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Thema: H-Bruecke MOS-FETs

  1. #1
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    H-Bruecke MOS-FETs

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    Ich will eine Motorsteuerung für einen Scheibenwischermotor bauen und habe im Wiki die MOS-FET Schaltung http://www.roboternetz.de/wissen/ind...en_Ansteuerung gefunden. Die ist dem was ich mir bisher ausgedacht habe sehr ähnlich. Allerdings frage ich mich, ob hier nicht noch 2 OPs fehlen???

    Denn am Ausgang der Logikgatter erhalte ich ja entweder 5V oder GND. Wenn meine Betriebsspannung allerdings bei 12V liegt, dann hab ich bei einem High (5V) auf der einen Leitung, einen Spannungsabfall am P-Kanal von 7V und am N-Kanal von 5V - somit wären beide ein bißchen geschalten.

    Meiner Meinung nach sollten nach den Logikgatter noch OPs oder Schmitttriger hin, die die 5V auf 12V raufbringen.

    Lieg ich da richtig oder habe ich grundsätzlich etwas falsch verstanden?

    THX Andy

  2. #2
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    Servus,

    die Schaltung kommt mir recht bekannt vor, hab ich mal entworfen gehabt. Braucht eben keine OP's weil es Open-Collector-Gatter sind. Deswegen die Widerstände!

    Meine Version ist hier:

    http://www.wieselsworld-online.de/themen/px01x005.htm

    Grüße Wolfgang

  3. #3
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    danke für die schnelle Antwort!

    Auf die Idee hät ich auch mal kommen können, bzw. Datenblatt ankucken

    Problem auch schon gelöst...

    möglich wäre es aber auch mit normalem Gatter und OPs oder?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Definitiv Nein zu normale GATTER weil kein o.K => Datenblatt _vor_ jeder Frage lesen ist Pflicht! Mach nichts ohne Grund
    Und OpAmp => wenns nicht gerade ein teurer ist => Murx

    Grüße Wolfgang

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von H.A.R.R.Y.
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    Die Frage:
    möglich wäre es aber auch mit normalem Gatter und OPs oder?
    Und die Antwort:
    Definitiv Nein zu normale GATTER weil kein o.K => Datenblatt _vor_ jeder Frage lesen ist Pflicht! Mach nichts ohne Grund
    Und OpAmp => wenns nicht gerade ein teurer ist => Murx
    Ich glaube diese Antwort ist auch Murks, denn sie beantwortet die eignetliche Frage nicht!

    Also: "Warum ist ein OpAmp als Pegelkonverter eigentlich nicht geeignet?" Zugegeben: die schnellsten sind sie nicht immer, und der Aufwand erscheint höher. Aber: die Schaltgeschwindigkeit der vorgestellten Open-Collector-Schaltung mit Pullups ist auch nicht gerade üppig!

    Die wichtigste Antwort ist: Der typische OpAmp-Ausgang bleibt etwa 1V von den Betriebsspannungen "weg" und daher macht er die MOSFETs nicht akkurat zu, sie bleiben ein wenig leitend! Das führt dann zum Kurzschluß und zum Abrauchen der Brücke.

    OpAmps mit Rail2Rail-Ausgang sollten sich aber grundsätzlich eignen, denn sie gehen bis auf etwa 50mV an die Betriebsspannungen heran. Die logische Verknüpfung kann man mit ihnen notfalls auch erledigen, so daß es bei einem IC bleibt. Beachten muß man halt: die Gatter arbeiten mit 5V, um den OpAmp im Schaltbetrieb als Pegelkonverter einzusetzen muß ein gemeinsames Hilfspotential von 2,5V erzeugt werden (zwei Widerstände etwa 2200 Ohm in Reihe von 5V nach 0V sind okay). Das Hilfspotential an den invertierenden Eingang, den Ausgang vom Gatter an den nichtinvertierenden Eingang und den Ausgang vom OpAmp direkt auf das Gate des MOSFETs. Ich bin der Ansicht, daß die Transistoren dann sogar schneller schalten, weil sie in beiden Richtungen recht niederohmig angesteuert werden. Beim Pullup ist dieser ja mit der Gate-Source-Kapazität die bestimmende Zeitkonstante!

    Rail2Rail-fähige OpAmps sind nicht zwingend teuerer als Standardtypen, aber vielleicht nicht gleich beim "Elektronikhändler nebenan" zu bekommen.

    Nebenbei so allgemein zu H-Brücken:
    Alle Schaltungen, bei denen die Gates der Transistoren verbunden sind haben das Problem, daß während des Umschaltens beide Transistoren leitend sind. Das ergibt einen Kurzschluß und eine Stromspitze, die dem Akku Energie entzieht und ihn zusätzlich altern läßt. Besser ist es die Transistoren einzeln anzusteuern und zwischen den einzelnen Schaltvorgängen eine kurze Zeit abzuwarten. Oder die Schaltung mit dem Relais zum Umpolen zu nehmen und bei Bedarf einen MOSFET für die PWM bzw. überhaupt das Abschalten des Motors einzufügen. Für das Umpolrelais kann man sogenannte bistabile mit zwei Spulen nehmen, dann entfällt sogar die dauerhafte Ansteuerleistung, denn die benötigt man nur noch um das Relais umzuschalten, danach bleibt es von alleine in seiner Position.
    a) Es gibt keine dummen Fragen, nur dumme Antworten
    b) Fehler macht man um aus ihnen zu lernen
    c) Jeder IO-Port kennt drei mögliche Zustände: Input, Output, Kaputt

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Servus H.A.R.R.Y.

    Das mit der Minimalschaltung ist was die Leute wollen, besser ist die Verwendung von dafür extra entwickelten MOS-Drivern und einer entsprechenden Logik die ein durchschalten der linken oder rechten Brückenseite verhindert. Ohne Totem-Pole-Ausgänge ist da nicht viel drin. Aber die Schaltung war auf billig-Wunsch konzipiert und ist dementsprechend eben auch billig. Sie funktioniert und bei der Schaltungstechnik braucht man keine HiTec-Wunder erwarten. Zu OpAmps, die sind auch nicht extrem schnell bei Lasten, gerade an MOS die Überschwinger gar nicht gerne an ihren Gates haben. Da braucht man etwas das eben gut Strom liefern kann und kleine Ausgangsimpendanz besitzt und dazu noch schnell ist (V/s). Ich baue selbst meine MOS-Endstufen, aber das setz ich nicht auch noch ins Web weils da genug gibt, machs immer nach Bedarf und eh speziell für den Fall. Hats hier im Forum aber genug Info zu MOS-Endstufenentwicklungen und Diskusionen.

    Grüße Wolfgang

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von H.A.R.R.Y.
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    Okay,

    wenn Du es unter dem Gesichtspunkt "kostengünstigst" siehst, dann hast Du durchaus recht. Die Schaltung ist an Einfachheit nicht zu unterbieten und hat immerhin eine "Notbremse" die das gleichzeitige Durchschalten aller vier MOSFETs verhindert.
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