Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µcontroller->mosfet für 3-Levelwechselrichter


von Martin U. (marvivs)


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Hallo alle zusammen, bin grad etwas beim verzweißeln... tageweiße such 
ich schon, und ich komme keinen Schritt weiter...

generell sollt ich einen Microcontroller von Texas instruments mit einem 
Ausgangssignal von 3,3[V] zu 1[mA] über einer High-side Schaltung einen 
kleinen Bürstenlosensyncronmotor zu 18[V] mit 80[W] maximalleistung 
ansteuern.

Meine Steuerfrequenz sind 50[kHz] d.h. die teoretische Schaltfrequenz 
müsste etwas über 500[kHz] betragen.

> Könnt mir jemand die geeigneten Treiber bzw Mosfets sagen?
> Genial wäre ein bauteil was treiber und mosfet beinhaltet!

von Magic S. (magic_smoke)


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Duden?! oO

Ich versteh Deinen Text und was Du willst kein bißchen.

Du willst einen µC mit einem Motor ansteuern??

BLDC wird auch nicht nur über einen einzigen MOSFET gehen, da wirst Du 
mindestens 6 Stück brauchen. 50 kHz? 500 kHz?? Beides sportlich bei 
der Anwendung.

Falls Du einen BLDC meinst kannst Du z.B. 3 Halbbrücken mit IR2110 
aufbauen und entsprechende FETs nehmen. Ein einzelnes Bauteil kenne ich 
jedenfalls nicht für sowas.

von Martin U. (marvivs)


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ja ok, da wert ich mal konkteter! Der IR2110 scheint ziemlich mächtig zu 
sein, jedoch besitzt er auch einen Lowside Treiber...
Muss leider eingestehen, dass ich sehr unbewand in der 
Leistungselekronik bin...


das Steuersignal weißt folgendes auf:  >> (µC Texas instruments) 3.3[V] 
1[mA]
Das modelliertes PWM besitzt eine Taktfrequenz von 50[kHz].
Der BLDC kann bei >> 18[V] bis zu etwa 5[A] ziehen.

Der 3-Levelwechselrichter wird mit Zwischenkreißkondensatoren aufgebaut. 
Anstelle der 6 MOSFETS bei 2Level, werden >> 12 MOSFETS beim 3 Level 
verwendet.

Darum kann man auch die Standartmosfets für PWM-modellierung verwenden.
Hatte welche von der Infinion (BTS5012SDA Smart High-Side Power Switch 
PROFET™ One Channel), jedoch sind diese zu langsam für diese Anwedung...


BTS5012SDA Smart High-Side Power Switch PROFET™ One Channel


Meine Folgerung:
>entweder bin zu ungeschickt bei der Suche, oder es wird eine sportliche 
Angelegenheit...
>>welche Bauteile (Treiber und Mosfet) oder ein (Bauteil das schon Treiber und 
Mosfet integriert hat) sind für diese Anweißung geeignet?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Martin U. schrieb:
> ja ok, da wert ich mal konkteter! Der IR2110 scheint ziemlich mächtig zu
> sein, jedoch besitzt er auch einen Lowside Treiber...

Du kannst dann allerdings preiswerte N-Kanal MOSFet in Stückzahlen 
benutzen und evtl. sogar Geld gegen die teuren Smart Switches sparen.
Der Smartswitch ist eh sehr knapp dimensioniert mit 20V max. Vds gegen 
deine 18V Versorgung.

Martin U. schrieb:
> Anstelle der 6 MOSFETS bei 2Level, werden >> 12 MOSFETS beim 3 Level
> verwendet.

Wuäh? Nehmen wir mal an, das du meinst, das jede Last bei dir zwischen 2 
extra H-Brücken liegt...
Stell doch bitte mal eine Plan oder sowas hier rein.

von Martin U. (marvivs)


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Die teuren Smart Switches hätt ich verwendet, damit ich mir bei der 
Auslegung der Bauteile leichter tue. Denn bis ich vom µ-Controller 
einen:
>> Optokoppler->Treiber->Mosfet ansteuere, verliere ich vermutlich komplett den 
Überblick...
>>>Ist meine Annahme komplett daneben?

von Magic S. (magic_smoke)


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Ich glaub nicht, daß die ProFETs 50kHz schaffen. Und ich find diese 
Frequenz für eine BLDC-Anwendung auch aberwitzig hoch. Ohne Filter gibts 
da bestimmt Probleme mit dem Skin-Effekt und den Kapazitäten der 
Motorwicklung.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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magic smoke schrieb:
> Und ich find diese
> Frequenz für eine BLDC-Anwendung auch aberwitzig hoch

Naja, was mit dieser Schaltung angesteuert werden soll, wissen wir ja 
nicht, vllt. ist es ja was hoch geheimes...
Ich sehe da jedenfalls keine Vorteile gegenüber der klassischen 6-Mosfet 
Lösung, die man ja sogar mit einem HEXFET Modul lösen könnte. Die 
Ansteuerung der Highsides jedenfalls kann man m.M.n. hier nur noch mit 
Gatetrafos lösen, wenn der Aufwand einigermassen im Rahmen bleiben soll.
Auch die Smartswitches werden hier kapitulieren - denn welche Spannung 
soll man denn nun ans Gate legen.
@TE: Was versprichst du dir denn von dieser Schaltung als Vorteil 
gegenüber der 'normalen' Lösung?

von Martin U. (marvivs)


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hehe, so gfällt's mir... (;

> Ohne Filter gibts da bestimmt Probleme mit dem Skin-Effekt und den
> Kapazitäten der Motorwicklung.
Ja die Frequenz ist sportlich hoch und sicherlich käme noch zwischen 
Mosfets und BLDC ein Tiefpass, vermutlich 2er Ordnung...

> vllt. ist es ja was hoch geheimes...
generell ist es das nicht, ich würd auch gerne dann wenn das Ergebnis 
passt mehr sagen, momentan ist die Zeit noch nicht reif...

>> Also, programmtechnisch und auf seiten des µC stünde es aug GO!
>@magic smoke-> also gibt es nur die Lösungen:
>> Gatetrafos?
>> Smartswitches?
>> gäbe es noch weitere Ansätze?
(auch wenn der Aufwand den vermeindlichen den Nutzen werd wäre??)

von Düsendieb (Gast)


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Martin U. schrieb:
> generell sollt ich einen Microcontroller von Texas instruments mit einem
> Ausgangssignal von 3,3[V] zu 1[mA] über einer High-side Schaltung einen
> kleinen Bürstenlosensyncronmotor zu 18[V] mit 80[W] maximalleistung
> ansteuern.

Warum sollst du das tun? Schreib doch ein bisschen zu den Gründen einen 
3-Levelwechselrichter aufzubauen.

von Martin U. (marvivs)


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>@ Düsendieb
http://www.energie-und-technik.de/energieeffiziente-elektronik/artikel/85159/
(Generell ist es hier super auf'n Punkt gebracht!!)

Später kann man ja:
>>den "smarten" BLDC mit dem Biest der dicken Berta ersetzen... (;

Momentan scheitert es leider an meiner Unwissenheit in der 
Leistungselektronk
>>primär an den richtigen Treiber...

von Düsendieb (Gast)


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Martin U. schrieb:
>>@ Düsendieb
> http://www.energie-und-technik.de/energieeffiziente-elektronik/artikel/85159/
> (Generell ist es hier super auf'n Punkt gebracht!!)

Warum man generell das tut ist mir schon klar, die Frage ist warum Du 
das tun willst.

Als Anfängerprojekt ist das hoffnungslos zu hoch gesteckt. Da such dir 
erst mal einen Schaltplan für eine B6 Brücke und ein fertiges Programm 
über Google oder hier im Forum und dann bau das mal auf.

von Martin U. (marvivs)


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>> @ Düsendieb
> Als Anfängerprojekt ist das hoffnungslos zu hoch gesteckt.
Das wird schon Großteiles zutreffen, jedoch machbar müsst dies schon 
sein...


Komm nicht aus der Microcontrollerwelt, jedoch bin ein klassischer 
Maschinenbauer…
Ich hoff, dass es zwar sportlich ist, aber auf jedem fall realisierbar!


(Logisch werd ich auch nach deinen Tipp, >> @ Düsendieb
(Schaltplan für eine B6 Brücke, genauer betrachten!!)


>> Freu mich schon auf weitere nützliche tipps!

von Düsendieb (Gast)


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wenn Du so was am Laufen hast:

http://www.mikrocontroller.net/articles/3-Phasen_Frequenzumrichter_mit_AVR

http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzumrichter_mit_Raumzeigermodulation


Dann kannst Du noch mal nachfragen.

Das klassische "Biest der dicken Berta " für dem 3-Levelwechselrichter 
ist dann schon ein Mittelspannungsmotor größer 1MW

von Martin U. (marvivs)


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> @Düsendieb
wenn Du so was am Laufen hast:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Frequenzum...
>> super link!!

>>> ein Mittelspannungsmotor größer 1MW
>>>man mag es nut tuschen lassen! Laut'n Motto:
>>> isch's truckn muasch ini spuckn,
>>> isch's feicht, geaht's leich!

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