PWM und die Methode der Pause

Dec 29, 2003 6 Replies

Hallo zusammen,



ich habe da eine Frage zur PWM-Ansteuerung von Gleichstrommotoren (24V). Es gibt ja zwei Möglichkeiten die "Auszeiten" innerhalb einer Periode anzusteuern. Einerseits Freewheelen (Also alle Mosfets aus und den Motor frei laufen lassen) oder die beiden Low-Side-Fets als Kurzschluss schalten. wie es z.b. der HIP4081A normalerweise macht. Was ist denn energetisch und was ist für die Mosfets sinnvoller? Der Strom, der durch das Bremsen erzeugt wird, heizt ja auch die Fets auf. Gefühlsmäßig würde ich ja das Freewheelen vorziehen. Aber... ;-)



Vielen Dank im Voraus



Jan Stumpf


Wenn die MOSFETs nicht angesteuert werden, leiten die Dioden in ihnen. Über denen fällt eine Spannung von 0,7 bis 1V ab. Steuert man zusätlich einen MOSFET an, wird der Spannungsabfall auf jeden Fall kleine, d.h. der Wirkungsgrad steigt.

In eine Vollbrücke gibt es dann noch zwei mögliche Ansteuervarianen, entweder man läß die Spannung zwischen +U und -U umschalten, was z.B. auftritt, wenn man zeitweise keinen MOSFET ansteuert oder man schaltet die Motorspannung zwischen +U und 0 bzw. -U und 0 um. Diese beidben Varianten unterscheiden sich in ihrem Übertragungsverhalten. Will man bei der ersten Variante eine Spannung von Null am Motor einstellen, so muß man mit einem Tastverhältnis von

1:1 zwischen +U und -U umschalten. Bei der zweiten Variante muß man gar nicht schalten. Bei der ersten Variante tritt also eine höhere Wechselspannungsamplitude auf, d.h. es müssten theoretisch höhere Ummagnetisierungsverluste im Motor auftreten.

Rick

Hallo Jan,

Soll´s denn bremsen oder nur die Drehzahl verringert werden? Dementsprechend musst Du die Schaltung ansteuern. Zum Einstellen einer bestimmten Drehzahl benötigst Du -auch abhängig von der Last- ein bestimmtes Impuls-Pausenverhältnis. Im konstanten Wechsel Energie zuführen und im nächsten Moment durch Bremsen in Wärme zurückverwandeln ist Unsinn.

Ich vergleich´s mal mit dem Autofahren: Wenn Du stehen bleiben willst, musst Du brensen. Wenn Du von 140 auf 120 kommen willst, genügt es, das Gas zurückzunehmen. Kräftig bremsen und wieder gasgeben bewirkt nur eine Füllung der K..Tüten durch die Mitfahrer. (Verzeih´mir den Vergleich!)

Gruß Klaus

Hi!

Dementsprechend

So sehe ichs auch. Nur ist das Argument, daß der Rick im anderen Posting gebracht hat auch interessant. Sperren die Freilaufdioden automatisch nur halt nicht so effizient (weg. höherem Spannungabfall) ? Kann das jemand bestätigen? Wenn ich alle Mosfets ausschalte und den Motor per Hand drehe gehts vom gefühl her leichter als, wenn die unteren beiden sperren.

mfg Jan

Jan Stumpf schrieb:

Logisch: im letzeren Fall schließt Du den Motor kurz. Das macht man gerne, wenn man wirklich bremsen will. Im normalen Betrieb willst Du aber nicht wirklich bremsen, also ist dann das Freilaufenlassen sinnvoller.

Das Ansteuern des FETs, wenn dessen Diode leitet (Synchrongleichrichter), hilft Dir hier nicht weiter - in den Pausen arbeitet der Motor generatorisch und wird die Freilaufdiode nur sehr kurz "benutzen" (wegen Induktivität), anschließend würdest Du heftig bremsen. Durch eine satte Induktivität in Reihe zum Motor kannst Du den Brems- Effekt verringern und die Effizienz bei synchroner Ansteuerung etwas verbessern, aber wozu den Aufwand treiben?

Dipl.-Ing. Tilmann Reh Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß. http://www.autometer.de ================================================================== In a world without walls and fences, who needs Windows and Gates ? (Sun Microsystems)

Die PWM-Frequenz ist üblicherweise so hoch, dass das "Kurzschließen" in den Impuls-Pausenzeiten _nicht_ zu einem Abbremsen des Motors führt. Denn die Induktivität integriert die Spannungsimpulse zu einem annäherndem Gleichstrom auf - es gibt also auch keine Bremswirkung, wenn die Vollbrücke den Motor "kurzschließt". Andererseits führt das Abschalten einer Induktivität stets zu einer Induktionsspannung, welche dann die Reverse-Dioden in den FETs zum Leiten bringen - die FETs werden also u.U. mehr belastet als wenn sie durchgeschaltet sind.

Anders sieht es aus, wenn Du die PWM bei laufendem Motor ganz abschalten willst. Dann wirkt ein Kurzschluss als elektrische Bremse des Motors. Aber diesen Fall meintest Du wohl nicht.

Thomas.

Hi!

aha, genau war das, was ich wissen wollte! Also werde ich die Ansteuerung mit Kurzschluss in den Pausezeiten lassen (das andere wäre auch komplizierter anzusteuern).

nein, den meinte ich nicht.

Vielen Dank für die Hilfe!

Allen nen guten Rutsch!

Jan

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