Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik kondensator 78s05


von Thomas (Gast)


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hallo leute,
habe schon viele themen hier gelesen, aber nicht wirklich eine Lösung 
meines problemes gefunden.
ich stelle eine spannungsversorgung über einen 78s05 regler (aus 24v 
batterie) für einen mosfettreiber (mcp1407) bereit. der treiber wird 
über einen arduino angesteuert. dabei bleibe ich grundsätzlich im 5v 
bereich.
dahinter sind 3 mosfets irl1404, die dann kräftige 24v motoren 
versorgen.
funktioniert auch alles super.
nur bei hoher last an den motoren brennt der eingangs kondensator 
(keramik, 100nF) am regler ab.
normal sollten da keine ströme fließen. meine vorsicherung von 2 ampere 
löst auch nicht aus.
diese schaltung ist 5 mal aufgebaut, für 5 motoren. überall das gleiche 
problem.

sollte ich andere kondensatoren verwenden?
ist die eingangsspannung zu hoch?
oder ein anderes komzept zur Versorgung der mosfettreiber?!
und ich würde bei 5v bleiben wollen, da alles darauf ausgelegt ist und 
ich die bauteile so da habe...

: Verschoben durch User
von Thomas (Gast)


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falsches bild...

von Marek N. (Gast)


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Kann der Kerko die 24 V ab?
Schwingt der Spannungsregler?

von voltwide (Gast)


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Wenn aus dieser 24V-Schiene auch die fetten Motoren gespeist werden, 
kann da so allerhand passieren.

von Joe (Gast)


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Hinter den Gleichrichter gehört auch noch ein Elko, z.B. 1000uF

von Waldemar H. (vual)


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Thomas schrieb:
> falsches bild...

Willst du eine 24v Gleichspannungsbatterie gleichrichten? ;-)

lass den Gleichrichter weg, wenn es eine DC-Quelle bleibt.

Die Eingangsspannung für den x7805 ist grenzwertig, die Verlustleistung 
wird auch sehr enorm werden. Bei zB 100mA werden es schon 1,9W!!! evtl. 
Einen x7812 davor schalten oder gleich ein DCDC-Modul vom blauem C für 
3€ Traco o.ä.

Edit: die Kerkos sind bestimmt durch Überspannung gestorben, die der 
Motor induziert. Wie sieht da die Schaltung aus?

: Bearbeitet durch User
von Waldemar H. (vual)


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Vielleicht ist dieses Konzept besser? Ich sehe du hast zwei Batterien in 
Serie und sprichst von 24V dann ist das vielleicht besser?

von Thomas (Gast)


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der kerko kann 24v ab. laut Datenblatt 100v.

ja es werden aus der 24v schiene die motoren und die Steuerung versorgt. 
daher auch vor jedem mosfettreiber eine eigene Spannungsversorgung mit 
brückengleichrichter.
einen kondensator zw. gleichrichter und dem 78s05 ist eingebaut. habe 
ich nicht eingezeichnet. aber er hat nur 220yF.

die Verlustleistung ist mir bekannt. alle wandler sind auf einen cpu 
kühlkörper montiert.

sollte ich da lieber eine zwischenstufe einbauen?


schaltung müsste ich jetzt noch mal komplett zeichnen. reiche ich 
nach...
an sich hängen an dem mosfettreiber nur 3 parallele mosfets, die über 
wenderelais die motoren versorgen. Parallel zu den mosfets und + sind 
schottky dioden plaziert (mbr7030)

von Ralf L. (ladesystemtech)


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100µF am Ausgang vom 78S05 kann zu Schwingneigungen führen, bitte 
testweise mal auf max. 10µF verkleinern.

von Thomas (Gast)


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@ waldemar,
ich wollte die batterie nicht ungleich belasten, da ich sie auch mit 24v 
lade. unterm strich aber eine gute idee. Vielleicht werde ich auch eine 
zusätzliche batterie zur Versorgung der Steuerung einsetzen. wollte es 
aber erstmal über die algemeine batterie versuchen. ist ein guter tip

@ ralf,
es sind 100nF am schaltregler ein und ausgang angebracht. davor ein elko 
mit 220yF und dahinter ein elko mit 100yF

von Waldemar H. (vual)


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Thomas schrieb:
> @ waldemar,
> ich wollte die batterie nicht ungleich belasten, da ich sie auch mit 24v
> lade. unterm strich aber eine gute idee. Vielleicht werde ich auch eine
> zusätzliche batterie zur Versorgung der Steuerung einsetzen. wollte es
> aber erstmal über die algemeine batterie versuchen. ist ein guter tip
>
> @ ralf,
> es sind 100nF am schaltregler ein und ausgang angebracht. davor ein elko
> mit 220yF und dahinter ein elko mit 100yF

Es ist kein Schaltregler, sondern  Linearregler. Tja am Ausgang des 
x7805 sind es dann 100nF+100yF


Wenn du den uC aus der halben Spannung versorgst, ist es kein 
ungleichmäßiges "Belasten", dein Motor ist die eigentliche Last. Der uC 
und Treiber ist zu vernachlässigen. Bei deinem Konzept musst du außerdem 
gucken ob das Logic-Level Mosfets sind und mit 5V komplett durch 
gesteuert sind. Wenn nicht dann kommst du um meinen Vorschlag nicht 
vorbei, hier werden die mit 12V angesteuert und damit sicher 
niederohmig.

Edit: damit kannst du auch beruhigt mit 24V laden...

: Bearbeitet durch User
von Thomas (Gast)


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@ waldemar,
es sind alles logic level bauteile. Ursprünglich wollte ich die mosfets 
direkt am arduino betreiben. komme aber mit den strömen nicht hin.
daher wollte ich auf der 5v schiene bleiben, da ich davon reichlich da 
habe.
die unterschiedliche belastung macht sich nach ein paar lade / entlade 
zyklen bemerkbar. Irgendwann wird der weniger genutze akku nicht mehr 
voll.
oder ich muss eine ladung der batterien parallel mit 12v realisieren.
diese stabilisierung auf 5 volt habe ich eingebaut, weil durch die 
mosfet Frequenz die Versorgungsspannung der batterien stark schwingt.

einen tip, warum grad immer der eingangsseitige kerko abbrennt, hast du 
nicht, oder?!? ;-)

von Waldemar H. (vual)


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...such den Schatz, aber ohne Karte...

Zeichne einen Gesamtschaltplan für den Betrieb eines Motors hin...

von Manfred (Gast)


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Thomas schrieb:
> einen tip, warum grad immer der eingangsseitige kerko abbrennt,
> hast du nicht, oder?!? ;-)
Den Schmauchspuren nach muß dort doch heftig Überspannung aufgetreten 
sein. Riecht irgendwie nach Gegenspannung aus den Motoren. Es irritiert 
mich, dass die 7805 nicht auch abrauchen.

Der Brückengleichrichter, wozu? Als Verpolungsschutz genügt eine Diode 
in Reihe, wenn der Kram nicht spielt, ist der Akku falsch herum dran.

Versuch: Motor direkt hinter den Gleichrichter, aber von dort zum 7805 
noch eine Diode hoher Spannungsfestigkeit (1N4007) in Reihe.

Am Eingang des 7805 nach GND = parallel zum Problemkondensator eine 
schnelle Schottkydiode.

von Martin R (Gast)


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Wieso zwingend Überspannung?

Angenommen, da taucht eine starke hochfrequente Schwingung auf, dann 
wird der 100nF quasi leitend und der Innenwiderstand erledigt den Rest.


Wegen Überspannung:
Hat der Motor eine Freilaufdiode (antiparallel) ?


cu
Martin

von Eieiei (Gast)


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Heute ist Glaskugeltag...

von Thomas (Gast)


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guten morgen.
7805 ist noch ganz. den versorgungsstrom für kontroll led und 
mosfettreiber stellt er zur Verfügung, trotz defektem kerko am eingang. 
nur wenn ich den motor zu schalte, bricht der 7805 zusammen.

akku ist richtigrum angeschlossen.
die gleichrichter habe ich nur genommen, weil ich da sack weise da hab. 
der grund für den gleichrichter ist ein rückfluss aus den elkos rings um 
den 7805 in die grundlegende Versorgungsspannung zu unterbinden. das 
tritt besonders bei fast entladenen akkus stark auf und lässt den 
arduino zusammen brechen.

der motor ist direkt zw batterie + und mosfet - angeschlossen.
hier sind dauer ströme um 15 ampere zu erwarten.

nahe den mosfets habe ich antiparallel schottky dioden (mbr7030) an die 
motor ausgänge geschaltet

von krumeltee (Nils S.) (Gast)


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Thomas schrieb:
> nahe den mosfets habe ich antiparallel schottky dioden (mbr7030) an die
> motor ausgänge geschaltet

Direkt an den Motor und dort auch nochmal Abblock-C. Getrennte Masse für 
Last und Steuerkreis. Erst an der Batterie zusammenfuehren.

von Kondi (Gast)


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Kondensatoren am MCP1407 fehlen auch (s. Datenblatt)

von Wer (Gast)


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Fünfmal nacheinander eine Schrottschaltung aufbaut anstatt eine und die 
auf Funktion testet, de hat es nicht anders verdient. Ich schaue immer 
noch in die Glaskugel...

von Waldemar H. (vual)


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Rückfluss aus 5V nach 24V? Es gibt auch kein Rückfluss von 24V nach 24V, 
die Elkos nehmen einfach die anliegende Spannung an. Hab ich in der 
Schule nicht aufgepasst?

Ich lasse meine Glaskugel schon mal warmlaufen.

Ohne Schaltplan hilft uns deine Beschreibung nichts, da hier jeder 
bisschen was anderes interpretiert und du jedes mal was anderes 
erzählst...

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, kann doch nicht so schwer sein.

: Bearbeitet durch User
von Waldemar H. (vual)


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Thomas schrieb:
> guten morgen.
> 7805 ist noch ganz. den versorgungsstrom für kontroll led und
> mosfettreiber stellt er zur Verfügung, trotz defektem kerko am eingang.
> nur wenn ich den motor zu schalte, bricht der 7805 zusammen.
>
> akku ist richtigrum angeschlossen.
> die gleichrichter habe ich nur genommen, weil ich da sack weise da hab.
> der grund für den gleichrichter ist ein rückfluss aus den elkos rings um
> den 7805 in die grundlegende Versorgungsspannung zu unterbinden. das
> tritt besonders bei fast entladenen akkus stark auf und lässt den
> arduino zusammen brechen.
>
> der motor ist direkt zw batterie + und mosfet - angeschlossen.
> hier sind dauer ströme um 15 ampere zu erwarten.
>
> nahe den mosfets habe ich antiparallel schottky dioden (mbr7030) an die
> motor ausgänge geschaltet

Die Spannung an 5V bricht ein, weil dein 7805 das nicht mehr mitmacht...

Du bist einfach uneinsichtig

Warum schreibe ich hier noch...

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Waldemar H. schrieb:
>> die gleichrichter habe ich nur genommen, weil ich da sack weise da hab.

Du kannst sie auch einfach mit Heißkleber an die Platine machen und 
lässt die Beinchen einfach ohne Anschlüsse in die Luft ragen. Wenn du 
magst, kannst du auch ein schönes Jägerzaun-Muster daraus flechten. 
Sollen sie wirklich sackweise verbaut werden, stapel ausreichend Dioden 
erst in Reihe und dann parallel, um einen Parallelregler zu bauen. Dann 
sparst du dir den nicht sackweise vorrätigen 7805.

Waldemar H. schrieb:
>> der grund für den gleichrichter ist ein rückfluss aus den elkos rings um
>> den 7805 in die grundlegende Versorgungsspannung zu unterbinden.

Dafür genügt eine einfache (Schottky-) Diode und die sollte auch 
parallel zum Linearregler rückwärts zu Versorgung zeigen (um die Elkos 
hinter dem Regler entladen zu können). Alternativ genügt auch ein 
10k-Widerstand über den Elkos. Sonst ist es absolut unkritisch, 
eingangsseitig Elkos an die Batterie anzuschließen. Wer wirklich Angst 
hat, baut einen Varistor resp. eine (aktive) Strombegrenzung ein. Aber 
du lädst ja nur Mikrofarad und keine Elko-Bank (100Farad).

Außerdem passen Foto und Schaltplan nicht zusammen, da ich gleich 
mehrere Gleichrichter und ganz viele Beinchen sehe. Das wirkt nicht so, 
als wären MOSFETs für den Lastkreis und Spannungsregler getrennt an die 
Batterie angeschlossen.

von Thomas (Gast)


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das alles funzt ja an sich gut. nur bei hoher belastung des motors 
raucht der kerko am 7805 ab

und bei geringer batterie ladung bricht die Versorgungsspannung abhängig 
von der pwm Frequenz zusammen. dies hat viele nachteile.
sicher hab ichs übertrieben, für jeden mosfet treiber  eine eigene 
Spannungsversorgung zu bauen.
aber schaden kanns ja eigentlich auch nicht...

von Eieiei (Gast)


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Die Skizzierte Schaltung ist Murks!

von Thomas (Gast)


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Eieiei schrieb:
> Die Skizzierte Schaltung ist Murks!

stimmt, die masseverbindung an der Versorgung fehlt.

von Alter Meister (Gast)


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Die Freilaufdioden nützen an dieser Stelle nicht, weil sie so die 
Induktionsspannung des Motors bei dessen Abschalten nicht kurzschließen 
und somit vom Rest der Schaltung fernhalten. Sie müßten in Sperrichtung 
parallel zum Motor geschaltet werden, was aber hier nicht geht, weil der 
Motor ja mittels Polwendeschalter in der Drehrichtung verändert wird.

Du kannst nur einen Varistor parallel zu den 100µF Ladekondensator 
schalten und die 100nF durch solche aus Polyester mit höherer 
Spannungsfestigkeit ersetzen.

Eieiei schrieb:
> Heute ist Glaskugeltag...

Wer schrieb:
> Ich schaue immer
> noch in die Glaskugel...

Waldemar H. schrieb:
> Ich lasse meine Glaskugel schon mal warmlaufen.

Mit Euren Fähigkeiten könnt ihr im Fernsehen viel Geld verdienen...

von Thomas (Gast)


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solange der motor läuft, (eins der beiden richtungsrelais angezogen ist)
wirkt auch die freilaufdiode auf die schaltfrequenz ein. beim 
ausschalten des motors schließe ich ihn kurz um bremskraft zu erzeugen.

das ganze ist ein Fahrzeug.

danke für den tip, ich werde es mal versuchen.
wie hoch sollte die spannungsfestigkeit der elkos sein?

von Alter Meister (Gast)


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Thomas schrieb:
> danke für den tip, ich werde es mal versuchen.
> wie hoch sollte die spannungsfestigkeit der elkos sein?

Etwas geringer als die Spannungfestigkeit des VARISTORS, den ich 
parallel zu schalten empfahl.
:)

von Thomas (kosmos)


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ersetze mal den 1 Kerko durch 3 Kerkos in Reihe das verdreifacht die 
Spannungsfestigkeit. Die Motoren erzeugen durch den Funkenabriss 
entsprechend Störfeuer deswegen sollte zw. 24V und 7805 Schaltung (was 
ich auch für sehr grenzwertig halte) eine Drosselspule rein dann sollte 
dein Kerko auch überleben.

von Thomas (Gast)


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welche drosselspule sollte ich nehmen?
bin grad am planen und habe ein paar varistoren und supressordioden 
geordert.
habe noch verschiedene ferritringe da, könnte ich da nicht ein paar 
windungen aufwickeln??
als beispiel:
ferritring, 15mm durchmesser 4mm Querschnitt, da 20 mal n draht um 1mm2 
durch wickeln...

neuer schaltplan folgt...

von gnu (Gast)


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Meine Güte hier wird wieder Mist erzählt...von den ganzen Vorschlägen 
hat einer weniger mit dem Problem zu tun als der andere.
Dir fehlt ein Kondensator in der Versorgungsspannung direkt an der 
Freilaufdiode/den Sourceanschlüssen der FETs. So hat der Strom keinen 
niederinduktiven Strompfad wenn die FETs abschalten. Das führt aufgrund 
der Zuleitungsinduktivität zu einer Spannungsspitze welche die 
Keramikkondensatoren nicht aushalten. Die Leiterschleife welche von 
diesem Kondensator, FETs und Freilaufdiode aufgespannt wird sollte dabei 
möglichst klein sein um die parasitäre Induktivität zu verringern.

Irgendwelche Kondensatoren an den Linearreglern zu ändern oder 
Varistoren zu platzieren wird das Hauptproblem nicht beseitigen. Klar 
kann man die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren erhöhen, dann stirbt 
halt ein anderes Bauteil.

Alter Meister schrieb:
> Die Freilaufdioden nützen an dieser Stelle nicht, weil sie so die
> Induktionsspannung des Motors bei dessen Abschalten nicht kurzschließen
> und somit vom Rest der Schaltung fernhalten. Sie müßten in Sperrichtung
> parallel zum Motor geschaltet werden, was aber hier nicht geht, weil der
> Motor ja mittels Polwendeschalter in der Drehrichtung verändert wird.

Die Freilaufdiode muss nicht zum Motor. Die muss so nahe wie möglich zu 
den FETs. Der Polwendeschalter spielt keine Rolle.

Das ganze ist nichts anderes als ein asynchroner Buckkonverter. Das 
Layout der Halbbrücke hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf die 
Funktion. Was für eine Taktfrequenz hast du?

Dass der Linearregler für die 24V grenzwertig ist wurde bereits gesagt. 
Die 5V vom Treiber sind für MOSFETs zu wenig (ausser es sind Logiclevel 
FETs).

Irgendwie erinnert mich das ganze stark an meine eigene erste 
Motorsteuerung, ich habe allerdings durch die Überspannung direkt die 
MOSFETs zerstört. Lass dich nicht abschrecken, das Lehrgeld muss jeder 
bezahlen ;)

von Thomas (Gast)


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danke gnu ;-)
dann liege ich doch nicht so falsch.
und es macht auch spass diese steuerung zu entwickeln, auch wenns 
rückschläge gibt.
dabei lernt man ne ganze menge.

da werde ich mal direkt an den mosfets stützen.
diese sind übrigens logik level...
wollte ursprünglich direkt mit dem arduino treiben. daher hatte ich 
diese geordert.
Takt frequenz 2x 500 hz und 3 mal 1000 hz.

ich überlege ob ich eine zwischenstufe einplane um den regler nicht ganz 
an der grenze zu betreiben.
was mir noch sorgen macht, ob meine freilaufdioden von der 
soannungsfestigkeit ausreichen. habe mbr7030 verbaut. also 70a 30v...
diese sind nahe den fets untergebracht. geht auch nicht anders, da ich 
nach den fets gleich meine wende schaltung habe.

an sich fährt das Fahrzeug ja ohne Probleme, nur dass eben bei hoher 
belastung die Kondensatoren abbrennen...

von Alter Meister (Gast)


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gnu schrieb:
> Die Freilaufdiode muss nicht zum Motor. Die muss so nahe wie möglich zu
> den FETs. Der Polwendeschalter spielt keine Rolle.

Ach, spielt er nicht?
Überlege besser noch einmal, wie das aussehen soll.

von Thomas (Gast)


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vor der polwendung sind + und - definiert. zw mosfets und polwendung 
sind die freilaufdioden angebracht.
meine polwendung funktioniert übrigens mit 2 relais. nur wenn eins 
angezogen ist, ist der stromkreis zum motor geschlossen. wenn beide oder 
keins geschaltet wird, ist der motor kurz geschlossen. und je nach dem 
welches relais ich anziehen lasse, rückwerts oder vorwärts...

von gnu (Gast)


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Alter Meister schrieb:
> gnu schrieb:
>> Die Freilaufdiode muss nicht zum Motor. Die muss so nahe wie möglich zu
>> den FETs. Der Polwendeschalter spielt keine Rolle.
>
> Ach, spielt er nicht?
> Überlege besser noch einmal, wie das aussehen soll.

Nein er spielt keine Rolle. Wieso sollte er auch?

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