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Thema: Verhindern, dass H-Brücke durchbrennt!?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Verhindern, dass H-Brücke durchbrennt!?

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    Liebe Elektronik-Freunde,

    ich habe hier ein Problem, welches wir im RP6-Forum noch nicht zufriedenstellend lösen konnten:

    Wir möchten eine kleine I2C-Erweiterungsplatine für den RP6 mit Hybrid für den Arduino entwickeln und intern im Forum weitergeben. Näheres HIER (Diskussion) oder HIER (Kurzbeschreibung) .
    dort haben wir einen I2C-16fach-PWM-Expander. An diesem hängen u.a. vier SP8M3-ICs, jeder davon enthält einen P- und einen N-Channel leistungsmosfet.
    also acht PWM-Fähige MOSFETs, die wir als solche auch verwenden möchten, also einzeln und unabhängig voneinander.

    Nun eignen sie sich natürlich gerade auf einer Roboterplattform sehr gut als Motortreiber/H-Brücke.
    was können wir nun aber tun, damit die Mosfets bei Verwendung als H-Brücke nicht durchbrennen, ehe man den I2C-Baustein dahinter initialisiert hat? Logikbausteine, die meist bei H-Brücken als Vorschaltung Anwendung finden, kommen ja nicht infrage, da wir sonst die MOSFETs nicht mehr unabhängig voneinander für andere Zwecke verwenden können.

    irgendwelche Ideen?

    danke euch vielmals!
    fabian

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Zitat Zitat von fabqu Beitrag anzeigen
    Logikbausteine, die meist bei H-Brücken als Vorschaltung Anwendung finden, kommen ja nicht infrage, da wir sonst die MOSFETs nicht mehr unabhängig voneinander für andere Zwecke verwenden können.
    Ich würde für jeden Zweck andere Bauteile (z.B. MOSFETs) nehmen und ganze Schaltungsteile umschalten.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von derNeue
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    Ich würde dir gern helfen, verstehe aber dein Problem noch nicht ganz. Hast du nichtmal einen Schaltplan? Das sagt mehr als Tausend Worte. Weil dein verlinkter Thread mit 8 Seiten ist mir dann doch ein bisschen viel zu lesen..


    Dennis
    Ich studiere die Wirkung der Sonnenstrahlen auf das Liebesleben der Pflastersteine

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    schau mal, ob das Dein Problem löst: http://www.amateurfunkbasteln.de/hbridge1/

    Trotz der Logik-Bausteine zwingt Euch ja niemand, diese zu verwenden oder die Mosfets halt direkt zu steuern. So könnt Ihr je nach Anwendungsfall über die Gatter oder direkt auf die Transistoren gehen.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hi!
    OK, ich versuchs noch mal:
    Habe einen PWM-I2C-Stein. An dem hängen an acht PWM-Ausgängen je vier N- und vier P-MOSFETs.
    Diese eignen sich natürlich perfekt als H-Brücke! Damit so eine H-Brücke nicht bei falscher Verwendung durchbrennt (Kurzschlussgefahr), sind meist Logikbausteine vorgeschaltet, siehe z.B. Wikipedia, HIER.
    Genau das wollen wir aber nicht, da das eine Einschränkung der MOSFETs auf diese eine Anwendungsmöglichkeit wäre.

    @PICture: Meinst du, aus den acht MOSFETs eine-Brücke MIT Logikschaltung bauen, und z.B. Extra-MOSFETs daneben bereit zu stellen, die dann NICHT als H-Brücke verwendet werden?
    Das kostet halt Platz auf der Platine, ist aber ansonsten eine denke ich gute Lösung.

    Gibt es andere Möglichkeiten?
    Grüße und Danke

    Anmerkung:
    Da haben wir uns wohl überschnitten, REDROUND.
    Ja, sowas wäre eine Lösung, aber dann kann man die MOSFETs nur über das Gatter ansprechen, nicht einzeln. Wenn man also keine H-Brücke, sondern z.B. andere Schaltungen mit diesen Leistungs-MOSFETs machen möchte, geht das nicht mehr.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Ja, so habe ich das gemeint. Vereinfacht beispielweise immer zwei MOSFETs zusammen "kleben" und gewünscht per Gate umschalten. Damit braucht man fast keinen zusätzlichen Platz und der gesperrte MOSFET stellt fur seinen "Zwilling" nur etwas höhere Montagekapazität dar.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Danke dir, PICture. Die Idee ist auf jeden Fall mal in den Top vier.

    Ich sehe vier Lösungsmöglichkeiten, die alle nicht perfekt sind:
    1. resettable Fuse in eine Zuleitung. Vorteil: Leicht einzubauen, unproblematisch. Nachteil: Nur passiver Schutz, träge, schwer zu überwachen.
    2. Logikschaltung vor MOSFETs. Vorteil: sicher. Nachteil: Schränkt Verwendungsmöglichkeit ein, Platzverbrauch auf der Platine.
    3. Strommessung via I2C-IC, z.B. LTC2990. Vorteil: Gute Messmethode. Nachteil: Kosten, Platz auf der Platine, nur Softwareschutz.
    4. Noch mehr MOSFETs zuschalten, wobei acht nur für zwei logik-beschaltete H-Brücken verwendet werden. Vorteil: Sicher. Nachteil: Platz, kostet IOs.

    Hat jemand eine NEUE Idee, die hier nicht genannt wurde?

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Zitat Zitat von fabqu Beitrag anzeigen
    Ja, sowas wäre eine Lösung, aber dann kann man die MOSFETs nur über das Gatter ansprechen, nicht einzeln. Wenn man also keine H-Brücke, sondern z.B. andere Schaltungen mit diesen Leistungs-MOSFETs machen möchte, geht das nicht mehr.
    Das sehe ich nicht so. Du kannst ja grundsätzlich beide Möglichkeiten vorsehen. Wenn Du einen Portexpander nimmst, hast Du 8 Pins zur Verfügung. Mit 4 davon gehst Du den Weg über die Gatter und die anderen 4 hängst Du direkt an die Gates der MOSFETs. Dann kannst Du individuell entweder den sicheren Weg über die Gatter gehen, wenn Du die Platine wirklich als H-Brücke einsetzen willst oder Du nimmst die anderen 4 Pins für die direkte Ansteuerung falls Du sie nicht als H-Brücke verwendest.

  9. #9
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    Geändert von i_make_it (04.02.2015 um 20:38 Uhr)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Hmm, willst du wirklich die einzelnen Mosfets (also High- und Lowside getrennt) benutzen können oder reicht es, wenn sie als Halbbrücke jeweils zusammenarbeiten? Bei Letzterem könntest du sie nämlich mit nem Mosfettreiber zusammenschalten, die kümmern sich darum, dass es keine Querströme gibt (die die Mosfets meist zum Durchbrennen bringen). Bei ersterem könntest du vielleicht auch DIP-Schalter vorsehen, mit denen du wahlweise die Brücken zusammen oder getrennt betreiben könntest. Müste nur halt immer von Hand konfiguriert werden.
    AI - Artificial Idiocy

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