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81

Samstag, 9. Juni 2007, 17:27

Hallo Klaus,

die ersten sätze hab ich verstanden. Bin leider erst Anfänger, was den bereich Elektronik betrifft ;). Könnte man das Problrem mit der potetialfreien Ansteuerung mit einem Optokoppler lösen, das man mit dem Optokoppler den Treiber der oberen FETs ansteuert?
Wo ist Torsten eigentlich abgebliben, der die Schaltung entwickelt hat?

Fabian
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Horti« (9. Juni 2007, 17:28)


K_Mar

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82

Samstag, 9. Juni 2007, 18:03

Hallo,
eine potenialfreie Ansteuerung geht auch mit Optokoppler, dieser braucht aber eine Versorgung auf der Sekundärseite. Dieses erfolgt in der Regel mit einem kleinen HF-Übertrager. Da das Schalten der oberen Schalter aber nicht schnell erfolgen muß, kann man Signal und Ansteuerspannung mit dem Übertrager rüberbringen, also ohne Optokoppler. Meine Schaltung arbeitet mit einem EP7 Ferritkern mit 10:44:44 Windungen, die Gatespannung wird über 2x2 Zenerdioden (16V+6,8V) ausgekoppelt. Zukünftig wird es von Analog Devices einen Koppler mit Mikrotrafo geben, der alles vereinfacht :
http://www.analog.com/UploadedFiles/Data…0_5241_5242.pdf

Gruß Klaus
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83

Samstag, 9. Juni 2007, 18:29

D.h. also, das ich den Optokoppler eingangsseitig nicht an den Prozessor anschließen kann/darf... ???
Warum muss die Schaltung so unheimlich kompliziert sein?
In einem älteren Schaltplan, war ein BTS555 eingeplat. Ich weiß nicht, ob der was ändern würde?

Grüße Fabian


Edit:

So sah der "Urregler" aus. Die Logik unten einfach wegdenkrn. Die war fehlerhaft und wurde ja bereits korregiert.
»Horti« hat folgendes Bild angehängt:
  • regler_alt.jpg
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Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »Horti« (9. Juni 2007, 18:53)


84

Samstag, 9. Juni 2007, 18:57

Torsten ist hier und liest fleissig mit... allerdings bin auch ich elektronikmäßig etwas zu leicht in der Hose, um die Ausführungen von Klaus wirklich verstehen zu können.

Es geht ja prinzipiell nur darum, die MosFets mit TTL-Pegel sicher ansteuern zu können, wobei der Regler möglichst auch auf 6V betrieben werden können soll.

Wie löst man so etwas möglichst einfach?

By the way: Dieser Ur-Regler mit den BTS555 funktioniert! Und die Logik-Schaltung ist für diesen Regler auch in Ordnung!

Grüße

Torsten
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Torsten_G« (9. Juni 2007, 18:59)


K_Mar

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85

Samstag, 9. Juni 2007, 18:58

Hallo,
das habe ich nicht geschrieben. Der Optokoppler muß eingangsseitig schon über einen Widerstand direkt an der uC, aber die Ausgangsseite der Optokopplers muß versorgt sein. Die Bestückung der oberen Schalter mit einem BTS555 macht Sinn, denn dieser ist kein einfacher N-MOSFET, sondern ein HIGHSIDE-Schalter mit eingebauter Ladungspumpe.
Ob die enthaltene Freilaufdiode bzw. der interne Treiber des BTS555 allerdings das hohe dU/dt des unteren Schaltes mitmacht bezweifle ich.
Gruß Klaus
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86

Samstag, 9. Juni 2007, 19:10

Hallo Torsten,

kann ich mir nicht vorstellen. Als ich die Schaltung zum ersten mal in betrieb genommen habe, ist mir fast der 74HC86 abgeraucht. Er wurde zumindest ziemlich heiß (hab mir die Finger an dem Ding verbrannt).

@Klaus
Ich habe hinter den OK den Treiber hingebaut. Der OK wird Ausgangsseitig mit der Spannung aus dem Fahrakku versorgt.

Grüße Fabian
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Horti« (9. Juni 2007, 19:17)


K_Mar

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87

Samstag, 9. Juni 2007, 20:30

Hallo,
die OK und der Treiber dahinter müssen jeweils mit einer Spannung versorgt sein, die unabhängig von Fahrakkuspannung ist und auf den Source des jeweiligen oberen FET bezogen ist.

Gruß Klaus
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88

Samstag, 9. Juni 2007, 21:05

Hallo,

Ja, das Problem mit der höheren Spannung bleibt so vorhanden. Ich habe es meist so gemacht, dass ich mit einem Spannungsverdoppler eine "Hochspannung" gemacht habe. Diese habe ich ich mit einem 100 uF Elko gepuffert auf den Kollektor eines Optokopplers geschaltet und dessen Emitter an das Gate der oberen FET. Vom Gate ging ein 10 KOhm Widerstand an Masse. Die LED des Optokopplers habe ich über die Logik angesteuert. So bekommt der FET am Gate seine höhere Spannung welche oberhalb der Betreibsspannung am Drain liegt. Er wird voll durchgesteuert und man hat keine Pegelprobleme. Es geht mit ein und derselben Versorgungsspannung aus dem Akku. Man braucht so auch keine Highsite Treiber.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206161.htm

Gruss Bruno

K_Mar

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89

Samstag, 9. Juni 2007, 21:29

Hallo,
und weil ein Halbbrückentreiber wie LM5100 einfacher zu Handhaben ist ziehe ich diese einem Optokoppler vor und versorge den oberen Treiber ähnlich der Optokopplerversorgung von Bruno.
Gruß Klaus
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90

Samstag, 9. Juni 2007, 21:29

Hallo Bruno,

soweit ich weiß, ist der NE555 nur dazu da, um einen Takt zu erzeugen. Man könnte ihn doch eigentlich weglassen und den Takt aus dem µC ziehen, soweit das möglich ist. Dadurch würde man Platz sparen.
Bild dazu hab ich angehängt.

Grüße Fabian
»Horti« hat folgendes Bild angehängt:
  • Spannungsverdoppler.jpg
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91

Samstag, 9. Juni 2007, 23:03

Hallo Fabian,

Ja, das ist vollkommen richtig so. Vergiss aber den Ladeelko am Ausgang des Spannungsverdopplers nicht. Du bekommst damit eine schönere Gleichspannung.
Das mit den Optokopplern ist soweit klar?

Zitat

und weil ein Halbbrückentreiber wie LM5100 einfacher zu Handhaben ist ziehe ich diese einem Optokoppler vor


Was soll denn daran einfacher sein? Es kommt doch am Schluss auf dasselbe heraus.

Gruss Bruno

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »^____« (9. Juni 2007, 23:05)


92

Sonntag, 10. Juni 2007, 02:20

So, ich hab jetzt dien Spannungsverdoppler in die Schaltung eingebaut und habe mit einem Simulationsprogramm noch zwei Tests durchgeführt. Einmal im unbelasteten und im belasteten Zustand. Im unbelasteten zustand steigt die Spannung über 24V. Als ich die Schaltung mit einem 10k Widerstand belastet habe, fiel die Spannung bis fast auf ihre Eingangsspannung ab.
Ich bin mir nur nich sicher, ob man an den µC noch einen zweiten PWM-Ausgang machen kann. Ob das Programm- und Hardwaretechnisch möglich ist. Man benötigt ja sicherlich zur PWM-Erzeugung nen Timer (oder zwei?).
Die Bilder vom Schaltplan und von den beiden Tests habe ich angehängt.

Grüße Fabian

Schaltplan
»Horti« hat folgendes Bild angehängt:
  • H-Brücke mit Spannungsverdoppler.jpg
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93

Sonntag, 10. Juni 2007, 02:22

Und die Oszilloskopaufzeichnung im unbelasteten und belastetem zustand. Man kann sehr schöhn beobachten, wie sich die Spannung aufbaut.
Die schwarze Kurve zeigt den Ausgang am NE555. Die rote Kurve die am Verdoppler.
»Horti« hat folgendes Bild angehängt:
  • Spannungsverdoppler mit und ohne last last.jpg
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94

Sonntag, 10. Juni 2007, 09:50

Hallo
bei dieser Schaltung habe ich Bedenken, daß das Gate der oberen Transistoren unter gewissen Umständen Schaden nehmen kann. Die IRL3803 haben eine absult maximale Ugs von 16V, 6Zellen Bleiakkus gehen bis Ladeschlussspannung 14,4V, eine kleine induktive Überspannung und das Gate ist durchgeschlagen.
Ferner besteht das Risiko bei den oberen Schaltern, wenn diese Aus sind und der zugehörige untere Schalter taktet, das dieser Transitor über seine Millerkapazität immer kurzzeitige Brückenkurzschlüsse verursacht, da er ja nur über die 10k Widerstände abgeschaltet ist. Die gleichen Bedenken habe ich bei den Optokopplern, die sehen die Schaltflanke auch und es sind nur Standardtypen ohne Schirmung (Dieses Leergeld in Form einer zerstörten Umrichterendstufe habe ich während meines Studiums schon gezahlt)
Daher lieber geschirmte Koppler wie HCPL4506/HCPL314 /TLP702/TLP705 oder dann bei diesen kleinen Spannungen die Halbbrückentreiber, welche auch noch sparsamer im Stromverbrauch sind als die SenderLED des Kopplers und gegenüber der einfachen Optokopplerschaltung den oberen Transisior auch aktiv abschaltet und daneben auch noch keiner bauen.
Gruß Klaus
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95

Sonntag, 10. Juni 2007, 11:02

Hallo Klaus,

Das Gate ist isoliert und ohne jeglich Klemmdiode iregendwie verbunden. Es kann also durchaus eine höhere Spannung als die Betriebsspannung am Drain angelegt werden. Wenn wir 12 volt Akkuspannung haben und wir auch 16 Volt Ugs annehmen kann man davon ausgehen, dass auch Usd 16 Volt verträgt. Somit wären dies etwa 28 Volt wenn der FET leitet denn dann ist Us theoretisch auf Betriebsspannungslevel wie Ud auch.

Zitat

Ferner besteht das Risiko bei den oberen Schaltern, wenn diese Aus sind und der zugehörige untere Schalter taktet


Ja, das mit der Millerkapazität stimmt und die möglichen Probleme damit auch. Dieser Fall trifft aber hier nicht zu da die oberen FET NICHT getaktet sind. Ich habe das ausdrücklich betont, dass man sie statisch schalten muss. Man kann die Logik dazu auch so auslegen, dass eine geiwssen Totzeit dazwischen liegt wenn beide umgeschaltet werden.
Sollte die Fahrrichtung von voll Vorwärts nach voll Rückwärts gewechselt werden kann während 1-2 Takten dieser Fall eintreten. Das schlucken die Dinger aber.

Fabian hat keinen Platz um alle im Grunde ntötigen Komponenten einzubauen.
Für industrielle Ansprüche genügt das bei Weitem nicht. Wir dürfen nicht vergessen, dass wir hier etwas basteln.

Gruss Bruno

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96

Sonntag, 10. Juni 2007, 11:45

Hallo Bruno,
Zitat:
Ja, das mit der Millerkapazität stimmt und die möglichen Probleme damit auch. Dieser Fall trifft aber hier nicht zu da die oberen FET NICHT getaktet sind.
Genau beim passiv über den 10k Widerstand ausgeschalteten FET springt durch das Takten des zugehörigen unteren Schalters die Spannung, so daß die MillerC das Gate bis zur Schwellspannung hochreißen kann.

Das Gates des oberen ausgeschaltene FET (1) wird über den 10k auf -Ubatt gehalten, bei der anderen HB ist der obere FET(2) eingeschaltet. Damit ist das bei ganz kurzen Pulsweiten (induzierte Spannung des Motors fast 0) die Ugs von oberen FET(1) -Ubatt. Ist die Batterie richtig voll und kommen dazu noch die Schaltüberspannunge wird es für die Gatespannung eng ( negative Gatespannung)

Gruß Klaus
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97

Sonntag, 10. Juni 2007, 13:18

Hallo Klaus,

Ach das meinst Du!

Nun, dann kann man eine Klemmdiode gegen Minus Ubatt chalten, alles kein Problem. Man kann den Widerstand auch zusätzlich auf 2,2 KOhm verkleinern um eine allfällige Schaltflanke zu schärfen.

Gruss Bruno

98

Sonntag, 10. Juni 2007, 15:08

Hallo,

tatsache ist, das es mehrere Möglichkeiten giebt. Ob jetzt Brunos die beste Lösung ist oder die von Klaus ist erstmal egal. Ein mitbestimmender Faktor ist, ob ich die Bauteile bei einem Vertreiber bekomme. Ich will nicht für einen Regler bei fünf verschiedenen Firmen bestellen. Da bezahlt man sich alleine bei den Versandkosten dumm und dämlich.

Was mich beunruigt, ist, dass die Schaltung nicht genug Power haben könnte. Ich habe die Schaltung in einem Simulatiosprogramm nachgebaut. und ich bekomme am Ausgang ein bischen mehr, als 12V raus.

Grüße Fabian

Edit:
Ich habe mal ein Bild des Versuchsaufbaus angehängt.
»Horti« hat folgendes Bild angehängt:
  • Versuchsaufbau.jpg
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Horti« (10. Juni 2007, 15:33)


K_Mar

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99

Sonntag, 10. Juni 2007, 16:53

Hallo,
Horti ersetz mal in deiner Simulation den 100uF beim 555 durch einen 2,2nF und den R 10k statt 470 Ohm. Eine Ladungspumpe die mit 9Hz läuft kann nichts bringen.
Gruß Klaus
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100

Sonntag, 10. Juni 2007, 17:25

Hallo Fabian,

ein Timer für die PWM-Erzeugung ist so nicht mehr frei, lediglich Timer 0. Eventuell müsste man den Timer 1 auf den Timer 0 umswitchen; Timer1 ist nur als Watchdog verwendet.

Es ginge aber evtl. auch einfacher mit dem Pulseout-Befehl, die Charge-Pump braucht ja höchstwahrscheinlich keinen hochpräzisen Takt und muß außerdem auch nicht verändert werden.

Versuchen wir´s doch mal, ändere die Pin-Configuration wie folgt:

Quellcode

1
2
3
4
5
6
...
'PIN Configurations
'   Bit  76543210 0->IN / 1->OUT
Ddrb = &B01001000
Ddrd = &B11110000
...


Die Initialisierungswerte so:

Quellcode

1
2
3
4
5
6
7
8
...
'==========================================
' Initializing values
'==========================================
Ocr2 = 0
Portb = &B10111111
Portd = &B00111111
...


und füge den Pulseout-Befehl innerhalb der Hauptschleife ein:

Quellcode

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
...
'==========================================
' Main Program Loop
'==========================================
Do

'Pulse for Charge Pump - Output B.6 (0,5µs at 8 Mhz)

Pulseout Portb , 6 , 2000

'Disable PWM with Pinb.0=0 (Button pressed)
...


Den Takt bestimmst Du mit dem letzten Zahlenwert - bei 2000 sollte es 1kHz sein.

Viele Grüße

Torsten
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