Motor Treiber - Geht das so?

[Til H. (turakar)]

Hallo,

nach einer kleinen Recherche habe ich einen Schaltplan für einen Motor 
Treiber (H-Brücke mit MOSFETs) mit manuellen Schaltern gefunden. Nun 
habe ich versucht, diese Schalter durch Transistoren zu ersetzen, um sie 
mit meinem uC mit 3.3V zu steuern. Bevor ich mir nun meine Transistoren 
durchbrenne, wollte ich fragen, ob ihr meint, dass das so hinhaut (s. 
Anhang). Und noch eine Frage: Wenn ich beide DIRs auf high setze, dann 
stoppt der Motor, oder (mein uC setzt nämlich beim Start alle Pins 
erstmal auf high)?

Vielen Dank im Voraus und mfG,
Til Hoff

PS: PWR-2 ist VCC (ca 12V), PWR-1 GND (shared), M sind die Motorkabel 
und DIR die Steuerpins.

[ArnoR (Gast)]

Til Hoff schrieb:
> ob ihr meint, dass das so hinhaut

Nein. Bei den P-Kanal-Mosfets musst du Drain und Source tauschen. Und 
selbst damit wirds nicht gehen, weil die Schaltflanken zu langsam sind 
und daher der Querstrom durch die Transistoren zu groß/lang sein wird.

[MaWin (Gast)]

Til Hoff schrieb:
> ob ihr meint, dass das so hinhaut

Nein, natürlich nicht, und das ist auch ganz einfach selber 
rauszufinden: Deine Schaltung entspricht keiner der tausenden von 
Vollbrücken die man im Internet so findet. Gibt es einen wichtigen 
Grund, warum du das Rad unbedingt selbst noch mal falsch erfinden willst 
? Kannst du nicht einfach abschreiben und erst bei Problemen mit den 
vorgelieferten Schaltungen an Verbesserungen für dich selbst arbeiten ? 
Dann würdest du wenigstens schon mal auf funktionierenden Schaltungen 
aufsetzen, und nicht so einem Murks.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25

ab Vollbrücken.

[Til H. (turakar)]

Zum Rad neuerfinden: Ich dachte ich versuch mal mein Wissen zu testen, 
deswegen frage ich ja. Trotzdem danke für den Link, guck ich mir an. Die 
MOSFETs sind auch auf meiner Zeichnung hier richtigherum, da habe ich 
nur falsch digitalisiert.

EDIT: Im Link wird (zum. soweit ich das auf die Schnelle gesehen habe) 
keine Richtungsänderung möglich gemacht. (Was ich aber gerade brauche)

PS: 1. Hier der Link: (von ganz oben habe ich die Schaltung, soviel ist 
da jetzt nicht neu...) http://www.bristolwatch.com/ele/h_bridge.htm
2. Der Motor zieht bis zu 10A.

EDIT2: Bin blind...

[MaWin (Gast)]

Til Hoff schrieb:
> http://www.bristolwatch.com/ele/h_bridge.htm

Wie ärgerlich. Was so alles im Internet steht.
Die Schaltung funktioniert so nicht.
Wegen shoot thru, es gibt einen kleinen Moment
(der gar nicht so klein ist, auf Grund der 10k
bis 20us) an dem beide MOSFETs gleichzeitig leiten,
es flisst der ganze Strom den die Spannungsquelle
her gibt, bei einem Labornetzeil der eingestellte
Maximalstrom (den mögen die MOSFETs ja noch vertragen),
an einem Akku dessen Kurzschlussstrom (den werden die
MOSFETs nicht mehr ertragen).

Leider gibt es im Web auch Müll.

[Til H. (turakar)]

Hat denn jemand einen Link zu einer (möglichst simplen) H Brücke? Hier 
meine Anforderungen zusammengefasst:

Blockierstrom: 12A
Betriebsspannung: 11-13V (3S LiPo)
Vorwärts/Rückwärts
Bremse nicht nötig (Anwendung erfolgt als Schiffsschraube im Wasser) es 
sei denn der Motor muss stehen, bevor man umpolen kann
Steuerspannung: 3.3V
Max. Betriebszeit 30 min
Kühlung möglich

[moeb (Gast)]

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/UBA2033.pdf

[Til H. (turakar)]

Aber der ist weder beim Conrad noch bei Reichelt zu erhalten... Nur bei 
so einem absolut unseriösen Laden.

[moeb (Gast)]

https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#MOSFET-Treiber

sonst schon hier geguckt?

[Til H. (turakar)]

Okeeeyyy...
Nach dem Treiber Artikel in der Wiki denke ich, dass es vielleicht für 
den Anfang (und ich bin eine Anfänger ;) ) besser ist, eine möglichst 
fertige Schaltung zu verwenden. Deswegen meine Frage an euch: Kennt ihr 
eine solche Schaltung (oder habt schonaml eine entworfen), die die 
folgenden Anforderungen erfüllt? (Am besten ist sowas in Richtung 
solder&play, auch wenn es ja im Normalfall sowieso auf Anhieb nicht 
klappt...)

Motor:
Blockierstrom: 10A
Betriebsspannung: 8V (ich weiß, deutlich unter den 13V, jedoch dachte 
ich mir, dass ich einfach eine PWM als Begrenzung benutze, also nie 
dauerhaft durchschalte)

Akku:
Typ: LiPo
Zellen: 3
Entladeschlussspannung: ~13V (fällt mit der Zeit runter auf 12V)

uC:
Schaltspannung: 3.3V
Abgabestrom: 50mA
PWM Frequenz: Frei adjstierbar, ist mein eigener code

Benötigte Features:
Vorwärts/Rückwärts (Umschalten innerhalb einer Sekunde wäre schon schön, 
einfach um die Manövrierfähigkeit zu erhöhen)

Kühlung:
Luft Wärmetauscher (kleine CPU Wärmetauscher), später vllt Wasserkühlung

Habe diese hier gefunden, jedoch steht da zu wenig über die Eckdaten, 
weswegen ich mir nicht sicher bin, ob ich die benutzen kann: 
http://amateurfunkbasteln.de/hbridge1/

EDIT: Ein Freund hat mir noch die im Anhang enthaltene Schaltung 
gegeben, seine Erklärung klang schlüssig, aber ich weiß natürlich mal 
wieder zu wenig...

[Christian B. (chbalnuweit)]

Schau dir mal den VNH3SP30 (z.B. Reichelt) an oder VNH5019 (Pololu)

[Til H. (turakar)]

Der VNH5019 ist mir (fürs erste) zu teuer.
Dagegen scheint der VNH3SP30 ja genau passend zu sein, 8A Dauerstrom 
werde cih wahrscheinlich nicht vollständig ausnutzen. In dem Datenblatt 
[1] wird auf Seite 20 eine Beispielschaltung beschrieben. Im Anhang habe 
ich mal eine in Eagle erstellte Version davon, mit ein paar Fragen 
meinerseits angehängt. Noch eine Frage: Die Kühlkörper setze ich dann 
einfach mit Wärmeleitpaste auf die ICs drauf, oder?


[1] 
http://www.reichelt.de/index.html?&ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A200%252FDS_VNH3SP30.pdf

[Til H. (turakar)]

Das Problem am VNH5019 ist eben, dass der in Deutschland nur sehr teuer 
zu kriegen ist...

[Til H. (turakar)]

Dass mit den 1k Wiederständen hat mir jemand erklärt, da das Schaltlevel 
vom VNHS3SP30 bei 3.25V oder so liegt, schalte ich da einfach einen 
Level Shifter zwischen (bei meinem uC geht glaube ich kein open drain 
bei PWM).
Auch das mit dem Kondensator ist ca klar, aber ich glaube, dass das auch 
das kleinste Problem ist. Im Gegensatz wusste bisher jedoch keiner von 
denen, die ich gefragt habe, warum dieser kleine Schaltkreis mit dem 
MOSFET da unten ist. Von daher wäre ich hier auf Hilfe angewiesen...

[K.M. (Gast)]

Til Hoff schrieb:
> warum dieser kleine Schaltkreis mit dem
> MOSFET da unten ist

Verpolungsschutz, D1 Zener begrenzt die Gate Spannung.

Kann auch weglassen werden, wenn Verpolung ausgeschlossen.

Aber für 10A sind die 70mOhm des BUZ10 schon arg grenzwertig.

[Til H. (turakar)]

Und wie funktioniert der? Der BUZ10 soll erst mal nur irgendein N-Kanal 
sein, da Eagle den IRFZ44N, den ich normalerweise benutze nicht findet.

[Til H. (turakar)]

Ok, ich meine das habe ich soweit verstanden. Ist die Z-Diode dafür da, 
die Spannung die maximal am Gate anliegen darf zu begrenzen? Wenn ja, 
sind dann 15V ein guter Wert für diese?

[Til H. (turakar)]

Oder ist da was anderes besser?

[Christian B. (chbalnuweit)]

Ich habe den Sinn in der Mosfet-Schaltung auch nicht gesehen und sie 
einfach weggelassen ;-)

[Helge A. (besupreme)]

Richtig erkannt. Die Spannung der Z-Diode muß nur unterhalb der 
maximalen Gatespannung liegen, und es sollte eine eher kleine sein. 
Große haben mitunter Leckströme, die die Gatespannung reduzieren.

[Til H. (turakar)]

Ok, danke.

@Christian B.
Hast du nen fertiges PCB Layout? Ich selber bin Neuling zu CADSoft und 
hab mich mal dran versucht, mache aber bisher nur kleine Fortschritte...

[Til H. (turakar)]

Nachtrag:
Ich mach das vorerst auf ne Lochrasterplatine.

Abschließend nochmal danke an alle die hier gehofen haben.