Bauteildimensionierung Hilfe

[Helle (Gast)]

Guten Abend,

hier mein Schaltungsentwurf für die Steuerung eines 
Scheibenwischermotors als Servomotor.

Funktion:

Eine Ist- und je eine "Fenster"-Sollspannung liegen an 2 Komparatoren.
Normal beide Ausgänge auf High.
Geht ein Ausgang auf Low, sperrt T1. Der Kondensator (ent-)lädt sich und 
die Spannung über T1 steigt langsam an.
Bei etwa 0.7V leitet der Transistor T2 und T4 sperrt. Ab etwa 1.4V zieht 
der obere Darlington als Spannungsfolger die Motorspannung hoch.
Abwärts gehts schnell: T1 leert den Kondensator sofort,und T4 schließt 
den Motor kurz.
Ziel ist:
Softanlauf, aber bei Erreichen der Sollposition möglichst schnell 
anhalten.

Fragen:
1. Wie würdet ihr die Widerstände und den Kondensator dimensionieren?
2. Wie könnte statt dem Spannungsfolger ein spannungsgesteuerter 
PWM-Ausgang aussehen?

Gruß
Helle

[MaWin (Gast)]

> Wie würdet ihr die Widerstände und den Kondensator dimensionieren?

Die sind das kleinste Problem.

> 2. Wie könnte statt dem Spannungsfolger ein spannungsgesteuerter
> PWM-Ausgang aussehen?

In dem die Analogspannung U mit einer Dreieckspannung eines 
Dreieckoszillators per Komparator vergleiche wird, und dessen 
Ausgangssignal die PWM erzeugt.

Dreieckgenerator  Komparator
 +-------------------+---- +
 |                   |
47k +---47k--+       |
 |  |        |       |
 +--+--|+\   |       |
 |     |  >--+       |
 |  +--|-/  47k U --|+\
 |  |        |      |  >-- PWM
 |  +--------+------|-/
47k          |       |
 |         100nF     |
 |           |       |
 +-----------+-------+---- GND

> eines Scheibenwischermotors

Hast du eine Ahnung, wie viel Strom der im Anlaufmoment zieht ?
Das kann man messen oder ausrechnen: Betriebsspannung / Innenwiderstand.
Ihc schätze, sie liegt bei 20A.
Dafür braucht man erst mal eine ausreichende Vollbrücke.
Bipolare Billigtransistoren tun es da jedenfalls nicht,
für 20A brauchen die 2A Basistrom den erst ein vorgeschalteter
Transistor (Darlington) aus 100mA machen kann, und diese 100mA
liefert kein Komparator, sondern es muss ein dreitter Transistor
her. Also ungünstig. MOSFETs sind einfacher, vor allem wenn es
ums Schalten per PWM geht.
Bei Analogverstärkung musst du noch aufpassen, daß nicht beide
Transistorejn zur gleichen Zeit leiten, also so etwas wie eine
Klasse B Endstufe bauen. Das bringen deine verknoteten Transistoren
nicht. Daß deiner Schaltung Freilaufdioden fehlen, ist noch das kleinste 
Problem.


hier mal ein paar professionelle Servo-ICs (nicht für 20A):
TLE4206 und TDA3629 geht bis 0.8A, MC33030 bis 1A,
DRV590/591/593/594 regeln Motoren bis 3A durch PWM

Desweiteren ist es sinnvoll, eine PI(D)-Reglercharacteristik
zu erreichen, sonst regelt deine Schaltung mit Overshoot oder
erreicht nicht das Ziel. Shcnell abschalten kannst du nämlich
vergessen, man muss shcon vor dem Ziel bremsen.

[Helle (Gast)]

Zunächst:
Dank dir für die schnelle Antwort.
Die Leistungstransistoren sind natürlich Darlingtons, mit 
Freilaufdioden.
Ich habe diese Schaltung störungsfre seit 18 Jahren in Betrieb, 
allerdings ohne den Kondensator. Weil er aber eben übers Ziel 
hinausschießt, mußte ich die Hysterese recht groß einstellen. Das soll 
das jetzt vermeiden.

MaWin schrieb:
> Hast du eine Ahnung, wie viel Strom der im Anlaufmoment zieht ?
> Das kann man messen oder ausrechnen: Betriebsspannung / Innenwiderstand.
> Ihc schätze, sie liegt bei 20A.

Der Motor zieht bei 13 V etwa 2A, er startet mit etwa 3V.
Weil

> Bei Analogverstärkung musst du noch aufpassen, daß nicht beide
> Transistorejn zur gleichen Zeit leiten....

Kann nicht passieren, da der T2 den T4 schon bei 0.7V sperrt, der T3 
aber erst ab 1.4V leitet.

Gruß
Helle