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Thema: Fahrtregler mit Logic Level Fets 4,8V

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Fahrtregler mit Logic Level Fets 4,8V

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    Hi leute...auch hier will ich mal fragen

    Ich bräuchte hilfe beim Eigenbau eines kleinen Fahrreglers für den RC Betrieb, der Leistungsteil soll über nen AVR angesteuert werden.

    Da die Motoren nur 5V brauchen und ich auch nur 4,8V zur Verfügung hab dachte ich an Logic Level Fets.

    Wer kann mir ein wenig helfen?Solltes schon einige A abkönnen..sagen wir dauer 10 kurzfristig mehr..

    Funktionen vorwärts/bremse/rückwärts

    Dachte vll. hier dran..

    http://www.irf.com/product-info/data...ta/irl3803.pdf
    Allerdings weiss ich jetzt nicht ob das ein N oder P-Fet ist und ich bräuchte für ne H-Brücke ja noch das entsprechende gegenstück

    Freue mich auf eure Antworten..


    Gruss Stefan

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Der MOSFET sieht doch ganz tauglich aus, nur komm bitte nicht auf die Idee, den direkt von den AVR-Ausgängen aus anzusteuern, dann dauert das Ein- und Ausschalten nämlich bei einer halbwegs vernünftigen PWM-Frequenz im Verhältnis so lange, dass Du die 10A gleich mal in Richtung 1A nach unten korrigieren solltest. Und wie Du sicher schon gesehen hast, gibt es passende FETs mit niedrigem Rds-on nur als N-Kanal. Blöd was? In Leistungs-H-Brücken betreibt man die oberen FETs, die dann auch N-Kanäler sind, aus a) Spannungswandler b) Ladungspumpe c) Bootstrap-Schaltung oder einer Kombinations hieraus. Um einen Treiber wirst Du nicht herum kommen, daher ist das nicht wirklich eine Einschränkung, die handelsüblichen Treiber von Intersil oder IRF haben die entsprechende Zusatzschaltung gleich mit drin.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hi Shaun
    Ok..also ein treiber..soll mir auch recht sein, solange ich nicht alleine dastehe und ausreichend Hilfe bekomme
    Dann kann ich ja auch gleich andere fets nehmen im SO8 bereich...

    sollte also so klein wie möglich werden...jetzt die Frage, wo krieg ich ne Ladungspumpe her? was genau ist das? welche Treiber, welche fets?

    gruss Stefan

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hmpf, also unter den Voraussetzungen wird's wohl schwierig. Die integrierten Treiber sind alle erst für 10V aufwärts geeignet, das heisst, du wirst die Treiberstufen selbst designen müssen, oder irgendwer hat nen heissen Tipp, welcher Treiber auch mit knapp 5V läuft. Eine Alternative, von der ich mir vorstellen könnte, dass sie in Kaufgeräten Anwendung findet, ist ein kleiner Spannungswandler, der aus der Akkuspannung zB. 10V macht, damit bekommst Du die "oberen" MOSFETs locker voll aufgesteuert und kannst nebenbei auch einen integrierten Treiber, zB den HIP4081, benutzen. Ich habe gerade eine Paranoia-Endstufe für einen Scheibenwischermotor gebastelt, da sitzt so einer drin, von IR gibt's auch so diverse "dual driver for high and low side", musst halt mal bei irf.com gucken. Den MOSFET wählst Du nach Spannung (4.8V können wohl alle), Strom (reichlich überdimensionieren tut nicht weh, in meiner 12A-Endstufe sitzen 53A-MOSFETs), Widerstand (bei 4.8V Akkuspannung willst Du nicht viel mehr als die 9mOhm Deines Vorschlags haben) und nicht zuletzt Verfügbarkeit aus. Für den Spannungswandler hat zB Maxim eine ganze Latte von Stepup-Wandlern, die Dir mit einer kleinen Drossel und Schottky-Diode als Zugabe saubere und stabile 10..12V zaubern, daraus kannst Du mit einem 78L05 gleich die 5V für den AVR machen, denn der läuft zwar durchaus mit 2.7V, aber Deine Leitungen werden die Spannung am Regler ganz gut wackeln lassen, und Abstürzen wollen wir ja nicht.

  5. #5
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    Also nen Spannungswandler wollt ich keinen einsetzen, auch eigentlich kein fertiges Motor IC, schon ne Brücke mit fets und dann halt wenn nötig lieber ne Ladungspumpe, obwohl ich nicht weiss warum man die LL fets nicht direkt ansteuern kann, dafür sind sie doch wohl gebaut? aber wie halt schon festgestellt kaum P Kanal...

    Also..treiber? nen beispiel? brauch ich zwingend ne ladungspumpe?
    Fets? brauch schon bisserl mehr hilfe

    Gruss Stefan

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Eine Ladungspumpe brauchst Du nur, wenn Du die oberen FETs in einer Bootstrap-Konfiguration statisch ansteuern willst, und nur dafür. Nur wird Bootstrapping mit einer nominalen Spannung von 4.8V, tendenziell also im falschen Moment viel weniger, sehr grenzwertig. P-Kanal haben technologisch bedingt um mindestens eine Grössenordnung höheren Einschaltwiderstand, die willst Du nicht verwenden, nicht für 10A und schon gar nicht für 4.8V. Um die N-Kanal-FETs richtig anzusteuern, brauchst Du aber eine höhere Spannung als die maximale Source- gleich Ausgangsspannung, und zwar mindestens Ugs_th mehr, heisst bei einem durchschnittlichen LL-MOSFET irgendwas bei 2..4V mehr als Uout_max, also 7-8V. Und dafür setzt man aller Vernunft nach Spannungswandler ein, auch wenn Du Dich dagegen sträubst. Der weitere Vorteil ist die stabile Versorgung der Logik, die Akkuspannung wird an den Reglerklemmen heftig einbrechen, da kannst Du nichts gegen tun. Dem Motor sch*egal, der Controller wird's hassen. Dass Du ausserdem keine Treiber zu brauchen meinst, zeigt, dass Du vielleicht doch besser auf die Ratschläge hier, und ich hoffe, es kommen noch ein paar Meinungen dazu, hören solltest. Du musst eine Kapazität im nF-Bereich in weit unter 1us um mindestens 4V umladen, dazu brauchst Du Strom - bei 2nF innerhalb von 100ns sind das mal eben 80mA, die da kontinuierlich fliessen müssen. Das schafft Dein Controller nicht, und die oberen FETs kann er schon gleich gar nicht ansteuern, da die ja wie gesagt nochmal Ugs_th über der Betriebsspannung brauchen.

  7. #7
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    Ok, das hab ich schonmal einigermaßen verstanden... aber großartig geholfen hats mir noch nicht , aber schonmal danke dass du dir die Zeit nimmst um mir zu helfen..

    Ich hab mit Fets wirklich noch nicht großartig gearbeitet...
    Wie siehts denn aus, ich brauch also 2P und 2N Fets? Oder geht es auch nur mit N Fets? Wie müssen die Treiber aussehen, haste mal ein Beispiel für passende fets und Treiber? Was würdest du als Spannungsregler empfehlen?

    Gruss Stefan

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    NUR N-Kanal! Wenn Du mal bei irf.com guckst, wirst Du sehen, dass P-MOSFETs für 20/30V alle um den Faktor 10 schlechteren Rds_on haben als N-Kanal-Typen. Ausnahmen sind nur der 7424,7425 und einer der Siliconix-Nachbauten. Und alle davon liegen strommmäßig an der Grenze zu 10A, also no go! Der N-Kanal, den Du vorgeschlagen hast, hat unter schlechten Steuerbedingungen 9 Milliohm, sind bei 10A 90mV, also 2% Deiner Akkuspannung pro MOSFET. Dabei werden 0.9W am MOSFET verheizt, das ist gerade noch im Rahmen für kühlkörperlosen Betrieb, aber bei Montage auf engem Raum würde ich die Dinger auf eine kleine Metallplatte setzen, zB die Montageplatte des Reglers. Ein durchschnittlicher P-Kanal, der den Strom auch verträgt, hat unter Idealbedingungen 60 Milliohm, macht 0.6V bei 10A, 6W, für die Du einen dicken Kühlkörper brauchst und ein Achtel Deiner Akkuspannung ist auch futsch. Dazu kommen noch die Schaltverluste im PWM-Betrieb. Wenn Du zB zweimal den IR2183S nimmst (SO-8 Gehäuse, gibt's bei Reichelt) musst Du nur irgendwo 10V hernehmen, da das Ding erst bei 8.5V loslegt. Also ein kleiner Step-Up-Wandler, zB MAX608 oder MAX1771, Ausgang auf 10V legen und gut is. Über einen 78L05 holst Du Dir wie gesagt saubere 5V für den ATmega aus den 10V. So könnte man eine zuverlässige Schaltung dimensionieren, mit diskreten Levelshiftern aus Transistoren, geschickter Dimensionierung (die v.a. aus Herumprobieren mit Kondensatoren zum Beschleunigen der Schaltvorgänge bestehen dürfte) geht es vielleich auch ohne Treiber und Spannungswandler, nur so eine Schaltung ist a) schwer zu dimensionieren b) lohnt nur in der Masse, wo es auf ein paar Cent wirklich ankommt c) schwer stabil zu kriegen, raucht also vielleicht nur unter unerwarteten Lastbedingungen ab.

  9. #9
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    Das heisst also ich kann ne ganze H-brücke nur mit N-Fets realisieren? Also praktisch 4 mal den von mir erwähnten Fet, so wie ich das sehe einen Max608, 2 IR2183 und nen 7805? ist das soweit richtig?

    Hat nicht vll. noch jemand ne schaltung rumliegen die mir den einstieg ein wenig erleichtert?

    Gruss Stefan

  10. #10
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