Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 48V Zerteilen Mosfet


von Brom B. (schrori)


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Hallo zusammen ich habe eine ganz kurze simple Frage.

Ich habe einen 48V Ausgang, und benötige 24V.
Nun würde ich das gern folgender maßen realisieren und brauche ein geht 
oder geht nicht :)

48V an 50% PWM getriebenen MOSFET über Vorwiederstand angepasst an die 
Last an ELKO.
Zudem eine Zenerdiode bei 25V welche vor zu starken überschwingern 
schützen soll.

Geht das?
VG

von Monk (roehrmond)


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Falsche Reihenfolge. Beschreibe zuerst dein Problem, nur dann können wir 
erkennen, ob die vorgeschlagene Lösung dazu passt.

> Ich habe einen 48V Ausgang, und benötige 24V.

Das ist zu wenig. Was ist das für ein Ausgang, was für ein Eingang? Ist 
das eine Stromversorgung? Ist es ein analoges Signal? Oder ein 
digitales? Wie viel Strom fließt da?

Einen Elko direkt mit PWM zu laden ist eine ganz schlechte Idee, denn 
bei jedem Lade-Impuls bekommst du einen Kurzschluss.

: Bearbeitet durch User
von Icke (Gast)


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Hmm - also ein Abwärtswandler von 48V nach 24V... das macht ein PWM 
Signal mit 50% Duty Cycle und einem LC-Tiefpass. Und wenn man dann noch 
eine zusätzliche Diode spendiert dann kann der Laststrom bei PWM aus 
weiter fließen...

irgendwo habe ich das Konzept schon einmal gesehen, ich komme aber 
gerade nicht drauf...

(Lösung: https://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler)

Ok - leigte Gehässigkeit beiseite - nimm einen ordentlichen 
Abwärtsregler / Step Down Wandler - am Besten mit integriertem MOSFET - 
und du hast dein Problem gelöst. Musst einfach ein passendes Modell zu 
deiner Ausgangsleistung und dem Eingangsspannungsbereich aussuchen, aber 
solche Wandler gibt es mengenweise fertig zu kaufen.

von Paul (Gast)


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Brom B. schrieb:
> und benötige 24V.

Mit 0,01A > Spannungsteiler.
Ab 0,1A > Abwärtswandler

Dein Mosfet müsste eine viel viel höhere Impulsbelastbarkeit haben, 
damit er nicht kaputt geht, dass geht nur mit größerem Gehäuse...aber 
auch das wäre einfach nur Pfusch.

Wenn du es fertig haben willst: Victron Orion 48/24.

VG Paul

von Brom B. (schrori)


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Danke für die Einwände.
Es sollen 2 Büstenmotoren a 24V Mit ca 40W betrieben werden an einer 48V 
Batterie daher möchte ich Verlustleistung meiden und dachte mit pWM / 
Elko  / Ladewiederstand (welcher ja den Kurzschluss verhindert) komme 
ich ganz gut zurecht...

Wie wäre es denn mit der variante einen Elko anzuhängen auch über einen 
Mosfet und vorwiederstand und eine Z Diode so zu stellen das der Fet 
sperrt wenn elko >24V ?

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Verlustleistung meiden und Ladewiderstand passen nicht zusammen, damit 
verheizt du genauso viel Energie wie mit Linearregler.
Passende Spule und Freilaufdiode wäre besser, das gäbe einen StepDown 
oder Buck.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Icke schrieb:
> Hmm - also ein Abwärtswandler von 48V nach 24V...
Man könnte auf die naheliegende Idee kommen, den Motor als Spule dieses 
Abwärtswandlers zu nehmen.

Brom B. schrieb:
> Büstenmotoren a 24V .. betrieben werden an einer 48V Batterie
Lies mal den Thread, da findest du sicher interessante Ansätze:
Beitrag "12 Volt Motor mit 48 Volt Netzteil betreiben. Geht das durch PWM?"

von Alfred B. (alfred_b979)


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Brom B. schrieb:
> Es sollen 2 Büstenmotoren a 24V Mit ca 40W betrieben werden an einer 48V
> Batterie daher möchte ich Verlustleistung meiden und dachte mit pWM /
> Elko  / Ladewi-E-derstand (welcher ja den Kurzschluss verhindert) komme
> ich ganz gut zurecht...
>
> Wie wäre es denn mit der variante einen Elko anzuhängen auch über einen
> Mosfet und vorwiederstand und eine Z Diode so zu stellen das der Fet
> sperrt wenn elko >24V ?

Alles nix, so kann man doch nicht "Verlustleistung (ver-)meiden".
Wie exakt man ES angehen sollte, weiß man aber bisher noch nicht.

- Was sind die elektr. Kenndaten der Motoren (Datenblätter)?
  (Und: Sind diese nun völlig identisch oder nicht?)

- Wozu genau sollen denn die Motoren überhaupt dienen?
  (Bitte ganz ausführlich, also WAS_GENAU sie UNTER WELCHEN
  PRÄZISEN BETRIEBSBEDINGUNGEN antreiben sollten. Schweranlauf
  - also unter voller Belastung? Ansonsten nur EIN/AUS oder auch
  Drehzahl(/Speed, V)-Steuerung oder gar Regelung notwendig?
  Oder gar Drehmoment-...? Etc.)

- Woher genau käme Deine geplante PWM? µC? Kannst Du Software?

Wieso ich das alles frage? Ich hoffe echt Dir wird das aus diesen
Fragen schon halbwegs klar. (Das würde eine längere Geschichte.)

von Dieter (Gast)


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Schau mal dort:
https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap5/Kapitel5.html
5.4 Spannungsteiler mit geschalteten Kapazitäten

von Brom B. (schrori)


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Alfred B. schrieb:
> Brom B. schrieb:
>
>> Es sollen 2 Büstenmotoren a 24V Mit ca 40W betrieben werden an einer 48V
>> Batterie daher möchte ich Verlustleistung meiden und dachte mit pWM /
>> Elko  / Ladewi-E-derstand (welcher ja den Kurzschluss verhindert) komme
>> ich ganz gut zurecht...
>> Wie wäre es denn mit der variante einen Elko anzuhängen auch über einen
>> Mosfet und vorwiederstand und eine Z Diode so zu stellen das der Fet
>> sperrt wenn elko >24V ?
>
> Alles nix, so kann man doch nicht "Verlustleistung (ver-)meiden".
> Wie exakt man ES angehen sollte, weiß man aber bisher noch nicht.
>
> Was sind die elektr. Kenndaten der Motoren (Datenblätter)?
> (Und: Sind diese nun völlig identisch oder nicht?)
>
> Wozu genau sollen denn die Motoren überhaupt dienen?
> (Bitte ganz ausführlich, also WAS_GENAU sie UNTER WELCHEN
> PRÄZISEN BETRIEBSBEDINGUNGEN antreiben sollten. Schweranlauf
>
> also unter voller Belastung? Ansonsten nur EIN/AUS oder auch
> Drehzahl(/Speed, V)-Steuerung oder gar Regelung notwendig?
> Oder gar Drehmoment-...? Etc.)
>
> Woher genau käme Deine geplante PWM? µC? Kannst Du Software?
>
> Wieso ich das alles frage? Ich hoffe echt Dir wird das aus diesen
> Fragen schon halbwegs klar. (Das würde eine längere Geschichte.)

Hallo Alfred, Die Motoren sollen Pumpen antreiben eine Regelung wäre 
hübsch ist jedoch absolut nicht nötig ein aus genügt. Die DC Motoren 
sind theoretisch baugleich, praktisch china ware. Die Anhängende 
Mechanik ist im Grunde ebenfalls identisch und der selben last 
ausgesetzt, kann jedoch (wie das bei mechanik halt so ist) durch 
Toleranzen ein unterschiedliches laufverhalten aufweisen.

Datenblätter habe ich keine. Abhängig vom last Zustand Variert die 
Stromaufnahme zwischen 1,3 und 2A (gemessen mit Labornetzteil)

Steuerung würde über einen PIC erfolgen 16 oder vorzugsweise 18.

Wenn könnte man die "kurzschlüsse" die bei der PWM Geschichte nicht mit 
einem Widerstand ala 10 Ohm oä begrenzen? Dann könnte ich die spannung 
im Elko ja aktiv mit spannungsteilern und dem ADC Modul regeln 🤔

von Brom B. (schrori)


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Dieter schrieb:
> Schau mal dort:
> https://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap5/Kapitel5.html
> 5.4 Spannungsteiler mit geschalteten Kapazitäten

Das ähnelt ja meinem vorhaben wenn ich mich nicht täusche nur mit timern 
anstelle uC

von Mani W. (e-doc)


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Brom B. schrieb:
> Ladewiederstand (welcher ja den Kurzschluss verhindert)

Geht nur mit Widerstand!

von Klaus R. (klara)


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von Monk (roehrmond)


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Anstatt hier einen eigenen Wandler zu designen, der dann womöglich doch 
nicht Motoren zusammen arbeitet, würde ich hier ebenfalls auf 
handelsübliche Step-Down Wandler zurück greifen.

Du musst nur vorher den Anlaufstrom (= Blockierstrom) ermitteln, denn 
den muss der Wandler liefern können ohne abzuschalten.

von Achim H. (pluto25)


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Brom B. schrieb:
> Geht das?
Das geht .. Aber
Brom B. schrieb:
> über Vorwiederstand angepasst an die Last
Wenn die Last ein Motor ist muß der Vorwiderstand ständig angepasst 
werden :-(
Da sowieso über eine Regelung nachgedacht wird würde ich den Motor 
direkt über den Fet versorgen. Kein Widerstand, kein Elko und auch keine 
Z-Diode. Die Überschwinger bringen Effizienz. Nur ein kleiner 
Kondensator der dafür sorgt das die Abschaltspannung nicht die 
Durchbruchsspannung des Fet erreicht.
PS Kein 1000V Fet ;-) Irgendwann >100V wirds auch für den Motor 
bedenklich. Da es nicht einmal beim Abschalten sondern x-tausend mal pro 
Sekunde vorkommt.

: Bearbeitet durch User
von Brom B. (schrori)


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A. H. schrieb:
> Brom B. schrieb:
>> Geht das?
> Das geht .. Aber
> Brom B. schrieb:
>> über Vorwiederstand angepasst an die Last
> Wenn die Last ein Motor ist muß der Vorwiderstand ständig angepasst
> werden :-(
> Da sowieso über eine Regelung nachgedacht wird würde ich den Motor
> direkt über den Fet versorgen. Kein Widerstand, kein Elko und auch keine
> Z-Diode. Die Überschwinger bringen Effizienz. Nur ein kleiner
> Kondensator der dafür sorgt das die Abschaltspannung nicht die
> Durchbruchsspannung des Fet erreicht.
> PS Kein 1000V Fet ;-) Irgendwann >100V wirds auch für den Motor
> bedenklich. Da es nicht einmal beim Abschalten sondern x-tausend mal pro
> Sekunde vorkommt.

Super Danke werde ich mal so umsetzen:D
Verdtehe ich es richtig das der kleine Kondensator die Freilaufdiode 
ersetzt?
Von der Funktion her würde ich es so verstehen das er sich im ein 
Zustand auflädt, und beim abschalten mit der dementsprechend umgekehrten 
induzierten spannung wieder entlädt / negativ auflädt. Oder bin ich da 
auf dem holzweg? Woe groß sollte dieser kleine kondensator sein? Vielen 
Dank dor :)

LG

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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A. H. schrieb:
> Da sowieso über eine Regelung nachgedacht wird würde ich den Motor
> direkt über den Fet versorgen.
Eine Frage in diesem Thread war, ob der 24V Motor die 48V mit passender 
PWM aushält. Das müsste Brom B. ausprobieren. Darauf habe ich ich schon 
vor einer Woche hingewiesen.
Und natürlich schaltet man dann einfach eine Freilaufdiode parallel zum 
Motor. Sicher aber keinen Kondensator als verkappten "Snubber".

Brom B. schrieb:
> mit der dementsprechend umgekehrten induzierten spannung wieder entlädt
> / negativ auflädt.
Vergiss die "dementsprechend umgekehrte induzierte Spannung". Denk 
einfach, dass der Strom, der durch die Induktivität (=Motor) fließt, 
sofort nach dem Abschalten unverändert in gleicher Richtung weiterfließt 
und sich einen Weg sucht. Am Einfachsen für die ganze Schaltung ist es, 
wenn du ihm den bietest. Und der einfachste Weg, das zu tun, ist die 
Freilaufdiode.

Zeichne doch einfach mal einen Schaltplan statt irgendwelcher 
Fabulierungen in Prosa. Am Schaltplan kann man sofort erkennen, ob deine 
Idee funktioniert.

Bei dem Kollegen hier im Thread hat das offenbar auch irgendwie 
geholfen:
Beitrag "Re: Signale mit Arduino"


BTW: es ist ein schlechte Idee, einen Kondensator ohne dämpfenden 
Widerstand paralell zu einer Spule zu hängen. So baut man nämlich 
Schwingkreise. Und mit Schwingkreisen kann man tolle Sender bauen.

: Bearbeitet durch Moderator
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