Stufenlose PWM und Motor Schutzschaltung

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Stufenlose PWM und Motor Schutzschaltung
Suche nach: pwm (3615) motor (30962) schutzschaltung (1724)

    







BID = 898901

GerDominator

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Beiträge: 233
 

  


Uiuiui da hängt ja wieder mal ein ganzer Rattenschwanz dran

Okay, eine flinke Sicherung ist wie schon gesagt für dieses Vorhaben dann komplett ungeeignet. Schade, dass das wieder mal nicht so einfach war wie ich mir gedacht habe. Meine Vorstellung war, dass ich gerade zu Beginn, wenn das ganze mit der Strommessung noch nicht perfekt funktioniert und meine Mosfets einen Kurzschluss schalten die Dinger mir nicht um die Ohren fliegen bzw. mein schönes Labornetzgerät kaputt geht.
Gut, dass ich die Platine noch nicht geätzt habe.

Selbst die kurze Strecke Kupfer auf dem angehängten Bild hat einen Widerstand von 0.6 Ohm. Vernachlässigt man nun mal
Zitat :
Abweichungen vom idealen Verhalten werden z.B. durch den ESR, Isolationswiderstand, Induktivität, Temperaturkoeffizient und Abhängigkeit der Kapazität von der Spannung verursacht.
(fühle dich bitte nicht beleidigt perl aber das Aufstellen von Differentialgleichungen geht momentan noch über meinen Horizont hinaus, es mach mir allerdings Spaß zu lesen wie Profis solche Dinge betrachten), fließt laut "I(0)=U/R" ein Einschaltstrom von I(0)=24V/0,06Ohm=40A. Nach 10ms ein Strom von I(0,01)=(24V/0,6Ohm)*e^-(0,01/0,6*0,00220)=0,0205A.
Mal eine dumme Frage. Mein Labornetzgerät kann bestimmt keine 40A Einschaltstrom liefern. Liefert es dann einfach ein bisschen weniger Strom und dafür dauert der Aufladevorgang des Kondensators länger oder geht das Ding einfach kaputt? Zur Info mein Labornetzgerät kann maximal 30V/3A liefern, für mehr hat die Kohle mal wieder nicht gereicht . Ich denke mal Labornetzgeräte werden aber gewisse Schutzmechanismen eingebaut haben.

Das Problem bei meinen zusätzlichen Polygonen ist, dass sie die Masseflächen miteinander verbinden. Ich habe wohl wieder mal was falsch gemacht, aber was?

















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"Wenn wir alles täten, wozu wir imstande sind, würden wir uns wahrscheinlich in Erstaunen versetzen." - Thomas Alva Edison

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Offroad GTI

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Zitat :
und meine Mosfets einen Kurzschluss schalten die Dinger mir nicht um die Ohren fliegen
Wie perl bereits erwähnte, sind die thermischen Sicherungen zu Träge, um Halbleiter davor zu bewahren.


Zitat :
mein schönes Labornetzgerät kaputt geht.
Wenn es eine Strombegrenzung hat, ist doch alles schick. Dann können die MOSFETs auch einen Kurzschluss schalten, der Strom wird ja vom Netzteil begrenzt.


Zitat :
Selbst die kurze Strecke Kupfer auf dem angehängten Bild hat einen Widerstand von 0.6 Ohm
Das hat sie auf Garantie nicht. Die Messleitungen und Übergangswiderstände deines DMM aber evtl. schon. Deshalb werden derart niederohmige Widerstände im Vierleiterverfahren gemessen. Wenigstens sollte die Anzeige des Gerätes genullt werden, bevor du misst (nicht alle DMM haben diese Funktion)
Und bei einer Auflösung von gerade mal 100mOhm (von der Genauigkeit ist da noch keine Rede) bekommst du auch nur Hausnummern bei einer solchen Messung.


Zitat :
von I(0)=24V/0,06Ohm=40A. Nach 10ms ein Strom von I(0,01)=(24V/0,6Ohm)*e^-(0,01/0,6*0,00220)=0,0205A.
Ja, wobei es im ersten Fall eigentlich 400A wären


Zitat :
Mein Labornetzgerät kann bestimmt keine 40A Einschaltstrom liefern. Liefert es dann einfach ein bisschen weniger Strom und dafür dauert der Aufladevorgang des Kondensators länger
Ja, wobei du das bei so einem kleinen Kondensator nicht merkst


Zitat :
geht das Ding einfach kaputt?
Nein, geht es nicht.


Zitat :
bei meinen zusätzlichen Polygonen ist
Weshalb zusätzlich?
So ein Gitter-Polygon willst du soch sicher auch nicht, was?



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

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GerDominator

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Beiträge: 233


Zitat :
Wie perl bereits erwähnte, sind die thermischen Sicherungen zu Träge, um Halbleiter davor zu bewahren.

Ich weiß hab ich gecheckt Sorry wenn das aus meinem Post nicht deutlich wurde.


Zitat :
Wenn es eine Strombegrenzung hat, ist doch alles schick. Dann können die MOSFETs auch einen Kurzschluss schalten, der Strom wird ja vom Netzteil begrenzt.

Habe gerade mal recherchiert. Tatsächlich ist mein Netzgerät kurzschlussfest durch Strombegrenzung Gut zu wissen


Zitat :
Ja, wobei es im ersten Fall eigentlich 400A wären

Hoppala da habe ich mich wohl vretiptp 400A wären schlecht..



Zitat :
Weshalb zusätzlich?
So ein Gitter-Polygon willst du soch sicher auch nicht, was?

Habe es als Gitterpolygon dargestellt damit ihr sehen könnt, wo es verläuft. Ansonsten wäre ich wieder bei meiner Scheibe Emmentaler gelandet in dem alles eine Masse ist. Gut mit meinen zwei Masseflächen mag es immer noch ein Emmentaler sein, aber ein nicht ganz so übel riechender.
Das Problem ist einfach, dass ich beim Ätzen die Erfahrung gemacht habe, dass Leitungen die nicht von der Massefläche umgeben sind schneller weggeätzt werden als welche die von der Massefläche umgeben sind. Das Problem wollte ich umschiffen. Wäre auch top gewesen hätte das Orphanspolygon nicht einfach meine Masseflächen miteinander verbunden..




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BID = 898928

perl

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Zitat :
Selbst die kurze Strecke Kupfer auf dem angehängten Bild hat einen Widerstand von 0.6 Ohm.
Nein, hat es nicht.
Wahrscheinlich sind die Adern deiner Prüfstrippen schon innerlich zerbröselt und du solltest sie bald erneuern.

BID = 898951

Offroad GTI

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Was den Widerstand der Leiterbahnen betrifft:
Löte da mal (Abstand kannst du frei wählen) zwei Litzen an, und schließe diese wiederum an dein Labornetzteil. Jetzt stellst du dort 1A ein und misst die Spannungsdifferenz an den Lötpunkten.
Da der Strom 1A beträgt, entspricht 1mV genau 1mΩ

P.S: Die Logik verbietet außerdem einen Widerstand von 600mΩ auf so einem kurzen Stück Leiterbahn. Dort würden bei einem Strom von 5A nämlich schon 3V abfallen



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BID = 899041

GerDominator

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So ich habe die Messung gerade einmal durchgeführt und siehe da, ich konnte 1,3mOhm messen.

Das bedeutet bei idealer Spannungsquelle und idealem Kondensator einen theoretischen Einschaltstrom von I(0)=U/R=24V/0,0013Ohm=18461,54A
Wenn ich Zeiten einsetze kann mein Taschenrechner das nicht einmal mehr rechnen Wegen e^-(1sec/0,0013*0,0022F) --> 0 (Sollte wieder ein 220µF Elko aufgeladen werden)



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: GerDominator am  9 Sep 2013 22:36 ]

BID = 899177

GerDominator

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Es sind die 22 Mikrofarad (schreibe gerade vom Handy) Tantalkondensatoren die dem Rippelstrom von 2A ausgesetzt und deshalb die Frage im Raum stand ob die das denn überhaupt aushalten, habe ich das richtig verstanden? Falls ja, im Datenblatt gab es nur Angaben zum Verhalten bei verschiedenen Spannungen, jedoch keine zu Strombelastbarkeit. Die Angabe zum max. Rippelstrom habe ich nur bei Elkos entdeckt. Gibt der IR2110 immer einen Ladestrom von 2A aus? Ich habe das nämlich so verstanden.

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BID = 899260

Onra

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Zitat : GerDominator hat am 11 Sep 2013 08:43 geschrieben :

Es sind die 22 Mikrofarad (schreibe gerade vom Handy) Tantalkondensatoren die dem Rippelstrom von 2A ausgesetzt und deshalb die Frage im Raum stand ob die das denn überhaupt aushalten, habe ich das richtig verstanden? Falls ja, im Datenblatt gab es nur Angaben zum Verhalten bei verschiedenen Spannungen, jedoch keine zu Strombelastbarkeit.


2A Ripple ist ein Haufen Holz.
Lade dir mal als Beispiel den Samsung-Katalog herunter:
( http://www.samsungsem.com/servlet/F.....s.pdf ).
Dort findest du im Kapitel "Precautions in using Tantalum Capacitors" die gewünschten Daten und vor allem die notwendigen Einschränkungen.


Onra

BID = 899262

perl

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Wohnort: Rheinbach


Zitat :
2A Ripple ist ein Haufen Holz
Außerdem stimmt das, was unser junger Freund schreibt, sowieso nicht, weil er sich mit den unsinnig vielen Nullen verzählt:
Zitat :
Wegen e^-(1sec/0,0013*0,0022F) --> 0 (Sollte wieder ein 220µF Elko aufgeladen werden)
Entweder kennt er nicht die Exponentialschreibweise, oder er hat die Taste EXP auf seinem Taschenrechner noch nicht gefunden.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 11 Sep 2013 22:49 ]

BID = 899283

GerDominator

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Ich werde mir die pdf Datei ansehen wenn icb zu Hause bin. Sie mit dem Handy zu laden dauert zu lange und frisst mein Datenvolumen. Ja ich habe mich vertippt es müsst en 0,00022F bzw. 220x10^-6F sein. Keine Angst ich kenne die Taste EXP

Aber es muss doch irgendwie funktionieren.. Muss ich niederohmige Widerstände vorschalten die den Rippelstrom so heruntersetzen, dass die Tantalkondensatoren das aushalten und die nötigen Lade- und Entladezeiten trotzdem eingehalten werden?

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BID = 899308

GerDominator

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Wie ich gerade gelesen habe benötige ich einen lowESR Kondensator. Tantals sind anscheinend so ziemlich das schlechteste bei höherem Rippelstrom.

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GerDominator

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Ich habe mal eine Simulation in LTSpice gestartet.
Mein Problem ist die Beurteilung des Innenwiderstandes der Spannungsquelle denn diese beeinflusst die Ergebnisse natürlich extrem.
In welchem Bereich bewegen sich die Innenwiderstände von Netzteilen? Bei einem Trafo mit vier Gleichrichterdioden und Glättungskondensator sollte der Innenwiderstand ja in den mOhm-Bereich gehen.. Ich weiß allerdings nicht ob bei höheren Strömen andere Verfahren genutzt werden. Spontan würde mir einfallen 230V gleichzurichten und durch einen Abwärtswandler auf die gewünschte Ausgangsspannung zu transformieren. Bei dieser Topologie gäbe es wahrscheinlich keine Angabe eines Innenwiderstandes bzw Impedanz.
Wahrscheinlich rede ich wieder Quark aber ihr versteht bestimmt mein Problem und könnt mir weiterhelfen

Werte bei der Simulation:

V1: (PULSE)
Später sollen in unserer Motorsteuerung die Mosfets ja mit 20kHz getaktet werden. Da f=1/T --> T=1/f=1/20kHz=0,05ms

Periodendauer: 5x10^-5 sec bzw. 0,05ms
Einschaltdauer: 2,5x10^-5 sec bzw. 0.025ms
V_ON: 34V

V2:
V=24V
Ri=1Ohm

C1 (Link):
C=1000µF
Z=0.018Ohm
Ripplecurrent: 2600mA
Den verlinkten Kondensator plane ich einzusetzen

IRF1010N: (ist dem verwendeten IRF3205 sehr ähnlich)
Vds=55V
Rds(on)=0,0081Ohm
Qgate=8e-008C

Noch eine letzte Frage bezüglich der Gatetreiber. Warum hat Offroad GTI gesagt ich soll zu den 100nF noch 22µF Tantals parallel schalten? Wenn ich die 22µF Tantals einbaue sind die 100nF dann doch redundant? Ich weiß, dass er sich was dabei gedacht hat, ich komme allerdings nicht auf was







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Offroad GTI

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Zitat :
Muss ich niederohmige Widerstände vorschalten die den Rippelstrom so heruntersetzen, dass die Tantalkondensatoren das aushalten
Es geht doch gerade darum, Spannungseinbrüche zu unterbinden, Widerstände sind da offensichtlich keine gute Idee


Zitat :
In welchem Bereich bewegen sich die Innenwiderstände von Netzteilen?
Geregelte Netzteile haben quasi keinen stationären Innenwiderstand, weil sie unabhängig vom Laststrom die gewünschte Spannung bereitstellen. Beim vergrößern/verkleinern des Lastwiderstandes (also Transienten) kommt es jetzt auf die Güte des Netzteils an, wie stark die Ausgangspannung schwankt.

Hierbei
Zitat :
Bei einem Trafo mit vier Gleichrichterdioden und Glättungskondensator sollte der Innenwiderstand ja in den mOhm-Bereich gehen.
sieht es schon anders aus. Ohne Regelung sinkt die Ausgangsspannung antürlich bei größerem Laststrom, womit sich ein Innenwiderstand bestimmen lässt.


Zitat :
aber ihr versteht bestimmt mein Problem und könnt mir weiterhelfen
Nein, nicht so wirklich.


Zitat :
Ich weiß, dass er sich was dabei gedacht hat, ich komme allerdings nicht auf was
Etwas platt gesagt: Je größer der Kondensator, desto träger wird er. Oder etwas technischer: Je größer die Kapazität, desto geringer die Grenzfrequenz. Wenn nun Kondensatoren verschiedener Kapazität parallel geschaltet werden, kann ein größeres Frequenzspektrum abgedeckt werden. Und gerade Rechteckimpule haben ein sehr großes Frequenzspektrum (siehe Fourier-Transformation)

Edit:
Mit dem verlinkten Elko wird es keine Probleme geben.

P.S:
Zitat :
Ri=1Ohm
Ist viel zu hoch angesetzt.




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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 14 Sep 2013 20:38 ]

BID = 899571

GerDominator

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Heute habe ich das Layout wieder einmal aktualisiert. Diesmal mit den IR2110 Blockkondensatoren C18,C19,C20,C21 und dem 1000µF Elko. Der Einsatz dieses 22µF Kondensators ist dafür geplant. Für die Spannungsstabilisierung der H-Brücke wurde der in meinem vorletzten Post verlinkte Kondensator in das Layout mit aufgenommen.


Zitat :
aber ihr versteht bestimmt mein Problem und könnt mir weiterhelfen

Zitat :
Nein, nicht so wirklich.

Hast aber trotzdem genau die Antworten geliefert die ich wollte


Zitat :
[Ri] Ist viel zu hoch angesetzt.

Die Sache ist, setze ich einen Innenwiderstand von 0,001 Ohm in der Simulation fest, beträgt der Rippelstrom des 1000µF Elkos nur noch lächerliche 200mA anstatt 2A bei einem Ri von 1 Ohm.
Dann bräuchte ich auch keinen speziellen low ESR Elko

Wichtige wichtige wichtige Frage! Wieviel Eingangsstrom benötigt ein IR2110? Ich hatte nämlich folgendes verstanden unter der Angabe IO+/- 2A. Der High-FET erhält beispielsweise einen Gateladestrom von 2A während der LOW_Fet einen Gateentladestrom von -2A erfährt, beim Richtungswechsel genau anders herum. Laut meiner Logik würde der Gatetreiber dann einen Eingangsstrom von 4A benötigen. Das kann ich mir allerdings überhaupt nicht vorstellen

Dann habe ich heute noch eine Schaltung aufgebaut in der ich zwei 7812 parallel schaltete um zu testen ob ich den Ausgangsstrom dadurch verdoppeln kann ohne das einer abraucht. Der Gedanke war also einen Maximalausgangsstrom von 3A zu erreichen, da einer ja maximal 1,5A liefern kann. Im Internet hatte ich gelesen, das dies eine schlechte Idee ist, da die Eingangsströme sich ungleichmäßig verteilen. Genau das war leider auch das Ergebnis meines Versuchs. Ein Spannungsregler hat jeweils immer die ganze Arbeit übernommen






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Offroad GTI

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Zitat :
Laut meiner Logik würde der Gatetreiber dann einen Eingangsstrom von 4A benötigen
Aber nur wenn 2A+(-2A)=4A ergibt
Davon abgesehen wird der Entladestrom schon mal auf 1,2A begrenzt


Zitat :
in der ich zwei 7812 parallel schaltete um zu testen ob ich den Ausgangsstrom dadurch verdoppeln kann
Das brauchst du nicht. Die Spitzen(lade)ströme werden von den Kondensatoren geliefert.


Zitat :
Eingangsströme sich ungleichmäßig verteilen. Genau das war leider auch das Ergebnis meines Versuchs.
Myth confirmed

Eine Sache, die mir auch schon länger aufgefallen ist, ist die Diode parallel zum Gate-Widerstand. Für gewöhnlich wird sie genau anders herum gepolt, um ein schnelles Abschalten des MOSFETs zu bewirken, weshalb sie auch Turn-off Diode genannt wird.
In Vorwärtsrichtung wird dagegen i.d.R. noch ein Widerstand in Serie geschaltet, um den Ladestrom zu begrenzen.



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