'zwanzig Ampere und im Anlauffall noch viel viel mehr schalten wollen, aber grad mal Popeltransis zur Gatesignalansteuerung...

Warum glaubst Du werden solche Treiber hergestellt?

| wie erwartet. Jetzt hab ich die Schaltung zum ersten mal in der Maschine | direkt an die 2 x 110Ah Blei Gel Akkus angeschlossen. Das erste was ich | versucht habe, war den Motor von 0 direkt auf 100% (Signaleingang der | Schaltung direkt auf 24V gelegt) Leistung zu bringen, um den maximalen | Belastungsfall (Anlaufstrom des Motors) zu testen.

Damit beginne ich auch meistens, könnte ja sein, dass alles auf anhieb klappt und dann hätte man mit vorsichtiger Inbetriebnahme nur unnötig Arbeit gehabt, nicht?

Nur weiter so...

Martin

Martin Schönegg schrieb im Beitrag ...

Das Problem ist, das das nicht sein Problem ist: Sein abrauchender Testfall passiert bei total eingeschalteten FETs, kein PWM, Umschaltzeit und

-verluste sind also nicht relevant. Es wird wohl der satte Unterschied zwischen einem freilaufenden Motor und einem Motor unter Last sein, den sein FET nicht aushaelt. Haette man eine PWM mit Strombegrenzung, waere man auf der sicheren Seite, da wuerde ich eher die Bauteile spendieren um eine Abschaltung bei jedem PWM Impuls sobald 70A erreicht sind zu erzwingen. (Den Treiber haette ich einfacher aufgebaut, siehe mein Posting bei "Re: diskreter Ausfbau eines MOSFET Gate Treiber gesucht")

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
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.

"Martin Schönegg" schrieb im Newsbeitrag news:c98f3o$dsi$ snipped-for-privacy@online.de...

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?

Wie ich bereits geschrieben hatte habe ich die Schaltung schon am Netzgerät/Ladegerät im Betrieb gehabt. Da sie dort bereits einwandfrei Funktionierte und auch unter Belastung (PWM 100%, 0%, 100% 0%...) , habe ich sie in der Maschine versucht unter den härtesten Bedingungen zu testen.

Hab ich vor...

Gruß, Florian

"MaWin" schrieb im Newsbeitrag news:01c4455b$8d3c5b60$0100007f@amdk6-300...

schrieb im Beitrag ...

Testfall

Hmm, du meinst den MC34151? Hab mir das Datenblatt angeschaut. Einfacher gehts wirklich nicht. Nur woher bekommt man die Dinger? Reichelt hat sie leider nicht im Programm, oder ich hab sie nicht gefunden.

Danke für die Hilfe!

Gruß, Florian

"Florian Hirschberg" schrieb:

[...]

ist nicht gerade das richtige Projekt, sich in Motorsteuerungen einzuarbeiten (SCNR).

warum so hohe Frequenz? Schaltverluste geprüft?

BTW: Das Layout ist kritisch, insbesondere die Fläche um die der Wechselstrom fließt (Elko-T-D). Dein Schaltplan weist nicht darauf hin, daß Du das berücksichtigt hast.

[...]

reicht für ca. 10A bei 35um Kupfer.

wenn es wirklich so dick war, könnte (!) es für 25A reichen. War das nicht mühsamer, als einen Draht draufzulöten oder gleich die Leiterbahn richtig zu dimensionieren?

[Feuerlöscher]

Vorzugsweise Schaumlöscher, kein Pulver (bäh). Sonst kannst Du das Zeug auch gleich brennen lassen.

Servus

Oliver

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Oliver Betz, Muenchen (oliverbetz.de)

Hallo MaWin,

Hab den MC34151 bei Conrad gefunden... Allerdings nur im guten alten Katalog, mit der Such-Funktion auf deren Homepage kann man ja nix anfangen. Die Frage wäre also schon mal geklärt. Wenn ich nun den Treiber benutze, müssen dann noch Widerstände vor das Gate? Die sind doch sicher schon integriert, oder? Ich werde nun mal sicherheitshalber 3 FETs parallel schalten bevor ich einen weiteren Versuch starte. Gibts sonst noch was worauf ich achten sollte?

Gruß, Florian

Hallo,

"Oliver Betz" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@z1.oliverbetz.de...

einzuarbeiten.

Irgendwo muss ich ja Anfangen :-) Außerdem wollte ich unbedingt die Steuerung für diese Maschine bauen. Dazu gehört eben auch das ich die beiden Motoren steuern kann.

Welche Frequenz wäre denn geigneter? Wonach genau sollte man die bemessen?

Ich hab Masseflächen rund um die Leiterbahnen die den Wechselstrom führen. Auf was sollte man noch achten?

Auf

Hmm, da die Beinchen der FETs auch nicht viel dicker sind hab ich mir gedacht das diese Leiterbahndicke ja wohl reichen sollte. Draht auflöten kann ich natürlich auch noch.

Ich werde auch diesen Ratschlag befolgen :-)

Gruß, Florian