Bauteilgruppe für Motor-H-Brückensteuerung gesucht/Auftragsarbeit

Hallo,
wie es aussieht, muss ich für mein Motorproblem doch Plan B in Angriff nehmen.

Ausgangssituation:
ich habe im Prinzip einen L293N-ähnlichen Motortreiber (2polige pwm- und Richtungs-Steuerung für DC-Motoren), die aber zu schwach sind für meine Motoren.

Ziel:
das direkte Motor-Ausgangssignal meiner vorhandenen H-Brückenausgänge soll genutzt werden, um stärkere handelsübliche H-Brücken anzusteuern (10A, > 12V)

Idee:
man könnte aus dem vorhandenen Motorsignal (9-12V) quasi dir1, dir2, pwm über Dioden aufsplitten und auf 5V Signallevel absenken, um damit andere H-Brücken zu füttern:
Anhang 32868

Vermutlich gibt es so ein Bauteil nicht fertig, wer könnte mir daher ggf. so ein Teil fix und fertig in einem möglichst kleinen Gehäuse (1-2cm³) verkapselt oder in Kunstharz eingegossen zusammenbauen?
2 Lüsterklemmen als Eingänge (die beiden bisherigen Litzen für den DC-Motor),
4 Lüsterklemmen als Ausgänge (dir1, dir2, pwm, Masse)
- und für welchen Preis?
ich bräuchte für den Anfang 2 Stück....

Was spricht dagegen, jeweils einen Motorausgang direkt an die Gates eines stärkeren N/P-Channel-FET-Paares zu stecken? (Das meinte ich im vorherigen Thread mit "als MOSFET-Treiber nutzen").

wie genau? mit MOSFETs habe ich bisher nie wirklich (praktisch) zu tun gehabt, kenne ich im Prinzip gar nicht schaltungstechnisch

- könntest du das Schaltbild mal zeigen (mit genauer Typenbezeichnung), und was kostet das dann?

- - - Aktualisiert - - -

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zurück zur Ausgangsfrage...

Zitat:

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Zitat von HaWe

Hallo,
wie es aussieht, muss ich für mein Motorproblem doch Plan B in Angriff nehmen.

Ausgangssituation:
ich habe im Prinzip einen L293N-ähnlichen Motortreiber (2polige pwm- und Richtungs-Steuerung für DC-Motoren), die aber zu schwach sind für meine Motoren.

Ziel:
das direkte Motor-Ausgangssignal meiner vorhandenen H-Brückenausgänge soll genutzt werden, um stärkere handelsübliche H-Brücken anzusteuern (10A, > 12V)

Idee:
man könnte aus dem vorhandenen Motorsignal (9-12V) quasi dir1, dir2, pwm über Dioden aufsplitten und auf 5V Signallevel absenken, um damit andere H-Brücken zu füttern:
Anhang 32868

Vermutlich gibt es so ein Bauteil nicht fertig, wer könnte mir daher ggf. so ein Teil fix und fertig in einem möglichst kleinen Gehäuse (1-2cm³) verkapselt oder in Kunstharz eingegossen zusammenbauen?
2 Lüsterklemmen als Eingänge (die beiden bisherigen Litzen für den DC-Motor),
4 Lüsterklemmen als Ausgänge (dir1, dir2, pwm, Masse)
- und für welchen Preis?
ich bräuchte für den Anfang 2 Stück....

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ps, fiel mir gerade auf:
müssten hier im Schaltbild
Anhang 32868
noch 2 Kondensatoren dazu (ggf wo und wievel F?) , um die dir-Signale zu stabilisieren und zu glätten?

Zitat:

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Zitat von HaWe

wie genau? mit MOSFETs habe ich bisher nie wirklich (praktisch) zu tun gehabt, kenne ich im Prinzip gar nicht schaltungstechnisch

- könntest du das Schaltbild mal zeigen (mit genauer Typenbezeichnung), und was kostet das dann?

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Einfach so:
http://www.electronicshub.org/wp-con...2015/06/N3.jpg
An Stelle der +5V schliesst du die Motor-Spannung der H-Brücke an.

V_IN ist dann das Ausgangssignal der H-Brücke.
Wenn man Will. kann man noch einen Widerstand in Serie zu V_IN schalten, um die Ströme beim Umladen der Gatekapazitäten zu Begrenzen. Allerdings liefert die H-Brücke, als Gate-Driver, mehr als genug Strom. :-)

MfG Peter(TOO)

Den Widerstand in Serie würde ich gegen einen PullDown tauschen, wenn ich nicht weiß, ob die H-Brücke auf dem Shield alle vier Transistoren bei fehlender Freigabe schließt (Leerlauf) oder beide Wicklungsenden gegen Masse oder Ub kurzschließt (Bremse). Bei Leerlauffunktion würden sonst die Gates der nachfolgenden H-Brücke in der Luft hängen, wie unschön!

Die Leerlauffunktion ist übrigens dann nicht mehr möglich! Es geht nur noch mit Bremse.

Bezüglich der Serienwiderstände noch: Kann man das nachfolgende Gate überstromen? Ist doch eher wegen der Eingangskapazität günstig für schnelle Schaltzeiten. Fließt doch auch nur nennenswert Strom, bis die Eingangskapazitäten umgeladen sind bei so 'nem FET.

Freilaufdioden an den Ausgängen wären nicht schlecht.

Zitat:

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Zitat von Holomino

Was spricht dagegen, jeweils einen Motorausgang direkt an die Gates eines stärkeren N/P-Channel-FET-Paares zu stecken? (Das meinte ich im vorherigen Thread mit "als MOSFET-Treiber nutzen").

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Sein Treiber ist stark genug, will er bloß nicht wahrhaben. Wenn der "nach ca. 5 Sekunden" in Überlast geht, können die FETs den Strom ab. Wenn sie das nicht könnten, wäre der Treiber nach 5 Millisekunden abgeschaltet oder abgebrannt. Der vorhandene Treiber braucht eine bessere Kühlung, dafür ist wohl kein Platz da. Die von dir vorgeschlagenen FETs würden diese Kühlung auch brauchen und zusätzlich noch Platz für sich selbst. Sie hätten dann auch keine Temperaturüberwachung und würden bei Überhitzung einfach still abbrennen. Man müßte auch noch über die Vermeidung von Shoot-Throu nachdenken und was passiert, wenn die Brücke mal hochohmig geschaltet wird.

Wenn man keinen Platz für außreichend Kühlung hat, muß man kreativ werden. Wie kann ich den Wirkungsgrad meines Treibers verbessern? Wie kann ich sowohl die Widerstandsverluste als auch die häufig größeren Schaltverluste minimieren? Kann ich dazu mit der PWM Frequenz runtergehen oder stört mich dann das Singen des Motors? Sollte ich mit größerer Spannung arbeiten um die Ströme zu verringern? Kann ich einen Teil der mechanischen Struktur als Kühlkörper verwenden? Kann ich an anderer Stelle einen, möglichwerweise temperaturgeregelten, Lüfter mit geschickter Luftführung anbringen? Um das Übel an der Wurzel zu packen, muß man richtig was entwickeln.

MfG Klebwax

Um diese Dinge zu verifizieren, brauchen wir allerdings das DB des Shields, ggf. Schaltplan oder Foto zur Indentifikation der Leistungsbausteine und mal genauere Angaben zum Platz, ob er nun da ist, wo er ist und wie man ihn nutzt.

@klebwax:
ich kann die Stromstärke bei Überlast nicht punkgenau messen, es sind Erfahrungswerte im laufenden Betrieb.

Die Raspi-IO-Shields haben TB6612FNG H-Bücken:
1.2A continuous (average), 3.2A peak (startup/stall)
und sind durch Sicherungen geschützt (Zitat: "The motor drivers have a built-in thermal shutdown circuit, so overloading them shouldn’t be dangerous or cause permanent damage"), die möglicherweise also tatsächlich schneller reagieren, als ich es bei Belastung beobachten konnte, weil die max. Stromstärke erst schrittweise erreicht wurde; vielleicht verträgt die H-Brücke auch tatsächlich etwas mehr als die 3,2A max. -
ich weiß es also nicht genau.
Tatsache ist aber, dass sie keine 5A Motoren bei stalling dauerhaft vertragen, und das sollen sie aber.
Die elektrischen specs, mit denen das Shield arbeitet (pwm, Strom, Spannung) lassen sich nicht beeinflussen, da sie intern & autonom geregelt werden.
An den vorhandenen fertigen Raspi-IO-Shields soll auch nicht herumgebastelt werden.
Aus diesen verschiedensten Gründen sind daher nur externe Add-ons möglich wie bereits skizziert.

Zitat:

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Zitat von Peter(TOO)

Einfach so:
http://www.electronicshub.org/wp-con...2015/06/N3.jpg
An Stelle der +5V schliesst du die Motor-Spannung der H-Brücke an.

V_IN ist dann das Ausgangssignal der H-Brücke.
Wenn man Will. kann man noch einen Widerstand in Serie zu V_IN schalten, um die Ströme beim Umladen der Gatekapazitäten zu Begrenzen. Allerdings liefert die H-Brücke, als Gate-Driver, mehr als genug Strom. :-)

MfG Peter(TOO)

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aha, danke!

wichtigste Frage:

welche MOSFET-Typen braucht man, evtl plus Kühlkörper, wie genau sieht die Schaltung mit Widerständen am Ende tatsächlich aus (Schaltbild), und was kostet das?
Und dann: Ist Leerlauf und/oder Bremse mit der MOSFET-Schaltung möglich?


Zurück zum TOP:
Wie sähe alternativ mein Schaltungsbeispiel
Anhang 32868
in einer optimierten Form letztendlich aus per Schaltbild?
Und wer kann es mir zu welchem Preis zusammenbauen?

Zitat:

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.. TB6612FNG .. 1.2A continuous (average), 3.2A peak (startup/stall) .. vielleicht verträgt die H-Brücke auch tatsächlich etwas mehr als die 3,2A max

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Vielleicht auch nicht, zumindest nicht lange. Das Datenblatt spezifiziert da recht sauber (ähnlich meiner Erfahrung):

Zitat:

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Zitat von Datenblatt TB6612FNG

Output current .. Per 1 ch .. I_OUT (peak): 2 A tw = 20 ms Continuous pulse, Duty ≤ 20%; 3.2 A tw = 10 ms Single pulse

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wie auch immer, das Shield im jetzigen Zustand ist zu schwach.

Es wird daher eine Schaltung gebraucht, wie ich sie im TOP beschrieben habe, evtl. auch optimiert, die mir dann jemand zusammenbaut.

Ggf auch eine Alternative, ähnlich wie von Peter(Too) skizziert (welche Typen werden genau verbaut?).

Ich müsste aber in jedem Falle die Komplett-Preise wissen, und wer es zusammenbauen kann.

Hast Du denn Angaben im DB, kannst Du messen oder konfigurieren, mit welcher Frequenz die PWM auf dem Shield läuft?

Zitat:

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Zitat von Holomino

Hast Du denn Angaben im DB, kannst Du messen oder konfigurieren, mit welcher Frequenz die PWM auf dem Shield läuft?

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habe es gefunden, es sind 20 kHz pwm Frequenz (generiert von ARM Cortex M0 (SAMD21) ), und es ist nicht konfigurierbar.

wie schaut's jetzt aus mit dem Bau der Bauteilgruppe?

Nu hetz nicht. Du willst es dich auch billig haben.
Oder versprichst Du uns 40 Jungfrauen im Paradies, wenn wir das Problem lösen?

geht es denn nicht so, wie ich selber im TOP vorgeschlagen habe? Das wären dann ja sicher nur ct-Beträge für die Bauteile.
Handelsübliche "starke" H-brücken-Platinen zum Dranhängen für die stärkeren DC-Motoren besitze ich ja bereits (mind. 10A, 36V).
Die Frage wäre nur, ob die beiden dir-Signale in meiner Schaltung z.B. noch mit Kondensatoren geglättet werden müssten, aber ohne ntl das pwm-Signal zu beeinflussen.

Wenn du ehh einen stärkeren treiber hast, bei den L 293 aus. Und verwende die Eingangssignale davon direkt am stärkeren Treiber. Alternativ sollte der Vorschlag mit der mosfet Ausgangsstufe auch funktionieren.

Zitat:

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Zitat von shedepe

Wenn du ehh einen stärkeren treiber hast, bei den L 293 aus. Und verwende die Eingangssignale davon direkt am stärkeren Treiber. Alternativ sollte der Vorschlag mit der mosfet Ausgangsstufe auch funktionieren.

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wie meinst du das?
meine jetzigen Ausgänge liefern pwm-modulierte 12V, wechselnde Polarität (je nach Motor-Laufrichtung) an 2 Litzen.

meine stärkeren H-Brücken-shields haben 3 getrennte Eingänge
d1 (+3.3 ... +6V)
d2 (+3.3 ... +6V)
pwm (+3.3 ... +6V)
Ihre Logik entspricht ebenfalls L293 oder L298.

und da passen ja bisherige Ausgänge und neue Eingänge nicht direkt zusammen!

Warum sollte das nicht passen? Am Eingang vom L298 hast du jeweils die Ansteuerung der Halbbrücken und einen EN (=PWM) Eingang. Diese 3 Signale nimmst du für den neuen, stärkeren Treiber. Sollte der Treiber nur einen Eingang für die Richtung haben (z.b. high=links, low=rechts), dann nimmst du nur ein Halbbrückensignal, den anderen lässt du frei. Wenn du auch ein Bremssignal benötigst kannst du die beiden Halbbrückensignale "und" verknüpfen und hast ein Bremssignal (das PWM-Signal muss aber anliegen, je höher der Tastgrad ist, desto stärker wird gebremst).

MfG Hannes

Du hast eine Platine mit einem L293. Diesen Lötest du oder wenn ein DIL Package ist ziehst du ihn raus. Dann schaust du dir an auf welchen Pins die Signale von deinem Controller kommen. An diesen Pins lötest du jeweils einen Draht an und schließt ihn an deinen externen Motortreiber an. Wenn es nur ein Shield ist, dann steck das Shield aus und greif die Signale an den entsprechenden Buchsenleisten ab.

nein, ich habe keinen L293 oder L298, es ist nur leistungsmäßig grob vergleichbar; es ist ein fertiges Shield/HAT mit 2 anderen (TB6612FNG- SMD-) H-Brücken und einer internen Steuerung über 2 SAMD21-µCs für einen Raspi, an dem nicht herumgelötet werden darf o.ä.
Das einzige, was ich abgreifen kann, sind die pwm-modulierten Ausgangssignale an den Motorports des Shields.
(Lies bitte nochmal genau nach.)

Daher wird eine spezielle externe Bauteilgruppe benötigt.

ps,
meine Idee war etwas in dieser Art:
Anhang 32868

Dann steck dein Shield aus, greif an den Buchsenleisten die Ansteuersignale des shields ab und nimm einen externen Motortreiber. Ganz simpel.

nein, wie gesagt, es wird eine externe Bauteilgruppe gesucht zum Anschluss an die Motorausgangs-Ports des Raspi-Shields, und wer sie ggf. zusammenbaut.
Die Bauteilgruppe soll optional über die 2 Litzen anschließbar sein, d.h. man muss sie auch optional mal weg lassen können.

Zitat:

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Du hast eine Platine mit einem L293 .. An diesen Pins lötest du jeweils einen Draht an und schließt ihn an deinen externen Motortreiber an ..

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Bist Du sicher shedepe dass die Wahrzeitstabellen vom L293 und TB6612FNG gleich sind? Ich habe beide Treiber im Einsatz, programmiere die aber immer nach deren Datenblatt und dachte, dass die unterschiedlich sind.

Zitat:

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Bist Du sicher shedepe dass die Wahrzeitstabellen vom L293 und TB6612FNG gleich sind? Ich habe beide Treiber im Einsatz, programmiere die aber immer nach deren Datenblatt und dachte, dass die unterschiedlich sind.

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das ist eigentlich völlig unwichtig, da ja nur die Motorausgänge der Leistungsendstufen angezapft werden sollen, ohne irgendwie an dem HAT herumzulöten oder sonstwie daran rumzubasteln, und außerdem handelt es sich in keinem Fall um L293 oder L298, um die es hier tatsächlich geht, weder als Vor- noch als nachgeschaltete Endverstärker.

Daher meine Idee zu etwas in dieser Art, und wer es funktionsfähig zusammenbauen kann:
Anhang 32868
(möglicherweise optimierbar)

Ich habe mir das DB vom TB6612 angeschaut. Dort kann man die Ausgänge hochohmig schalten. Ist das bei dir integriert bzw gibt es diese funktion? Warum muss es eigentlich so kompakt sein? Da ist ja schon die Lusterklemme größer.

MfG Hannes

es muss nicht unbedingt so kompakt sein, aber nachdem ich ggf. nicht nur 2 sondern 6-8 solcher größerer Motoren anschließen möchte, und ja die neuen, stärkeren Motorshields auch noch dazukommen, wird es später evtl doch eng mit dem Platz. So kleine Quader könnte ich aber sogar eine Etage tiefer neben den Batterien verstauen, oder ich kann sie lose mit den Kabeln dran irgendwo anders dazwischenstecken; dann hätte ich auf der Controller-Etage genug Platz fü den Rest. Unter Strich also: je kleiner, je lieber, ist aber nicht endgültig und nicht ausschließlich.

An den HAT-specs und settings kann ich selber allerdings überhaupt nichts verstellen, die FW kommt vom Hersteller und läuft auf den beiden internen ARMs, und sie ist nicht veröffentlicht. Die Steuerung der Shields läuft per SPI über Python- und C++-libs, und hier sind nur high-level-Funktionen verfügbar, wie Encoderstände auslesen, PD-Kontrolle für Setpoint, Rotationsgeschwindigkeit und %pwm etc.
Wenn es allerdings unbedingt nötig sein muss, dass die H-Bridges hochohmig sein müssen (solange sie das noch nicht sind), könnte ich beim Hersteller anfragen, ob eine Umschaltung möglich wäre.
Wozu wäre das denn nötig?


ps,
Einen weiteren Vorteil will ich aber nicht verschweigen, wenn man ohne Änderungen an irgendwelchen H-Brücken-Motorausgängen auskäme:
Dann könnte ich nämlich diese Bauteilgruppe auch unverändert an anderen Motor-Controllern anstecken, an denen ebenfalls die Motorports zu leistungsschwach sind (Arduino-Motorshields, Lego RCX, NXT und EV3....), unabhängig von Art und Specs der verbauten H-Brücken.

Es macht einen Unterschied ob du H, L oder High Z hast. Wenn es egal ist kannst du einfach L oder H und High Z gleichsetzen, wenn du alle 3 Signale haben willst, wird die Schaltung komplizierter. Was aber sein kann wenn auf High Z geschaltet ist das das Richtungssignal schwebt und somit kein definierter Pegel vorhanden ist, da hilft aber ein Pull Up/Down Widerstand.

MfG Hannes

Zitat:

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Zitat von HaWe

Wenn es allerdings unbedingt nötig sein muss, dass die H-Bridges hochohmig sein müssen (solange sie das noch nicht sind), könnte ich beim Hersteller anfragen, ob eine Umschaltung möglich wäre.
Wozu wäre das denn nötig?

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Wenn der Ausgang hochohmig wird, läuft der motor aus.

Bleibt er niederohmig wird der Motor kurzgeschlossen und bleibt schlagartig stehen.


Kannst du selbst ausprobieren.
Einfach die Motoranschlüsse an eine Stromquelle halten und wieder weg nehmen.

Dann wegnehmen und kurzschliessen. Aber nicht wundern wer Motor dann über den Tisch kullert.
Auf jeden fall gibt es eine mechanischen Schlag auf deine Konstruktion. Ganz grosse Motoren kann es so auch zerreissen.

heißt das, dass evtl die Lösung mit 2 MOSFETs einfacher und sicherer umzusetzen wäre als mit der Diodenschaltung?
Oder worauf bezieht sich das?

Ich hab mal ne Grobschätzung bezüglich der Verluste einer nachgeschalteten H-Brücke gefahren:

Wenn ich als P-CH einen AO D403 (RDsOn = 8mOhm) und als N-CH einen AO D4132 (4mOhm) verwende, komme ich bei 100% Aussteuerung auf weniger als 0,3W Verluste.

Addiere ich alle Schaltzeiten, auch die des vorhergehenden Treibers auf dem Shield, komme ich auf knapp eine halbe Mikrosekunde, das will heißen, etwa 1% zeitlich (bei 20kHz PWM, also 50µs Zyklus) werden Schaltverluste generiert. Wieder worst case (alles Eingespeiste wird am Transistor verschaltet (*)) sind das bei 60W Input * 1% also 0,6W.
- Treiberschaltzeit auf dem Shield: 230ns (H->L) + 60ns (L->H).
- Ausgangsimpedanz des Shields 12V/3A = 4R laden 2* 2300pF Eingangskapazität. Nach 5*tau = 5*RC also 100ns ist die Umschaltung komplett.

Über Verluste an den Freilaufdioden mache ich mir keinen Kopf, die kann man auch extern anbringen. Es sind also gaaanz grob 0,9W, die am Transistor verbrannt werden.

Beim verwendeten DPAK-Gehäuse steigt mit Kupferfläche unter dem Drain die Temperatur um ca. 80..90°C/W. Die Transistoren würden also ohne weitere Kühlung bei Raumtemperatur max. 120°C heiß, wenn das Gefährt dauerhaft im Stall vor einer Wand steht. Naja, bis 175° dürfen sie.

Hab ich mich da irgendwo verkalkuliert?

gibt es jetzt schon umsetzbare Vorschläge?

Ich habe inzwischen auch noch eine 3. Variante von HBrücken-Platinen gefunden mit einer anderen d1,d2,en-Belegungslogik, welche bis zu 13V Inputs vertragen; so könnte man sich die Zenerdioden sparen, wenngleich die sicher auch nicht stören würden. Es ist Variante 2-(C) in den Bildern unten.

Die alten Motorausgänge könnten direkt an d1+d2, da sie die wechselnde Polarität mit pwm "verstehen".
Allerdings machen mir 2 Dinge noch etwas Kopfzerbrechen
a) die erwähnte pwm-Frequency von nur 16kHz wenn ich es richtig lese (ich habe ja 20kHz), und
b) das enable-Signal: es müsste automatisch auf HIGH, wenn d1 ODER d2 High sind, auch wenn sie pwm-moduliert sind, und auf LOW wenn d1 UND d2 dauerhaft Low sind - hier muss man also sicher auch Kondensatoren u/o Dioden als Bauteilgruppe dazwischenschalten, um ein geglättetes en-Signal zu bekommen, unbeeinflusst durch pwm peaks. Es ist aber auch nicht klar ersichtlich für mich, ob man auf enable eventuell komplett verzichten kann.

Anhang 32887 Anhang 32888 Anhang 32889 Anhang 32894

Wäre das evtl leichter umzusetzen als die bisher genannten Varianten?

Du machst dir meiner Ansicht nach das Leben nur mal wieder selbst schwieriger. Du hast einen Mikrocontroller, kanst den Vollkommen frei programmieren. Warum nutzt du das nicht? Warum sich unbedingt drauf versteifen was man im Moment gerade vor sich stehen hat anstatt es einmal richtig zu machen....

nein, du hast das Problem nicht verstanden - bitte lies noch mal die Anforderungen durch:
es hat schon bestimmte Gründe, warum das Raspi IO-Shield (das nicht frei programmierbar ist ! ) unverändert bleiben soll und stattdessen dessen (schwache) Motorausgänge, so wie sie sind, nur quasi "verstärkt" werden sollen, damit dann alles auch für deutlich stärkere Motoren verwendbar wäre.
Vorschläge für Bauteilgruppen, die man quasi zwischen Motorports und starke Motoren hängen kann, sind ja schon zuhauf gemacht worden, jetzt geht es um die möglichst beste Lösung.

also hat immer noch niemand eine Lösung für die Motorport-Verstärker-Baugruppe?

Zitat:

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Zitat von HaWe

a) die erwähnte pwm-Frequency von nur 16kHz wenn ich es richtig lese (ich habe ja 20kHz),

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Die 16kHz gelten für irgendwelche Motoren. Es sind bis 80kHz möglich.

Das Problem mit der Frequenz ist die Induktivität, sie begrenzt rein physikalisch die maximale sinnvoll verwendbare PWM-Frequenz.
Legt man an einer Induktivität eine bestimmte Spannung an, stellt sich ein bestimmter Strom ein, welcher mit zunehmender Induktivität kleiner ist. Erst wenn sich dann das maximale magnetische Feld aufgebaut hat (Bei einem Eisenkern durch die Sättigung begrenzt) fliesst dann ein Strom, welcher nur noch durch den Ohmschen Widerstand begrenzt ist.

Das ist eben auch der Grund, wieso ein 60Hz-Trafo bei 50Hz heiss wird. Die Induktivität ist so berechnet, dass bei einer Halbwelle das Eisen nicht in die Sättigung kommt. Bei 60Hz sind dies 8.3ms aber bei 50Hz 10ms. Allerdings kommt der 60Hz-Trafo mit entsprechend weniger Eisen aus.

Deshalb hat man früher Schrittmotore mit, zur Schrittfrequenz proportional, steigender Spannung betrieben. Um hohe Schrittfrequenzen zu erreichen wurde für einen 3.6V Motor die Spannung bis um 100V hochgeschraubt. Der Motorstrom, und damit die Motorleistung, blieb dabei im wesentlichen konstant.
Aber Wehe wenn die Schrittfrequenz zusammenbrach und die Spannung hoch bliebt. Das gab dann ein Grillfest.
Heute legt man eine Feste Spannung an den Schrittmotor und regelt den Strom über PWM.

Die Induktivität gibt an, wie schnell die Induktivität magnetisch geladen werden kann und das magnetische Feld erzeugt dann die Kraft auf der Welle.
Ist die PWM-Frequenz viel zu hoch, erreichst du nur einen Teil des Magnetfeldes und dadurch auch nur einen Teil des Drehmoments.

Deshalb können eisenlose Motoren (Coreless) auch mit bis zu 80kHz betrieben werden.

Hier kannst du aber mit deinen 20kHz Probleme bekommen. Der Strom ist eben nicht der einzige Parameter, welcher begrenzt! Dickere Motoren haben auch eine höhere Induktivität und verunmöglichen höhere PWM-Frequenzen.

Hast du dich noch nie gewundert, wieso die Umrichterfrequenzen bei Strassenbahnen und der Eisenbahn im hörbaren Bereich liegen?

MfG Peter(TOO)

danke für die ausführliche Antwort!
Tatsächlich sind meine Motoren bis über 30kHz pwm geeignet, und sowohl die schwächeren als auch die stärkeren werden mit (firmen-spezifischen) H-Brücken auch mit 20kHz betrieben.
Von daher können also die Motoren kein Problem machen bei 20kHz.

Was bleibt, ist also die Frage, wie ich am besten meine zu schwachen Motor-Ports durch externe Bauteile verstärken kann -
durch meine Schaltung im TOP plus eine externe, stärkere H-Brücke mit drei 5V-Inputs und d1/d2/en Logik
Anhang 32868

durch 2 direkt angeschlossene p- und n-MOSFETs Marke Eigenbau (welche genau?)
(Vin wäre dann aber ca. 12V (9-14V) und Vc=Vout ebenfalls ca. 12V (9-14V), nicht 5V)
http://www.electronicshub.org/wp-con...2015/06/N3.jpg

oder durch eine direkt über die 2 Motor-Pole angeschlossene (industrielle) H-Brücke, die ebenfalls >=12V pwm-Signallevel mit 20kHz als Inputs versteht und verträgt (was evtl gar nicht so verschieden ist von den 2 MOSFETs)

Zitat:

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Zitat von HaWe

also hat immer noch niemand eine Lösung für die Motorport-Verstärker-Baugruppe?

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...unmöglich, soetwas !
Warum gibt sich denn keiner Mühe ???

Zitat:

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Zitat von HaWe

Was bleibt, ist also die Frage, wie ich am besten meine zu schwachen Motor-Ports durch externe Bauteile verstärken kann -
durch meine Schaltung im TOP plus eine externe, stärkere H-Brücke mit drei 5V-Inputs und d1/d2/en Logik
Anhang 32868

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DAS funktioniert sowieso nicht.
Wenn ich das richtig verstehe werden die beiden 1k an Stelle des Motor an die klemmen geklemmt?

Nun hat so H-Brücke aber einen Tri-State Ausgang!
Also L, Hi-Z und H als Pegel.

Normalerweise wird mit H und L die Drehrichtung gesteuert.
Die PWM schaltet dann zwischen L/H-Pegel und Hi-Z um.

Im Prinzip kann man für die PWM zwischnen L und H umschalten. Dies erzeugt aber einiges an Verlusten. Bei kleinen Motoren fallen diese nicht so ins Gewicht aber bei grösseren können sie eine Menge Probleme machen (Sowohl bei den Schaltern als auch im Motor selbst.).

Deine Schaltung muss etwas komplizierter ausfallen. Du musst 90% vorwärts und 10% rückwärts unterscheiden können. Deine Schaltung liefert in beiden Fällen das Selbe am Ausgang.

Der einfachste Weg ist es, das bestehende Shield wegzuwerfen und dessen Eingangssignale zu verwenden.

MfG Peter(TOO)

Ich hätte 'nen Ansatz, aber der HaWe will das immer so...
... so fertig.

(Außerdem bin ich zu schüchtern
Anhang 32895)

@Holomino.
Das könnte recht schnell sehr warm werden, das je nach P und N Kanal Mosfet Auswahl diese unterschiedliche An/Aus Schaltzeiten haben.

PS. außerdem sollte man Widerstände vor den Gates haben um den Umladestrom zu begrenzen. (Siehe fertige Mosfet Gatetreiber)