Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Motor PWM Lowside-Schaltung Frage


von theguy (Gast)



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Hi,

habe die angehängte Schaltung im Internet gefunden die mir ein bisschen 
komisch vorkommt.

Gehört der Kondensator nicht jeweils zwischen VDD und GND??

http://www.precisionmicrodrives.com/application-notes-technical-guides/application-bulletins/ab-012-driving-vibration-motors-with-pwm

von theguy (Gast)


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Bitte nicht alle auf einmal :D

von MaWin (Gast)


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Was mag 'optional EMI suppression' heissen?
Es ist ein Funkentstörkondensator, so zwischen 10 und 47 nF, kein Elko, 
und entweder mit einem Widerstand, so 10 bis 100 Ohm in Reihe, oder mit 
Funkentstördrossel in der Motorzuleitung (Ferritkern um Zuleitung), 
damit der schaltende Transistor nichts vom Kurzschluss des Kondensators 
am Motor gegen schnelle Peaks merkt.

von Joachim J. (felidae)


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du schaltest mit dem Mosfet die Masse(links) oder die Versorgung(rechts) 
des Motors. Die Spannung über dem Motor ist dann eine Rechteckspannung. 
In einem Moment ist das Drehmoment da und in nächsten ist es wieder weg. 
Mit dem Kondensator wird die Spannung über dem Motor geglättet. Abhängig 
vom Tastverhältnis der PWM stellt sich jetzt eine Spannung zwischen gnd 
und Vdd ein. Da der Motor mit Spulen arbeite ist eine Freilaufdiode 
eingebaut. Diese verhindert das große Induktionsspannungen den Mosfet 
beschädigen.

von theguy (Gast)


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okay danke mawin

wovon hängt es denn ab ob ich sowas brauche?

und macht so ein kondensator auf der schaltung überhaupt sinn oder 
gehört er direkt an den motor (nach der zuleitung)?

von Joachim J. (felidae)


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Ein Motor besitzt in der Regel Spulen. diese Bilden in dieser schaltung 
einen Tiefpass. Ist die Frequenz deiner PWM zu Hoch und das 
Tastverhältnis zu kein, so bleibt der Motor stehen. Dieser arbeite mit 
einer Gleichspannung und diese erhältst du nur mit dem Kondensator.

von theguy (Gast)


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hi joachim

von welchen frequenzen ist da in etwa die rede?

benötige ich diesen kondensator bei frequenzen unter 200 Hz?

von Karl H. (kbuchegg)


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joachim j. schrieb:

> einer Gleichspannung und diese erhältst du nur mit dem Kondensator.

Damit hat der Kondensator nichts zu tun.
Im Schaltbild steht doch, wozu dieser Kondensator gut sein soll
EMI supression

EMI steht für 'eletromagnetic interference' (elektromagnetische 
Beeinflussung, vulgo Störstrahlung) und bedeutet einfach nur, dass der 
Kondensator entstehende Hochfrequenz durch Funkenbildung (wie sie an 
Kohlebürsten eines DC-Motors unvermeidlich sind) abfangen bzw. 
kurzschliessen soll.

http://www.modellbau-weissensee.de/technik/seiten/motorentstoerung.htm

: Bearbeitet durch User
von Joachim J. (felidae)


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Karl Heinz schrieb:

> Damit hat der Kondensator nichts zu tun.
> Im Schaltbild steht doch, wozu dieser Kondensator gut sein soll
> EMI supression

das gilt doch für die Diode. dies schlisst die induktiven Spannungspeaks 
kurz

von Karl H. (kbuchegg)


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joachim j. schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>
>> Damit hat der Kondensator nichts zu tun.
>> Im Schaltbild steht doch, wozu dieser Kondensator gut sein soll
>> EMI supression
>
> das gilt doch für die Diode. dies schlisst die induktiven Spannungspeaks
> kurz


Es geht nicht um die Spannungspeaks, die durch die Induktion der Spule 
entstehen.

So ein Gleichstrommotor hat einen Polwender, der im Regelfall als 
Kohlebürste ausgeführt ist. Wenn sich der Motor dreht, dann entstehen am 
Übergang von den Kohlebürsten zum Kommutator des Motors FUNKEN! Und 
diese Funken strahlen Hochfrequenz ab. Immerhin konnte Marconi mittels 
Funkeninduktor die erste Drahtlosverbindung der Geschichte aufbauen (nur 
über den Atlantik hat er es nicht geschafft, selbst wenn seine Funken so 
stark waren, dass man den Knall noch meilenweit hören konnte).

Die Hf muss man loswerden. Speziell dann, wenn man Modellbau betreibt, 
denn die stört dann die Fernsteuerung

http://www.modellbau-weissensee.de/technik/seiten/motorentstoerung.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohleb%C3%BCrste

: Bearbeitet durch User
von Joachim J. (felidae)


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ich habe diese Schaltung zufällig Grade vor mir liegen. ohne den 
kondensator lauft mein Lüfter Motor nicht an, weil die hohe Frequenz der 
PWM durch die spule des Motors(Tiefpass) herausfiltert wird. Wenn ich 
die Frequenz verkleinere läuft der Motor, aber nur stockend und klappert 
dabei.

nur mit dem Kondensatur und einer hohen Frequenz läuft der Motor 
vernünftig.

von npn (Gast)


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joachim j. schrieb:
> das gilt doch für die Diode. dies schlisst die induktiven Spannungspeaks
> kurz

Wenn im Schaltbild eindeutig steht:
1
"Optional EMI Suppression Capacitor"
dann wird das Wort "Capacitor" doch bestimmt nicht für die Diode gelten, 
oder?
Natürlich ist die als Freilaufdiode für das Kappen der induktiven 
Spitzen zuständig, aber EMI ist das Verhindern (bzw. Vermindern) von 
hochfrequenter Abstrahlung von Störungen. Das sind zwei paar Schuhe, die 
aber oftmals beide notwendig sind.

von Karl H. (kbuchegg)


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joachim j. schrieb:
> ich habe diese Schaltung zufällig Grade vor mir liegen. ohne den
> kondensator lauft mein Lüfter Motor nicht an, weil die hohe Frequenz der
> PWM durch die spule des Motors(Tiefpass) herausfiltert wird. Wenn ich
> die Frequenz verkleinere läuft der Motor, aber nur stockend und klappert
> dabei.
>
> nur mit dem Kondensatur und einer hohen Frequenz läuft der Motor
> vernünftig.

Das mag alles sein.
Das ist aber nicht der Punkt, um den es bei einem EMI Kondensator geht. 
Mit einer Wert von 22 bis 47nF hat der mit Sicherheit keinen Einfluss 
auf die Spannung, die deine Spulen zu sehen kriegen.
Und wir reden hier auch nicht notwendigerweise von einem popeligen 
PC-Lüfter, sondern von einem Gleichstrom-Motor, wie er in einer 
Akku-Bohrmaschine verbaut ist. Hast du doch sicher schon mal bei einem 
älteren Modell gesehen: Wenn die Kohlen etwas abgewetzt sind, dann funkt 
es da drinnen, dass man die Maschine als Nachttischlampe benutzen kann.

: Bearbeitet durch User
von Joachim J. (felidae)


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OK, es gib mehrere gründe an dieser stelle einen Kondensator einzubauen. 
Ich zum Beispiel habe einen Bürstenlosen Motor und der Kondensator den 
ich verwende stabilisiert die Spannung. Der Kondensator in der Schaltung 
oben hat aber eine andere Aufgabe.

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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joachim j. schrieb:
> OK, es gib mehrere gründe an dieser stelle einen Kondensator einzubauen.
> Ich zum Beispiel habe einen Bürstenlosen Motor

einen bürstenlosen Motor kriegst du mit dieser Schaltung nicht zum 
laufen, wenn der Motor keine elektronische Kommutierung eingebaut hat.
Und das haben längst nicht alle, weil das System 
Kohlebürste/mechanischer Kommutator viel zu ausgereift, billig ist und 
auch hohe Ströme, wie sie in einer Bohrmaschine auftreten, leicht 
beherrschbar sind. Nur muss man eben etwas gegen die Funken tun.

von MaWin (Gast)


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joachim j. schrieb:
> Mit dem Kondensator wird die Spannung über dem Motor geglättet.

Nein, keinesfalls, das geht sowieso nur mit grossen Kondensatorwerten 
und würde bei jedem Einschalten des Transistors einen massiven 
Kurzschlussstrom auslösend.
So eine Schaltung ist grober Murks.
Wenn man per Kondensator glätten will, muss zwischen Transistor mit 
Freilaufdiode und Kondensator eine grosse Spule, als Vermittler zwischen 
der Stelle deren Spannung abrupt springt und dem Kondensator der seine 
Spannung nur langsam ändert. So wie die Spule in einem Schaltregler.

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