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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : H-Brücke



marcel
16.05.2004, 20:22
Hi

Ich hab hier nen Schaltplan von einer H-Brücke gemacht, sieht komisch aus, is aber so :cheesy:
Kann ich die einfach mit den Digital ports der C-Control ansteuern?

(An den obersten Widerstand kommt dann der erste port und am untersten der zweite. Jeweils 1 Port schaltet 2 transen.
In der Mitte is der Motor)

Sorry für die einfache frage, aber mit der Forum suche hab ich nix konkretes gefunden

Michael
16.05.2004, 20:41
Hallo marcel,

Kann ich die einfach mit den Digital ports der C-Control ansteuern?

nein, sie geht vorher kaputt...

Gruss, Michael

16.05.2004, 20:56
H Brücken sind im Netz reichhaltig beschrieben:
http://chempage.alp.dillingen.de/anorg/wasser/hbruecke.gif

philippinen
16.05.2004, 21:03
Schau mal in meine Galerie.

Manf
16.05.2004, 21:20
Geanu es gibt zwei grundsätzlich Typen für die H-Brücke mit Spannungen, die größer sind als die Ansteuerspannung, einmal die bei phlippinien, bei der die Leistungstransistoren gleich als Inverter genommen werden und die folgende:
http://www.coledd.com/electronics/robot/h-bridge_large.png
bei der die Ansteuerungen für die Treiber zusätzlich ausgeführt sind.
Manfred

Frank
16.05.2004, 21:30
Leider findet man da keine Angaben zur erlaubten Betriebsspannung und zu den Strömen, weshalb die immer nur bedingt helfen.

Manf
16.05.2004, 21:42
Stimmt, am besten man geht so vor:
Man sieht nach, welches die preiswertesten Transistoren sind, die die speziellen Anfordeungen für Strom und Spannung erfüllen.

Bei den FETs wird mit einer Spannungsanteuerung dabei der volle Drainstrom erreicht. Bei Bipolartransistoren muß immer noch die Stromverstärkung mitberücksichtigt werden.

Die Widerstände müssen klein genug sein, die Gatekapazitäten schnell genug umzuladen und nicht zu klein, um nicht unnötig Strom zu verbrauchen.

Spezielle Werte kann man dann nach Angabe der Anforderungen einsetzen. Oder man nimmt preiswerte Transistoren an sich und sieht dann welcher Bereich sich damit abdecken läßt.
Manfred

marcel
16.05.2004, 21:55
Wo genau ligt jetzt das Problem bei meiner Schaltung?

Die anderen h-brücken verstehe ich noch nich ganz

Manf
16.05.2004, 22:13
Auf der anderen Seite der Widerstände R1 R2 (nicht am Port) liegt eine BE Diode nach Masse. Damit steigt die Spannung dort nicht über c.a. 0,7V. Die andere Basis muß aber eine hohe Spannung liefern. Also Widerstande zur Basis teilen in je 2 Widerstände.
Dann geht es überhaupt, aber mit etwas viel Spannungsverlust zwischen Versorgung und Motor.
Manfred

marcel
16.05.2004, 22:22
Also so würde es gehen?

Wieso viel Spannungsverslust?

EDIT:
Die H-Brücke die du gepostet hast ist ja auch nichts anderes eigentlich, nur das noch 2 Transen zum ansteuern da sind, oder?

Manf
16.05.2004, 22:33
Die CE Spannung der oberen Transistoren soll in der Sättigung bei 0,2V sein. Die BE Spannung ist aber bei 0,7V.
Damit liegt die Ansteuerung bei 5,5V oder die Emitterspannung wird nur auf 4,3V angehoben.
Die 4,3V gelten für den Fall Ub =5V, mit dem Widerstand sind es aber wieder ein bischen weniger. Bei 4V hat man schon 20% Verlust im oberen Transistor, das geht mal kurz auf dem Labortisch aber so baut man eigentlich nicht.

Man nimmt komplementäre Transistoren oben (pnp) und inverse Ansteuerung dazu.

Damit gibt es die beiden Möglichkeiten, die inversen Signale entweder getrennt zu generieren oder sie von der Leitstungsstufe der unteren Transistoren direkt vom Motor abzunehmen, wo sie schon vorkommen.
Manfred

marcel
16.05.2004, 22:37
Ok, dann werd ich das nach deinem Plan aufbauen, mal schaun wie lang ich für das layout brauche :)

Manf
17.05.2004, 07:30
Meinst Du diesen Plan hier?
http://www.coledd.com/electronics/robot/h-bridge_large.png
Der geht sicher, bevor Du alle Transistoren einzeln aufbaust überlege, ob Du mit einer integrierten Schaltung die ganze Brücke mit Ansteuerung realisiern kannst. Mit einzelnen Transistoren kann man speziell den Bereich über 2A besser erreichen.
Solange Du nur 5V Brückenbetriebsspannung hast, empfehle ich die inversen Ansteuersignale durch C-MOS Gatter zu erzeugen und nicht durch Einzeltransistoren.
Für die Freilaufdioden mußt Du halt nachsehen, ob sie schon in der integrierten Schaltung enthalten sind. Bei einer statischen Ansteuerung geht praktisch jede Gleichrichterdiode wie auch ein Brückengeichrichter für alle 4 Dioden. Bei Chopperschaltungen, die die Brücke mit 20kHz ansteuern solltest Du Schottky Dioden nehmen.
Manfred

Michael
17.05.2004, 15:30
Hallo Manf,
deine Schaltung find ich nicht so toll, wenn beide Pins High sind, knallts :(
Gruss, Michael

Albanac
17.05.2004, 15:50
H Brücken sind im Netz reichhaltig beschrieben:
http://chempage.alp.dillingen.de/anorg/wasser/hbruecke.gif


der is gut...

marcel
17.05.2004, 19:06
Ich will damit nur Servomotoren ansteuern.
Gibts die H-Brücke auch in IC form oder wie meinst du?

EDIT:Bei der H-Brücke, die philip gepostet hat, geht nichts kaputt, wenn man ausversehen beide kanäle ansteuert?

PS: Jo, die Wasserstoffbrücken sind sehr lustig...

Manf
17.05.2004, 19:55
Hallo Manf,
deine Schaltung find ich nicht so toll, wenn beide Pins High sind, knallts :(
Gruss, Michael
Meine Schaltung ist's auch nicht.
Sie dient zum Vergleich zwischen der mit explitziten Invertern und der mit abgeleiteten inversen Signalen. Wenn man einen Inverter zwischen die Eingänge schaltet dann geht sie ganz normal.
Im übrigen schlage ich noch einmal vor, den Einsatz einer integrierten Schaltung zu prüfen, sie erspart einige Bauelemente.
Manfred

marcel
17.05.2004, 20:07
Ich will damit nur Servomotoren ansteuern.
Gibts die H-Brücke auch in IC form oder wie meinst du?

EDIT:Bei der H-Brücke, die philip gepostet hat, geht nichts kaputt, wenn man ausversehen beide kanäle ansteuert?

Jo, hab ja nach nem IC gefragt

RG
17.05.2004, 20:54
TLE 5205-2 oder LMD18200 (zB.)
RG

Manf
17.05.2004, 20:55
Die kleineren ICs die ich selbst ausprobiert habe sind der L293 und der TC4469. Es gibt ein paar weitere Schaltungen, die auch hier im Roboternetz besprochen wurden.
Unter Google "H-Brücke IC" kommen dann wohl alle anderen.
Ich nehme an Du wirst die Datenblätter finden.
Mit Typenbezeichnung und Datenblatt bzw datasheet unter Google.

(Ich finde es gut die Schaltungen mit den einzelnen Transistoren zu verstehen, nur zum Aufabu sind die ICs wirklich einfacher. )
Manfred

Javik
18.05.2004, 15:05
Ich möchte eine H-Brücke aus einzelteilen aufbauen. Und zwar am besten aus npn oder pnp Transistoren oder aus beidem, da ich die Schaltung von Manf, die da oben beschrieben ist, nicht kapiere :( Außerdem hätte ich die Transistoren schon da.... Die Brücke muss nicht viel aushalten, es geht mir nur ums Grundprinzip...

stupsi
18.05.2004, 16:48
probier mal diese Schaltung, die ist zum testen ganz gut.

Michael
18.05.2004, 17:07
Hallo Stupsi,
was soll denn die Schaltung machen? Transistoren oder Motoren vernichten? Zum Transistoren-Töten ist sie gut geeignet :)
Gruss, Michael

Javik
18.05.2004, 17:22
Des gibt doch nen Kurzschluss oder ?!?!?

Manf
18.05.2004, 17:37
Die Schaltung funktioniert sogar, es handelt sich um komplementäre Emitterfolger.

Vertauscht man die Position der pnp und npn Transsitoren, dann könnten sie weiter in die Sättigung gehen, aber beide gleichzeitig. Das ist mit Zerstören gemeint.

Die dargestellte Schaltung wird halt nicht so gerne genommen, weil an den Transistoren noch eine Schwellspannung abfällt, aber die Spannung der Gatter wird gepuffert durch die Stromverstärkung der Transistoren an den Motor geschaltet. Wenn man sich sicher ist, daß der Motor keinen Kurzschluß darstellt. Kann man die Basiswiderstände auch weglassen.
Es ist eine typische Breadboard Schaltung mit der man mal schnell die Funktion der Brücke verdeutlichen kann.
Manfred

Javik
18.05.2004, 17:50
Aber ich könnte die Transistoren doch auch alle einzeln ansteuern ohne diese komische´n Teile davor oder ? Wie würde das dann ausschaun?
Ich weis, dass es die primitifste Art ist, aber ich hab die ganzen Bauteile einfach nicht :(

Manf
18.05.2004, 18:08
Der mittlere Teil um den Motor herum kann jeweils rechts und links so wie der Motor an eine Spannung angeschlossen werden.
Die Ansteuerung wird dabei nur um die Stromverstärkung geringer belastet. Wenn der Motor also 60mA aufnimmt dann fließt in der Ansteuerung nur ungefähr 0,2mA.
Am Motor liegt nicht die ganze Ansteuerspannung an, sondern die um 2 Schwellspannungnen (2 x 0,6V) reduzierte Ansteuerspannung und wenn man die Widerstände drin läßt dann fällt auch bei 0,2mA schon 2V an den Widerständen ab. Die Widerstände sollt man also eher weglassen oder deutlich verringern.
Manfred

Javik
18.05.2004, 18:38
Also könnte ich den Schaltplan unten so lassen ? Schadet es der C-Control nicht wenn da keine Vorwiderstände sind?
Wenn ich zB an Port 1 High lege und an Port 4 low dann müsste sich der Motor doch drehen?!

Wie kann ich noch einen Enable leitung dazubauen?

Manf
18.05.2004, 19:07
Die Basen kannst Du zusammen lassen. Damit erreichcht Du alle gewünschten Zustände.
Bei dem zusätzlichen Zuständen mit 4 Anschlüssen sind auch Kurzschlüsse dabei:
1 high 2 low und
3 high 4 low sind nicht gewünscht.

Mit den C-Control ports sind die Ströme aber schon wirklich sehr klein. C-MOS Gatter dazwischen wären schon besser.

Du darfst dann die Brücke mit dem + Anschluß nur an die gleiche Versorgungsspannung anschließen und wenn Du Dir nicht sicher bist ob Du alles richtig angeschlossen hast, solltest Du besser doch 1kOhm Widerstände zwischen die Ports und die Basis schalten.
Über die Pull ups kommt dann aber nur ein Strom von um die 30-50 mA zustande.
Wenn Du das ausprobieren willst, das sollte gehen. Zum Erproben der Brücke kann man natürlich auch die Spannungen per Hand anschalten (ohne C-Control).

Das Enable ergibt sich aus rechts ungleich links. Entweder rechts high oder links high sind die Richtungen des Motors.
Manfred

Javik
18.05.2004, 20:27
Sry, aber ich weis nicht was ein C-MOS Gatter ist :(
Hat jemand vlt einen Link wo des erklärt wird ?

Warum ist ein Strom von 30-50 mA zu wenig ?

Manf
18.05.2004, 23:02
Zu C-MOS Gattern folgender Link zur Erklärung

http://mst.tu-berlin.de/download/education/ti/Skript.GdE/Grundlagen-06.pdf

Wieviel Strom gebraucht wird kommt auf die Anwendung an.

Manfred

Javik
19.05.2004, 15:07
Also ist ein C-MOS gatter so etwas wie ein Transistor nur ohne Stromverstärkung ?!

19.05.2004, 15:39
es enthält mehrere Transistoren und verknüpft mehrere Eingangssignale zu einem Ausgangssignal (UND, ODER, NICHT usw.). Dabei ist der zulässige Ausgangsstrom für übliche Motore aber nicht ausreichend, eher schon für LED's.
RG

Manf
19.05.2004, 16:06
Hier steht das wesentliche über CMOS Logik drin.
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-77.pdf

Javik
25.05.2004, 20:37
Die Basen kannst Du zusammen lassen. Damit erreichcht Du alle gewünschten Zustände.

Wie is des nun, wenn ich wie beschrieben die Basen zusammen lasse und die C-Control starte. Dann würde es doch eigentlich einen Kurzschluss geben, da die 2 Ports an der C-Control bestimmt keine unterschiedlichen Zustände (High, Low oder Low, High) Haben ?!?! Wie kann ich den Motor zum Stehen bekommen?
Gruß Javik

Manf
25.05.2004, 22:20
Wie is des nun, wenn ich wie beschrieben die Basen zusammen lasse und die C-Control starte. Dann würde es doch eigentlich einen Kurzschluss geben, da die 2 Ports an der C-Control bestimmt keine unterschiedlichen Zustände (High, Low oder Low, High) Haben ?!?! Wie kann ich den Motor zum Stehen bekommen?

Wenn die Steuereingänge der Brücke an zwei Ports liegen wieviele Zustände der Brücke kann man dann ansteuern und wie verhält sich der Motor in diesen Zuständen?
Das findest Du sicher auch leicht heraus.
Manfred

Judgeman
26.05.2004, 09:40
Hallo,

ich habe mir nicht alles durchgelesen, aber es gibt bereits eine funktionierende Schaltung im Album unter Schaltpläne. Diese wird in meiner Diplomarbeit eingesetzt und kann bis zu 10A und 60V schalten.

Natürlich kann man die MosFETs austauschen und somit die gewünschten Werte erreichen.

Frank
26.05.2004, 10:46
Hier der Link: https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=17

marcel
26.06.2004, 22:59
SO

Ich hab jetzt mal die h-brücke nachgebaut: http://www.christine-krueger.net/h-bruecke.gif
Aber wenn ich ne Spannung an einen der Eingänge anlege fliest bei den Motor-Anschlüssen nur ca 0,7V bei einer betriebsspannung von 6V

was is da flasch?

EDIT:
Ich hab statt nur einer H-Brücke eine zweite mit in die Schaltung "angehängt", um 2 Motoren anzusteuern, das dürfte aber nicht der Auslöser des Problems sein
Außerdem hab ich den Kondensator parallel zum Motor nicht mit eingebaut...

avatar
27.06.2004, 12:05
Hi marcel,

du hast gestern geschrieben, dass du anstelle der Original-Transistoren, die im Schaltbild eingezeichnet sind, Ersatztypen verwenden willst. Vielleicht hast du bei der Auswahl der Ersatztypen nicht drauf geachtet, dass die oberen beiden Transitoren PNP und die unteren beiden NPN sein müssen.

Bei dieser Schaltung wäre es verhängnisvoll, wenn man beide Eingänge aufsteuern würde. Dann würden alle vier Transistoren durchschalten und durch den entstehenden Kurzschluss, könnten alle vier zerstört werden.

Viele Grüße

marcel
27.06.2004, 14:06
Hi,

die Transen die ich Verwendet hab sind die richtigen.
Die einen NPN die anderen PNP...

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27.06.2004, 18:13
Hi marcel,
wie legst du die Steuerspannung und wie hoch ist sie?

Bei einer Steuerspannung von 5V beträgt der Steuerstrom für diese Brücke fast 30 mA. Vielleicht schafft es die steuernde Schaltung (µC etc.) nicht, diesen verhältnismaßig hohen Basisstrom für den NPN zu liefern.

Viele Grüße

marcel
27.06.2004, 21:16
Ich hab einfach ne Batterie genommen mit 6V und anstatt motor nen Multimeter angeschlossen.
Und an E1 bzw. E2 noch + angelegt

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27.06.2004, 21:37
Hi marcel,

Mit dem hochohmigen Voltmeter anstelle vom Motor könnte ich mir schon vorstellen, dass die Schaltung nicht funktioniert. Probier' mal als Motor-Ersatz einen niederohmigen Widerstand (z.B. 50 Ohm 1W). Dann solltest du bei 6V Betriebsspannung mit dem Voltmeter über diesem Widerstand 4,6V messen bzw. -4,6V je nachdem welchen Eingang du auf HIGH legst. Wenn nicht, würde ich mal nachmessen, ob vielleicht die Batteriespannung bei dem Test in die Knie geht.

Viele Grüße

marcel
27.06.2004, 22:08
Hi
Ich hab jetzt mal nen Motor angelötet

Wenn ich an einen Eingang + lege dreht der Motor seeeeeeeehr langsam und die Transistoren werden heiß.
Aber nicht jeweils die Diagonal gegenüberliegenden sondern die auf einer seite des Hs (besser kann mans nich ausdrücken)

Irgendwas stimmt da nich

EDIT:
Hier mein Layout
(Rechtecke sind widerstände, kreise sind die transen)
http://www.christine-krueger.net/layout.JPG

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28.06.2004, 11:42
Hi marcel,

bei dem Layout befinden sich die Basisanschlüsse für die Transistoren jeweils am mittleren Anschluss. Das "Datablade" auf dem dänischen Server besagt aber, dass der Basisanschluss seitlich sein soll. :-k
http://www.strueres.dk/kk/HTX-alle-Wordfil/Datablade/analog/Transistor/bd647.pdf

Viele Grüße
O:)

BlackBox
28.06.2004, 13:44
Die hier zweimal gepostete Schaltung ist übrigens falsch!

Die npn-Transistoren kommen nach unten und schalten gegen Masse und die pnp nach oben.

Rodney
28.06.2004, 13:50
ich habe noch eine Frage zu H-Brücken:

Ich versorge meinen Mikrocontroller mit einer stabilen 5V Spannung (durch nen 7805er) aus einer 12V Batterie.

Ich möchte nun eine Brücke bauen die aber die 12V an meinen Motor weiterleiten kann. Welche Transistoren etc erscheinen da am sinvollsten?

avatar
28.06.2004, 14:46
@blackBox
Meinst du diese Schaltung?
http://www.christine-krueger.net/h-bruecke.gif
Die stimmt doch, BD647 (=NPN) ist unten und schaltet gegen Masse

@Rodney
Die Schaltung mit den BD647 und BD648 funktioniert auch bei 12 V
Der Mikrokontroller wird eventuell nicht den notwendigen Steuerstrom für die Eingänge E1 und E2 von ca. 30 mA (bei 5V) liefern können, deshalb wirst du noch einen Stromtreiber davor schalten müssen.

Dieser Stromtreiber (2 x erforderlich) invertiert das Signal, das vom µC kommt. Wenn du ihn verwendest, musst du vom µC einen der beiden Ausgänge auf LOW legen um den Motor zu starten. Jedoch niemals beide gleichzeitig!

BlackBox
28.06.2004, 15:04
@avatar

In dem Link die Schaltung passt, die auf Seite 2 des Threads von Mampf (gut, da steht nichts von + und Masse) und die von Javik, da waren die Transistoren vertauscht.

BlackBox

marcel
28.06.2004, 17:47
Hi marcel,

bei dem Layout befinden sich die Basisanschlüsse für die Transistoren jeweils am mittleren Anschluss. Das "Datablade" auf dem dänischen Server besagt aber, dass der Basisanschluss seitlich sein soll. :-k
http://www.strueres.dk/kk/HTX-alle-Wordfil/Datablade/analog/Transistor/bd647.pdf

Viele Grüße
O:)

Das hab ich dann auch gemerkt und die Transen per kabel angeschlossen :D

marcel
28.06.2004, 20:47
hm, weis das keiner? is dringend

avatar
28.06.2004, 20:58
Vielleicht hat ein Transistor Kurzschluss. Hast du mal die Transistoren mit dem Ohmmeter durchgemessen? Oder ein Zinntropfen, der auf dem Board irgend was kurzschließt :-s

Was passiert eigentlich, wenn du mal beide Eingänge von der Schaltung auf Masse legst. Wird dann auch irgend was heiß ? Sind es nur die Transistoren die heiß werden oder auch die Widerstände ?

Viele Grüße

avatar
28.06.2004, 21:27
In dem Layout ist noch eine Drahtbrücke eingezeichnet, von der Basis des Transistors rechts oben zum 22K-Pullup-Widerstand. Hast du die vielleicht vergessen?

marcel
28.06.2004, 21:28
Hm, also Ich hab jetzt nochmalspannung angelegt, und wenn ich dann an der Batterie messe, wenn ich einen Eingang beschalte fällt die Spannung auf ca 1,4V ab...
Was kann das sein?

EDIT:
Ok, das war weil die Batt zu wenig power hatte, wenn ich ne bessere anschliese siehts wieder wie vorher aus, Motor dreht seeehr langsam und die Transen werden heiß

Wie soll ich die Transen durchmessen?
BE
BC
und
CE oder was?

EDIT2:
Ich weiß, die Leiterbahn is sehr dünn, aber eine Leiterbahn und keine Drahtbrücke.
Sie funktioniert, ich hab gemessen ob irgendwas kontakt hat was nich soll.

avatar
28.06.2004, 21:37
Am bestten alles vorwärts und rückwärts durchmessen

marcel
28.06.2004, 21:45
Und was is richtig und was falsch?

BC und BE müssen ja leiten (=> dioden eigenschaften)
CE darf nich leiten oder?

avatar
28.06.2004, 22:17
Hi marcel,

zwischen C und E darfst du keinesfalls einen Durchgang messen. Ohne Basisstrom muss der Transistor sperren.

Zur Basis hin hast du PN Übergänge (wie Dioden) wobei hier noch die Besonderheit ist, dass es sich um Darlington-Transistoren handelt, also auf der BE-Strecke zwei PN-übergänge hintereinander sind. Die gedachten Dioden hängen beim NPN an den Anoden (=Basisanschluss) zusammen und beim PNP an den Kathoden. Bei vielen Multimetern gibt es eine Einstellung mit der man die Schwellenspannung von Dioden messen kann (Diodentester). Den Diodentester kannst du auch gut verwenden, um die PN-Übergänge von biplolaren Transistoren zu untersuchen.

Widerstände kannst du evtl. in der Schaltung lassen wenn du sie durchmisst. Wenn sie defekt sind werden sie hochohmig. Wenn du über dem Widerstand einen Wert misst, der höher ist als der aufgedruckte Wert(auch wenn noch was parallel geschaltet ist) ist er in jedem Fall defekt.

Viele Grüße