Hallo zusammen, ich habe eine Platine entworfen, die 6 Schrittmotortreiber (Silentstepstick) aufnehmen kann. Jeder Treiber hat einen eigenen Elko (470 µF, 16V) vorm Eingang erhalten. D.h. auf der Platine sind 6x 470 µF Elko vorhanden. Die Treiber sind auf max. 0,6A eingestellt, d.h. im Worst-Case fließen um die 3,6A. Betrieben werden soll die Platine mit einem LiPo-Akku (https://www.xtpower.de/XTPower-Powerbank-MP-23000A-mobile-Stromversorgung-LiPo-Akku-23000mAh) bei 12V Eingangsspannung. Nachdem ich alles zusammengebaut habe, habe ich festgestellt, dass die Powerbank beim Einschalten ab und zu abbricht, da wahrscheinlich ein Kurzschluss erkannt wird. Scheinbar ist der Einschaltstrom durch die Elkos zu hoch wodurch dieser Fehler auftritt. Daher nun die Frage, wie ich den Einschaltstrom am besten begrenzen kann bzw. die Elkos langsamer laden kann. Ich hab bereits ein wenig gegoogelt und NTC-Widerstände als Möglichkeit entdeckt. Jedoch möchte ich die Platine outdoor bei unterschiedlichesten Temperaturen betreiben und weiß nicht, ob es da viel Sinn macht bzw. man es entsprechend genau dimensionieren kann. Da es ein akkubetriebener Aufbau ist, möchte ich des Weiteren keine unnötige Energie verschwenden. Auf einen einfachen Vorwiderstand möchte ich daher wenn möglich verzichten.
Vorwiderstand, und diesen beim Betrieb der Motoren mit einem FET überbrücken. Das kostet bei geringer Spannung nur einen guten P-Kanal-FET und so gut wie keine Energie.
Guck dir mal dies an: http://www.bonavolta.ch/hobby/files/MotorolaAN1542.pdf Aber viel wichtiger halte ich die Frage: Ist es überhaupt wichtig, dass du dir Gedanken darüber machst? Klar, 6 x 470 uF = 2820 uF ist schon eine Menge Holz und verhält sich natürlich wie ein Kurzschluss im Einschaltmoment. Dennoch: Ein paar mOhm werden Schaltung und Akku sicher haben (messen bzw. Datenblatt). Wenn nun dein Strompuls kleiner ist als das, was der Akku sehen darf und die Elkos auch für diesen Einschaltstrom (bzw. "Inrush Current") spezifiziert sind: Kein Problem. Wie oft wird denn der Akku ein und ausgesteckt? Evtl. leidet der Stecker auch noch darunter. Der muss halt auch für diesen Strom geeignet sein bzw. es darf halt nicht zu sehr funken. Wenn in deiner Anwendung das 1x eingesteckt wird und danach nie wieder getrennt wird, dann würde ich mir keine Gedanken machen. Von der Lösung mit NTC würde ich abraten. Besser finde ich FET + Vorladewiderstand oder PTC. Gruß, Alex
Alex Bürgel schrieb: > Aber viel wichtiger halte ich die Frage: Ist es überhaupt wichtig, dass > du dir Gedanken darüber machst? Er hat es festgestellt am Probeaufbau, also sind die Gedanken darüber notwendig: Tom L. schrieb: > Nachdem ich alles zusammengebaut habe, habe ich festgestellt, dass die > Powerbank beim Einschalten ab und zu abbricht, da wahrscheinlich ein > Kurzschluss erkannt wird. Es gibt auch noch die Möglichkeit, im positiven Zweig einen pMOSFET über RC am Gate verlangsamt einschalten zu lassen. Vielleicht parallel zum FET noch einen niederohmigen Widerstand, der bereits vor dem GS-Schwellwert den ersten begrenzten Strom zu den Kondensatoren schickt. Vorteil: kaum Aufwand bei der Ansteuerung, kleinster Drop. Nachteil: da der Übergang von AUS auf EIN bei bereits kleinen UGS-Änderungen passiert, muss man ev. die Zeitkonstante eher größer wählen, was zu einer Einschaltverzögerung führt, die, je nach Anwendung, auch störend sein kann.
HildeK schrieb: > was zu einer Einschaltverzögerung führt, die, je nach Anwendung, > auch störend sein kann. Ein späterer Einschaltimpuls könnte in ungünstigem Fall auch die Elektronik allgemein durch einen Spannungssprung ärgern. Also Versuch macht klug.
Angehängte Dateien:
-
Unbenannt.JPG
28 KB
Vielen Dank für die Antworten. Also die Lösung mit dem Vorwiderstand, P-FET und manuellem Schalten gefällt mir an besten. Bleibt noch die Frage bzgl. der Umsetzung. Ich hab mal einen Blick in die MOSFET-Übersicht geworfen und mir den IRF4905 rausgesucht: http://www.redrok.com/MOSFET_IRF4905_-55V_-74A_20mO_Vth-4.0_TO-220.pdf Hier nochmal die Rahmenbedingungen in Zusammenfassung: - 12V sollen geschaltet werden - Motoren ziehen bei max. Belastung theoretisch 3,6A - Geschaltet werden soll über einen Arduino MEGA2560, also 5V-Level (max. 40 mA Ausgangsstrom) Als Vorwiderstand zum Laden der Motoren habe ich 470 Ohm gewählt. Strom bei einem Treiber und Motor entspricht somit dann ca. 17mA und es kommt eine Spannung von 3,8V am Elko an. Geschaltet wird über einen BC547 (Digitalpin des Arduino wird an R18 angeschlossen). R17 soll die 6 Treiber als Last symbolisieren. Wäre die Schaltung so in Ordnung oder gibt es gravierende Fehler? Die Werte für R18 und R20 habe ich aus anderen Schaltungen entnommen. Sind diese in Ordnung oder sollte ich andere Werte wählen?
Habe es nicht im Detail geprüft, sieht aber auf den ersten Blick i.O. aus. Der FET (Q1) wird gut durchschalten bei -10 V VGS. Die -10 V VGS sind auch noch innerhalb der Spezifikation (max. +/- 20 V). Ferner ist sein RDSON mit 20 mOhm hinreichend klein. Auch der Vorladewiderstand R19 mit 470 Ohm wird schlimmstenfalls mit 300 mW belastet. Ist also auch noch im humanen Bereich.
Interessant, so viel Dampf für eine 10k-Ohm Last an 12V. ;) Nee, sieht gut aus. Evtl. würd ich R19 noch verkleinern, kommt drauf an wieviel Zeit zum Aufladen der Kondensatoren bereitsteht.
@magic: Ja, der Widerstand war ja nur symbolisch gedacht^^ Zeit ist genug da, da zunächst einige Einstellungen in der Steuerung vorgenommen werden müssen, bevor die Motoren überhaupt benötigt werden. Also min. 1 min. Werd mir dann morgen die Teile besorgen und testen. @Alex: Vgs entspricht bei der Schaltung eigentlich der Speisespannung von -12V, da es ja im Prinzip direkt auf GND gezogen wird. Woher beziehst du deine -10V ? Oder war dar gar nicht spezifisch auf die Schaltung bezogen sondern allgemein vom Datenblatt her? Wie hast du die 300 mW errechnet? Ich hatte was anderes ausgerechnet
:
Bearbeitet durch User
Wenn ich es mir recht überlege, nimm den Widerstand wirklich kleiner. 47 Ohm sind etwa 250mA, das sollte okay sein. Ich glaub im Einschaltmoment läuft alles was an Steuerungsaufgaben auf dieser eingestöpselten Platine drauf ist, über diesen Widerstand. Dafür muß der Strom reichen. Bei 470 Ohm reicht das an 12V gerade mal für eine einzige normale LED.
Angehängte Dateien:
-
spannung.JPG
23 KB
Die Überlegung hatte ich auch schon. Also der Arduino allein benötigt ca. 90 mA im Standby. Die 5V Spannungsversorgung wird über ein LM2596 realisiert, von daher würde der Arduino so oder so nicht anlaufen, da der LM2596 eine größere Spannung benötigt. Ich werde daher die "Trennung" der 12V-Leitung also erst hinter dem LM2596 realisieren, d.h. der 12V-Strang für Schrittmotortreiber mit den Elkos ist parallelgeschaltet und somit wird nur dieser zeitverzögert aktiviert. Der Rest der Platine bleibt die ganze Zeit aktiv, da hier keinen großen Ströme/Lasten vorhanden sind. Anbei noch ein kleiner Versuch mit verschiedenen Widerständen (gemessen mit kompletter Platine). Werde demnach einen 150 Ohm nehmen. Bei 100 Ohm ist der Strom/Spannung bereits ausreichend, um einen der Stepper zumindest teilweise zu aktivieren.
:
Bearbeitet durch User
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.