Hallo, ich arbeite an einer Schaltung, die ein vom Atmega328 kommendes PWM-Signal verstärkt und es erlaubt bei einen DC Motor die Leistung/Geschwindigkeit zu regeln oder eine 20-50W Halogenspot damit zu dimmen. Der Schaltplan ist angehängt. Ich habe dabei die Schaltung aus diesem Thread: Beitrag "DC-Motor mit PWM reglen" (DC Motor mit PWM regeln) aufgegriffen und um einen weiteren Transistor (PNP) zur Invertierung ergänzt, denn diese Schaltung hat das Problem, dass durch die Invertierung mit nur einem Transistor der MOSFET immer durchschaltet, wenn vom uC kein Signal kommt und das kann ich nicht gebrauchen, denn dann würde ohne PWM-Signal der Motor auf 100% laufen. Es gibt 2 Spannungsversorgungen: einmal 5V aus der uC-Schaltung, damit würden der NPN und der PNP Transistor versorgt und einmal 12V, die dann auf der D/S-Seite des MOSFET Halogenbirne oder DC Motor betreiben. Die Schaltung ist schon also Prototyp aufgebaut und funktioniert grundsätzlich, sowohl mit Halogenbirne als auch mit dem Motor. Auf dem Weg zur funktionierenden Schaltung hatte ich allerdings Zustände wo der MOSFET mächtig heiß wurde - zu hoher Ansteuerstrom? Da ich mit Transistorschaltungen noch nicht recht sattelfest bin hätte ich gerne Euer Input, was an dieser Schaltung noch verbesserungswürdig ist um sie später in verschiedenen Anwendungen einsetzen zu können. (Übrigens klar, dass es für einen DC Motor eine Freilaufdiode braucht, das habe ich auch experimentell festgestellt ;-) Vielen Dank für Euer konstruktives Feedback.
Angehängte Dateien:
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pwm_mosfet.png
3,3 KB
> hatte ich allerdings Zustände wo der MOSFET mächtig heiß wurde Einen BUZ11 kannst du mit 5V nicht richtig einschalten, du brauchst eine höhere Gate-Source-Spannung oder einen Logic-Level-Mosfet. Außerdem kannst du wegen des R6 auf die gesamte Ansteuerschaltung verzichten, eine Treiberleistung von max. 5mA kann der µC auch selbst liefern. Also alles raus und das Gate eines nicht zu großen LL-Mosfet direkt an den Ausgang des µC. Und unbedingt eine Freilaufdiode über den Motor schalten!
Genau. Lass alles weg bis auf R7 und ersetze den BUZ11 durch den IRLZ34N. Wenn der BUZ11 in deiner jetzigen Schaltung nicht sehr warm wird, genügt auch wahrscheinlich ein kleinerer Mosfet. R7 (ca. 100 kΩ) brauchst du, damit der Mosfet bei inaktivem µC-Ausgang sicher sperrt. Nur wenn der Mosfet bei hohen PWM-Frequenzen heiß wird, solltest du über eine spezielle Ansteuerschaltung nachdenken, die die Schaltzeiten verkürzt. Diese Schaltung ist aber komplizierter als das, was du schon aufgebaut hast. Deswegen gibt es dafür spezielle ICs (so genannte Gate-Treiber).
Ich kann ArnoR nur zustimmen. Wegen Deinem heißen Mosfet: Einerseits liegt es wohl an den 5V. Andereseits solltest Du auch darauf achten, dass deine Steuerfrequenz nicht zu hoch ist. Dann hat der Mosfet keine Zeit zum "Durchschalten". Wenn er dann immernoch warm wird könnte man auch einen Mosfet kaufen, der auch nur ein bisschen moderner ist als der BUZ11. Solche Mosfets haben niedrigere Innenwiderstände (R_DSon). Zudem gibt es einige Typen die schon bei 5V ordentlich durchschalten. Gruß Steven
ArnoR schrieb: > Und unbedingt eine Freilaufdiode über den Motor schalten! Dabei muss man noch erwähnen, dass im Vergleich zur Freilaufdiode bei einer Relaisspule, diese beim Motor nicht nur dient zur Überspannungsvermeidung. Der durch die Motorwicklung kurzgeschlossene Selbstinduktionsstrom, der durch die Freilaufdiode fliesst, ist zum Laufen des Motors unverzichtbar. Deshalb beansprucht die Freilaufdiode der selbe Strom der durch dem Motor durch die PWM hinein fliesst. Ich empfehle dazu den folgenden Elektronik-Minikurs zur Unterstützung: "Der 555-CMOS-Timer als Impulsbreitenmodulator zur Steuerung eines kleinen DC-Ventilators" http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pwm555.htm
Vielen Dank für Euer Feedback und Eure Tipps. D.h. ein Transistor zur Ansteuerung nutzt so nichts? Warum würde man das dann machen oder wie würde man das dann machen? Gibt es einen Artikel oder guten Thread hier für MOSFET-Ansteuerung den ihr empfehlen würdet? Freilaufdiode ist klar, das hatte ich auch mal gelesen und bei ersten Versuchen sofort gemerkt, dass das nicht tut und sie sofort eingefügt. Habe eine mit 3A genommen (müsste eine 1N540x sein), der Motor zieht ca. 1A soviel ich gemessen habe. > Andereseits solltest Du auch darauf achten, dass deine Steuerfrequenz > nicht zu hoch ist. Die Steuerfrequenz ist 500 Hz, das müsste ok sein. Bzgl. heiss werden: wenn er heiss wird liegt es daran, dass er nicht richtig durchschaltet? Dann müsste es momentan passen, da er weder mit Halogenbirne noch mit Motor heiss wird, auch nach ein paar Minuten nicht. Dass er nicht durchschaltet, das erkenne ich daran, dass auf der D/S-Seite die Spannung nicht auf Null (oder nahe Null) geht? Dann müsste es passen, habe dort gemessen und hatte - zumindest mit dem Halogenspot - mein Rechteck. Beim Motor verzerrt sich das und ist kein klares Rechteck mehr. > Ich empfehle dazu den folgenden Elektronik-Minikurs zur Unterstützung: Vielen Dank! Ansonsten habe ich heute diesen Artikel gesehen (wurde in einem der neueren Threads empfohlen): http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM Bezieht sich das auf einen AC-Motor? Die Ansteuerung kommt mir so kompliziert vor? Was ist mit den Quadranten gemeint?
>Bezieht sich das auf einen AC-Motor? Die Ansteuerung kommt mir so >kompliziert vor? Was ist mit den Quadranten gemeint? Motor: DC-Motor Quadranten: U-I-Koordinatensystem mit positiven und negativen Spannungen und Strömen
> zu hoher Ansteuerstrom?
Deine Schaltung funktioniert, wenn dort, wo jetzt +5V dransteht, einfach
+12V drankommen.
Aber sie ist unnötig aufwändig.
Mit dem richtigen MOSFET (LogicLevel wie IRLZ34) kannst du den nämlich
direkt am Input Signal anschliessen. Und wenn du einen Motor
anschliesst: Nie ohne Freilaufdiode:
+-------+-- +12V
| |
Motor |
| |
+--|>|--+ Feilaufiode
|
Input Signal --+--|I
| |S
100k |
| |
Masse
@MaWin wieder so ein Wiederholer... Gerade eben schon in einem anderen Thread. Lies Dir die Posts durch dann wirst Du feststellen, dass das was Du da geschreiben hast schon da steht. Konrad G. schrieb: > D.h. ein Transistor zur Ansteuerung nutzt so nichts? Warum würde man das > dann machen oder wie würde man das dann machen? Gibt es einen Artikel > oder guten Thread hier für MOSFET-Ansteuerung den ihr empfehlen würdet? Wieso jetzt umschwenken, passt doch jetzt so. Konrad G. schrieb: > Bzgl. heiss werden: wenn er heiss wird liegt es daran, dass er nicht > richtig durchschaltet? Wenn er nicht durchschaltet hat er nicht R_DSon sondern mehr. Also fällt über dem Widerstand mehr Leistung ab. Also wird er wärmer... Konrad G. schrieb: > Dass er nicht durchschaltet, das erkenne ich daran, dass auf der > D/S-Seite die Spannung nicht auf Null (oder nahe Null) geht? Ja, sozusagen. Zu viel Spannung fällt dann am Mosfet ab. Gruß Steven
Konrad G. schrieb: > Auf dem Weg zur funktionierenden Schaltung hatte ich allerdings Zustände > wo der MOSFET mächtig heiß wurde - zu hoher Ansteuerstrom? Eher zu niedrig. Deshalb schaltet der FET zu langsam, und Du hast hohe Schaltverluste. Für niedrige zu schaltende Ströme reicht der µC-Ausgang als Treiber. Bei höheren Strömen brauchst Du spezielle FET-Treiber; die gibts fertig als IC. Gruss Harald PS: Bitte auch die anderen Postings beachten.
Ok, vielen Dank für Eure Hilfe, das ist gutes Input und ich beginne jetzt ein Verständnis dafür zu bekommen. Ich habe mir gerade nochmal das Datenblatt des BUZ11 angesehen http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/151334-da-01-en-BUZ11_MOSFET.pdf Ich lese das so, dass ich bei einer G/S-Spannung von 4-5V einen Strom von 2 (bei 4V) bis 10A (bei 5V) aus dem MOSFET rausbekommen kann? Das ist dann der Grund warum es bei mir doch zu funktionieren scheint, weil ich nur 1,x A benötige? > PS: Bitte auch die anderen Postings beachten. Finde den anderen Thread gerade nicht, welcher ist es?
Die Gate Treshold Voltage gibt nur an bei welcher Spannung der Mosfet beginnt durchzuschalten. Da und kurz danach ist der Widerstand noch relativ hoch. http://en.wikipedia.org/wiki/Threshold_voltage Das was Du da im Diagramm gelesen hast ist folgendes: Wenn Du mit 5V ansteuerst fließen bei einer Spannung von Drain nach Source von 25V (Steht auch im Diagramm oben links, VDS) ungefähr 8 Ampere. Das ist eher dafür, wenn man etwas analog regeln will, sag ich mal ganz einfach... Du kannst also ruhig komplett durchschalten, damit die Last den Strom bestimmt. Dann bleibt der Mosfet so gut wie kühl. Gruß Steven
> Ich lese das so, dass ich bei einer G/S-Spannung von 4-5V einen Strom > von 2 (bei 4V) bis 10A (bei 5V) aus dem MOSFET rausbekommen kann? Nein. Da steht Drain to Source On Resistance rDS(ON) ID= 15A,VGS= 10V - 0.03 0.04Ω also deutlich drin, daß die Ansteuerspannung VGS 10V betragen muss, damit die Datenblattangaben erreicht werden. > Wenn Du mit 5V ansteuerst fließen bei einer Spannung von Drain nach > Source von 25V (Steht auch im Diagramm oben links, VDS) ungefähr 8 > Ampere. Das ist nur eine TYPISCHES Diagramm. Die Kurve kann genau so gut erst bei 6.66 oder schon bei 3.5V UGS erreicht werden. Also nichts, auf das man bauen kann.
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