Spulenversorgung / Dimensionierung / Regelung

[Oliver W. (oliver_w49)]

Hey,

ich hab ein neues Problem nachdem mir bei meinen alten schon gut 
geholfen wurden :)

Ich soll ein Proportionalventil ansteuern und mit uC regeln.
Leider ist aber zu dem Ventil nicht viel bekannt, nur das es von 
HydraForce ist und 20VDC als Versorgung hat.

Das Ventil soll Proportional zu einem Poti öffnen, aber dabei von 
anderen Eingängen des uCs beeinflusst werden. Poti abgreifen ist 
natürlich kein Problem, nur mit der Spule tue ich mich noch schwer.

Den Maximalstrom sollte ich ja im Statischen Betrieb haben(und per 
Multimeter messen können), also einfach Nennspannung dran und gucken was 
durchgeht oder laufe ich dann Gefahr was kaputt zu machen?

Meiner Erinnerung nach war B direkt proportional zu I.
Das ganze muss nicht 100% Linear und reproduzierbar sein. Ist die 
Umsetzung eines Joysticks auf die Spule.

Plan ist nun eine KSQ nach
http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle
aber da sind ne ganze Menge... also welche für einen solchen Einsatz?

Fakten in Kurzform:
V Versorgung: 16-24V
V Spule: 20V
I Spule unbekannt, laut I-Net aber Typischerweise Max 0,5-1A.

Freue mich über jede Hilfe :)

[Hubert G. (hubertg)]

Proportionalventile kann man auch mit PWM Ansteuern.

[Oliver W. (oliver_w49)]

Dh 24V per BC547 per FET direkt auf die Spule?

[Hubert G. (hubertg)]

Bei dem bisschen Strom sollte ein Logik-Level-FET alleine reichen.
Wenn dein µC allerdings mit 3,3V oder weniger arbeitet, dann natürlich 
eine Treiberstufe.
Eine schnelle Diode parallel zur Spule nicht vergessen.

[Oliver W. (oliver_w49)]

Schnelle Diode sowas wie Reichelt BYW 29-200?
LINK: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=95220;PROVID=1024

Ich habe 10 weitere Relaisausgänge, welche vom Arduino über Transistoren 
geschaltet werden.

Den Transistor hatte ich angedacht um den uC (Arduino) soweit möglich zu 
entlasten.

zu früh abgesendet

Geht dann beispielsweise sowas:
Reichelt IRLML 6402
Link: http://www.reichelt.de/?ARTICLE=108743;PROVID=1024

Und nochmal Korrektur da U_DS zu klein mit 20V:
IRF 7416
http://www.reichelt.de/?ARTICLE=41635;PROVID=1024

[Hubert G. (hubertg)]

Für einen p-Fet brauchst du natürlich einen Treiber, aber warum kein 
n-Fet.

[Oliver W. (oliver_w49)]

Ah gerade gesehen das bei FETs der Unterschied N/P anders ist.

Also IRF 7413,

http://www.reichelt.de/?ARTICLE=41634;PROVID=1024

Ich hoffe jetzt passt es ;)

[Hubert G. (hubertg)]

Ja, sollte passen.
Die Diode ist etwas überdimensioniert. Eine mit 1A tut es auch.

[Oliver W. (oliver_w49)]

Kurze Gedanken über Verlustleistung und Kühlung.

WorstCase sollte ja PWM mit 99% Duty Cycle sein.
Der Arduino macht ein PWM Signal mit 490Hz, T = 2 * 10^-3s = 2ms

Leitungsverluste wären mit Spielraum gerechnet:

P = I^2  R_DS_ON  (T_on / T)
  = 2A^2 * 0.018Ohm * 0,99
  = 0,7W

Schaltverluste:

P_einschalt = 1/4  U  I * (T_r / T)
 = 1/4  26V  2A * (50ns / 2ms)
 = 0,25  26V  2A * 0.000025
 = 0,000325 W

P_ausschalt = 1/4  U  I * (T_f / T)
 = 1/4  26V  2A * (46ns / 2ms)
 = 0,25  26V  2A * 0.000025
 = 0,000299 W

Das ist wenn meine Rechnung stimmt unter 1W, da sollte doch n Pad unter 
dem Teil mit ein paar VIAs reichen oder?

[Oliver W. (oliver_w49)]

Die Schaltung soweit Richtig? (Diodenname außer acht lassen, war das 
erstbeste Diodensymbol ;) )

[Hubert G. (hubertg)]

Ich denke das die Wärme leicht über die Anschlußpin abgeleitet werden 
kann.
Ein 47k bis 100k Widerstand vom Gate zum GND wäre noch gut. Es kann 
sonst sein das beim Einschalten der Versorgungsspannung das Ventil schon 
anzieht.

[Oliver W. (oliver_w49)]

Kurze Rückmeldung:

Funktioniert bisher hervorragend, vielen Dank an alle ;)