Zitat :

Beschreibt im Prinzip ein Tiefpassfilter

Siebkette wäre ein passender Suchbegriff.

_________________
0815 - Mit der Lizenz zum Löten!

Zitat :

Vergiss Schutzwiderstände o.ä. zwischen RasPi und Motorsteuerung nicht.

Ich verwende ein TTL Gatter als Level-shifter, welches von den 5V des Raspis betrieben wird. Die Ausgänge treiben dann die Mosfet H_Brücke.
Brauche ich immer noch Schutzwiderstände?

Zitat :

Siebkette wäre ein passender Suchbegriff.

Guter Begriff.

Meine initiale Frage ist aber, ob ich überhaupt sowas benötige. Der Raspi hat keine atomar kritische Aufgabe zu tun, aber trotzdem sollte er seinen Job verrichten...

_________________

Zitat :

Ich verwende ein TTL Gatter als Level-shifter, welches von den 5V des Raspis betrieben wird. Die Ausgänge treiben dann die Mosfet H_Brücke. Brauche ich immer noch Schutzwiderstände?

Schaltplan? Ist das eine fertige H-Brücke oder was diskretes? (Frage mich gerade was bei 5V schon ordentlich funktioniert.)
Ein Widerstand begrenzt einen Strom im Fehlerfall. Ein Gatter wird eine Überspannung wahrscheinlich über die "ESD"-Diode an den RasPi weitergeben. Reicht das als Antwort?

Bei einer diskreten H-Brücke könnte ich noch was zu R_G, R_GS, C_GS und C_GD erzählen.

Zitat :

Meine initiale Frage ist aber, ob ich überhaupt sowas benötige. Der Raspi hat keine atomar kritische Aufgabe zu tun, aber trotzdem sollte er seinen Job verrichten...

Kurze Antwort: Ausprobieren.
Lange Antwort: Ohne genauere Details kann man da nur raten. Es fängt da bei der Flankensteilheit der Endstufenansteuerung an und hört bei Layoutthemen auf. Schaden tut ein Pi-Filter eher nicht.

Vielleicht sollte ich noch erwähnen, der Motor wird nicht PWM gesteuert, denn dieser 12V Motor ist bei 5V schon genügend gedrosselt.

Zitat :

Schaltplan? Ist das eine fertige H-Brücke oder was diskretes? (Frage mich gerade was bei 5V schon ordentlich funktioniert.) Ein Widerstand begrenzt einen Strom im Fehlerfall. Ein Gatter wird eine Überspannung wahrscheinlich über die "ESD"-Diode an den RasPi weitergeben. Reicht das als Antwort?

Also ich würde einen Schaltplan zeigen, wenn ich dann einen hätte. Ich habe mich da etwas schlampig an die Arbeit gemacht. Aber es funktioniert so weit, allerdings muss ich die P-Mosfet noch mit LL Typen Tauschen, die ich aber noch bestellen muss.(Diskrete H-Brücke)

D TTL Gatter wird von den "gefilterten" 5V des Raspis versorgt, lediglich die Ausgänge kommen mit den Gates auf der Leistungseite in Berührung. Über diese Gates sollte normalerweise nicht viel eingekoppelt werden.

Zitat :

Bei einer diskreten H-Brücke könnte ich noch was zu RG, RGS, CGS und CGD erzählen.

Immer gerne. Ich lerne gerne was Neues dazu

Zitat :

Schaden tut ein Pi-Filter eher nicht.

Ich habe jetzt ein Pi Filter hingebaut, aber ich habe ja keine Ahnung auf welche Werte Dimensionieren. So habe ich jetzt das genommen, was ich zur Hand hatte und habe dabei geschaut, dass die Grenzfrequenz möglichst Tief ist. (2x 4.7uH und 6.8uF --> fg ca 40kHz)

_________________

Zitat : I-need hat am 15 Dez 2020 23:56 geschrieben :

Vielleicht sollte ich noch erwähnen, der Motor wird nicht PWM gesteuert, denn dieser 12V Motor ist bei 5V schon genügend gedrosselt.

Das macht die Sache einfacher. Dann könnte man aber auch Relais nehmen. Da wäre eine einfache "cross conduction protection" schon eingebaut. Hier muss es HW/SW regeln.

Zitat :

D TTL Gatter wird von den "gefilterten" 5V des Raspis versorgt, lediglich die Ausgänge kommen mit den Gates auf der Leistungseite in Berührung. Über diese Gates sollte normalerweise nicht viel eingekoppelt werden.

Und wenn ein FET "durchlegiert", z.B. weil durch einen Softwarefehler zwei FETs durchschalten. Oder halten das die FETs aus bzw. ist das Netzteil dafür nicht stark genug?

Zitat :

Immer gerne. Ich lerne gerne was Neues dazu

Eigentlich ist es gute Praxis R_G = 10-1000 Ohm und R_GS=10k-100k einzubauen. Einmal damit die Flanken nicht zu steil sind und der Gate-Treiber nicht überlastet werden kann. R_G sorgt mit den FET-Kapazitäten wie ein Tiefpass
R_GS sorgt für definierte Potentiale, sollte die Gate-Leitung mal hochohmig sein.


Das Schaltverhalten vom FET kann man auch recht "einfach" mit Bauteilen einstellen. Dabei beeinflusst C_GS die Steilheit der Stromänderung und mit C_GD kann man die Steilheit der Spannungsänderung einstellen. Nur sollte C_GD << C_GS gelten. Sonst droht ein "Parasitic switch-on": Parasitic Turn-on of Power MOSFET - Infineon Technologies

Siehe jede beliebige MOS-FET-Turn-On-Application-Note:
Zum Beispiel Fig 7: Power MOSFET Basics: Understanding the Turn-On Process
Nach den Zeiten T1 bis T2 (bestimmt durch Q_GS -> Strom) und T2-T3 (nach Q_GD -> Spannung) schauen.

P.S.
Obiges gilt für n-Kanal-FETs. Bei p-Kanal-FETs muss man vermutlich Drain und Source austauschen.

Zitat :

Und wenn ein FET "durchlegiert", z.B. weil durch einen Softwarefehler zwei FETs durchschalten. Oder halten das die FETs aus bzw. ist das Netzteil dafür nicht stark genug?

hmm ich meine das halten die Fets aus, zumindest für kurze Zeit, irgendwann mal werden sie wohl thermisch überlastet, aber da müsste ich schon noch ein zwei Blicke ins Datenblatt werfen. Auch ist das Netzteil noch nicht definitiv gesetzt. Aber guter Hinweis, danke!

Zitat :

Eigentlich ist es gute Praxis RG = 10-1000 Ohm und RGS=10k-100k einzubauen. Einmal damit die Flanken nicht zu steil sind und der Gate-Treiber nicht überlastet werden kann. RG sorgt mit den FET-Kapazitäten wie ein Tiefpass RGS sorgt für definierte Potentiale, sollte die Gate-Leitung mal hochohmig sein.

Alles Bekannt. Aber nicht oder noch nicht so implementiert....auch habe ich eher daran gedacht, schnelle einschaltzeiten zu erreichen, damit ich nicht grosse Umschaltverluste in den Fets kriege, denn ich will die eigentlich auf die Platine löten, ohne noch gross mich über Kühlkörper zu ärgern. Im statischen Betrieb benötigen sie auf jeden fall keinen, da das RDSon genügend klein ist, aber für den Umschaltvorgang habe ich mich noch nicht so viel gekümmert. Aber du hast recht, wir reden hier über Schaltvorgänge, dies selbst mit Tiefpass noch relativ schnell sind.

Zitat :

Nur sollte CGD << CGS gelten. Sonst droht ein "Parasitic switch-on": Parasitic Turn-on of Power MOSFET - Infineon Technologies

Ich muss sagen von dem höre ich zum ersten Mal. Definitiv wert das mal genau Anzusehen, Danke!

_________________

Zitat :

aber für den Umschaltvorgang habe ich mich noch nicht so viel gekümmert.

Brauchst du nicht weiter zu beachten, wenn die Umschaltzeit nicht mehrere Sekunden beträgt
Schaltverluste werden erst ab einigen kHz interessant.

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

Zitat : I-need hat am 16 Dez 2020 17:11 geschrieben :

habe ich eher daran gedacht, schnelle einschaltzeiten zu erreichen, damit ich nicht grosse Umschaltverluste in den Fets kriege, [...]

Richtig, aber selbst bei moderaten Schaltzeiten von ein paar 1 µs fällt das nicht groß ins Gewicht, insbesondere wenn man es einmalig macht.
Schneller ist halt schlecht bezüglich EMV. Mag Daheim egal sein, außer dem RasPi wird es zu wild.

Beim Treiben von Induktivitäten (Motor) sollte man aber auch die Verluste im Freilauf über die Body-Dioden nicht vergessen. Da kommt wegen U_F ca. -1 V allein während ein paar µs "Tot-Zeit" schnell was zusammen. Im statischen Betrieb ohne PWM habe ich hier keine Bedenken.

Zitat :

Ist es sinnvoll sowas bei meinem Raspberry auch umzusetzen?

Ja, die Filterkondensatoren werden oft schon vorhanden sein, aber nicht die Entkopplungswiderstände.
Noch wichtiger aber ist eine sternförmige Masseführung.
Sinnvoller Weise wählt man als Sternpunkt die Verbindung von Stromversorgung und Masse der Leistungselektronik, weil sonst durch ohmsche und induktive Spannungsabfälle auf der Signalmasse Störspannungen bis hin zur Beschädigung von Bauteilen auftreten können.

Zitat :

Noch wichtiger aber ist eine sternförmige Masseführung.

Okei ja, so Masseführungen habe ich bis jetzt bei meinen Designs nicht speziel betrachtet. Da fehlt mir die nötige Theorie. Aber irgendwann in den nächsten 5 Semestern in der Fachhochschule wird das ja dann sicher irgendwo behandelt.

Zitat :

Sinnvollerweise wählt man als Sternpunkt die Verbindung von Stromversorgung und Masse der Leistungselektronik, weil sonst durch ohmsche und induktive Spannungsabfälle auf der Signalmasse Störspannungen bis hin zur Beschädigung von Bauteilen auftreten können.

Wenn ich das richtig verstehe, dann habe ich bereits einige Fehler gemacht. So Habe ich über den Steckverbinder des Raspis nicht nur die Signale gezogen, sondern auch die 5V und das GND, welches ich für den TTL Baustein benötige. Sollte ich das also ändern?

_________________

Zitat :

Noch wichtiger aber ist eine sternförmige Masseführung.

Okei ja, so Masseführungen habe ich bis jetzt bei meinen Designs nicht speziel betrachtet. Da fehlt mir die nötige Theorie. Aber irgendwann in den nächsten 5 Semestern in der Fachhochschule wird das ja dann sicher irgendwo behandelt.

Zitat :

Sinnvollerweise wählt man als Sternpunkt die Verbindung von Stromversorgung und Masse der Leistungselektronik, weil sonst durch ohmsche und induktive Spannungsabfälle auf der Signalmasse Störspannungen bis hin zur Beschädigung von Bauteilen auftreten können.

Wenn ich das richtig verstehe, dann habe ich bereits einige Fehler gemacht. So Habe ich über den Steckverbinder des Raspis nicht nur die Signale gezogen, sondern auch die 5V und das GND, welches ich für den TTL Baustein benötige. Sollte ich das also ändern?

_________________

Zitat :

So Habe ich über den Steckverbinder des Raspis nicht nur die Signale gezogen, sondern auch die 5V und das GND, welches ich für den TTL Baustein benötige. Sollte ich das also ändern?

Wenn wirklich nur der TTL-Treiber dran hängt sehe ich kein Problem. Hier geht es darum Logik und Leistungsteil zu trennen bzw. keine Masseschleifen zu haben, so dass plötzlich mehrere Ampere über die Logik-Teil-Masse fließen. Denn "Der Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstandes" ist falsch. Der Strom teilt sich auf.

Aber hier kommt es drauf an, gibt es von TTL-Baustein zu den Source-Anschlüsse der n-FETs eine Verbindung?Denn wenn ja, s.o. Oder wenn mal die Masseverbindung zur H-Brücke etwas lose ist, könnte praktisch der gesamte Strom über den RasPi fließen.
Habe mir die Masseverbindung der RasPis nicht angeschaut, sauber ist aber was anderes.

Würde mit perls Anregung folgende Topologie vorschlagen:
Der Pi-Filter ist optional.
@perl: Passt das so oder Ergänzungen? Bin auf dem Gebiet noch am Lernen.

Sehr sehr interessant! Ich habe den Filter (T) vor dem Raspi aufgebaut und nicht vor der H-Brücke. Ich dachte ich filtere den Motor separat, auch wenn ich noch nicht genau weiss wie. Der Wischermotor hat ja GND auf dem Gehäuse, da kann ich also keine Kondensatoren hinbasteln, wie das sonnst üblich ist bei DC-Motoren. Bin aber auf den Vorschlag gestossen eine Stromkompensierte Drossel zu verwenden. Hier stellt sich dann aber dieselbe frage wie ich die Drossel dimensionieren soll. Aufgrund fehlender Fachkenntnisse und Messmittel werde ich wohl einfach etwas hinbasteln und dann genügend daran glauben.

_________________