ZitierenOK, da hatte ich wohl doch Tomaten auf den Augen. Das ist aber immer doch nur der damalige Entwurf und nicht die aktuelle Schaltung.
BlackBox
Das Schaltbild auf der vorherigen Seite:Zitat von BlackBox
https://www.roboternetz.de/phpBB2/download.php?id=443
OK, da hatte ich wohl doch Tomaten auf den Augen. Das ist aber immer doch nur der damalige Entwurf und nicht die aktuelle Schaltung.
BlackBox
@ blackbox
Die Strombegrenzung kann nur von der Software des MEGA8 realisiert werden, weil die PWM auch von Ihm kommt.
Der uC bekommt ein Abbild des Stromes und verringert die PWM, wenn der Strom einen Maximalwert überschreitet bzw. sperrt die PWM. Somit wird der Maximalstrom nie überschritten und schützt so den Motor vor Überlast. Ich hoffe, es funktioniert so gut, das ein Kurzschluss asn den Motorausgängen möglich ist, ohne die Sicherung zu zerstören.
Etwas komfortabler wird es, wenn man eine Stromregelung programmiert. Dann ist es z. B. möglich, das Antriebsmoment konstant zu halten. Das geht in etwa so:
prt.fernuni-hagen.de/lehre/ PRAKTIKUM/ONLINE/DOWNLOAD/prt4.pdf
Es gibt auch einen aktuellen Schaltplan. Die Spannung über dem Shunt wird nur für den uC verstärkt, der 2te OP dient zum Schutz der Hardware (falls der uC sich mal verrechnet).
@ frank
ich hab wenig Erfahrung mit Strömen von 25A auf Leiterplatten. Deshalb hab ich versucht, im Leitstungsteil soviel Kupfer wie möglich zu nutzen. Bin wahrscheinlich zu ängstlich, aber nach der Tabelle "Strombelastung von Leiterbahnen" wird es eng.
Ich habe einen Isolationswert von 20mil = 0,5mm eingestellt, lt. Kennlinie gut für >200V.
Was würdest du für einen Isolationswert empfehlen?
Hi Stupsi,
danke für die Erläuterungen.
Ich arbeite gerade an einer einfachen Endstufe (brauche nur LOW-Side) für einen Fahrtenregler. Bzgl. der Strombegrenzung habe ich um relativ schnell zu sein die Strombegrenzung nur über einen Comperator realisiert. Also den Strom über dem Shunt mittels 10k/10nF Tiefpass ausgekoppelt und auf den Comperator gelegt (also so wie du im Prinzip auch). Den anderen Comperatorausgang zum Test auf 100mV (10A Strombegrenzung bei 10mOhm Shunt). Der Ausgang des Comperators schaltet direkt die PWM vom Controller und damit den Fet ab. Funktioniert bei angeschlossenem Motor ausgezeichnet. der Mittlere Strom beträgt so ziehmlich genau 10A. Der resultierende maximale Motorstrom beträgt dabei im Blockierzustand 20A.
Nur Kurzschlussfest ist das ganze nicht. Bevor die Spannung hinter dem Tiefpass entsprechend angestiegen ist, ist der FET (übrigens auch 1405) Schrott. Ich muss noch mal testen, ob ich den Kurzschlussfall abblocken kann, indem ich bei der ersten Auslösung der Überstromsicherung das PWM-Signal bis zum Ende des Duty-Cycle abschalte. Bin mir aber nicht sicher ob die Software schnell genug reagiert um den Fet wirklich im Kurzschlussfall zu schützen.
Bzgl. der Sicherungen, was setzt du da für welche ein? Zu schnell darf die ja auch nicht sein, da im Einschaltmoment recht hohe Ströme fliesen können, aber auch nicht zu langsam, da sonst evtl. der Fet (Kurzschluss) Schaden nehmen könnte.
Danke für den Link, den führe ich mir gleich mal zu Gemüte.
BlackBox
Noch eine Zusatzfrage,
gibt es irgendeine Faustformel, wie groß man die Pufferelkos auslegen sollte? In deiner ersten schaltung hattest Du 2.200µ.
BlackBox
Ich bin kein Experte in Sachen Kupferflächen. Aber mir schien 0,032 inch (also 32mil) bei Isolation ein ganz guter Kompromiss zu sein. Man braucht da nicht Angst haben das jemand beim Löten Probleme oder Angst bekommt und dennoch paßt noch einiges an Kupfer auf die Platte. Insbesondere wenn man beide Seiten mit Masseflächen füllt und an einigen Stellen durchkontaktiert.
Ja das mit deinen 25A ist natürlich schon ein Extremfall. Aber vielleicht bin ich halt bei der Isolation etwas übervorsichtig.
hi, blackbox,
da hast du ein wichtiges Thema angesprochen, die Kurzschlußfestigkeit.
Ich habe "Gürtel und Hosenträger" eingebaut:
1) Eine übliche KFZ-Sicherung Typ FK2 / 25A mit einem Schaltvermögen von 700 A²s (Wickmann).
2) Überstromabschaltung über IC7A direkt zur Impulssperre SD\.
Mit Switchercad teste ich gerade die Zeitkostanten, um mit dem Komparator unterhalb
des Sicherungswertes zu bleiben. Bei 700A Kurzschlußstrom schalte ich in ca. 30us ab,
Die Hysterese gibt die Impulse nach ca. 15ms wieder frei.
Der Controller bekommt auch die Info und kann die Pulse dauerhaft sperren.
Das sollte ausreichen, um den IRF1405 und die Sicherung am Leben zu lassen.
Höhere Kurzschlußströme darf es nicht geben, dann schmelzen die Bonddrähte im IRF1405.
Für deinen Fall würde ich das Stromabbild 2 stufig auswerten. Eine Stufe mit Hysteresis und Zeitglied
gegen Kurzschlüsse zusätzlich zu deiner Strombegrenzung.
Zur Elko- Auswahl:
hab keine Ahnung, da muss ich mich auch schlau machen. Die max. Wechselstrombelastung sollte
nicht überschritten werden. Es hängt wahrscheinlich vom Innenwiderstand der Spannungsquelle ab.
Auch diesen Bereich muss ich simulieren. Ich denke sogar daran, die Elkos wegzulassen.?????
Hi Stupsi,
danke für die Infos.
Bzgl. der Abschaltung muss ich noch etwas schneller sein. Meine PWM-Periode ist nur 18µs lang. Mit den oben genannten Werten (10k, 10n) hatte ich eine Reaktionszeit von ca. 2µs (habs nicht mehr genau im Kopf, müsste ich noch mal nachmessen) bei eingestellter Schwelle von 10A (100mV am Comperatorausgang). Bei dem Comperator lässt sich ja nun schlecht eine Hysterese einbauen, deswegen wollte ich das per Software lösen. Den Fet hat es wahrscheinlich zerschossen, da die Hysterese noch nicht mit eingebaut ist. Vom Umschalten des Comperators bis zum Abschalten des Fets per Software brauche ich auch noch mal so 1,5..2µs. Wenn der IRF das 30µs aushält, dann sollte sich das mit einer Stufe lösen lassen.
Da werde ich mal noch etwas rumprobieren.
Bzgl. der Elkos habe ich schon alles mögliche gesehen. Mal mit und mal ohne. Evtl. helfen die das Überschwingen im PWM-Einschaltmoment zu reduzieren. Ich bin gerade dabei eine ordentliche Testplatine fertig zu machen (bei der Lochrasterplatine hats des öfteren mal gefunkt, daher hat Frank wahrscheinlich Recht bzgl. der Isolationsabstände). Dann kann ich mal ein paar Messungen aufnehmen.
BlackBox
PS: Ist schon komisch, man findet zu dem Thema so gut wie keine Quellen im Internet. Jedenfalls nicht zur Theorie des Ganzen.
Bei 60 Khz Schaltfrequenz kannst du mit dem RC- Glied am Shunt kleiner werden. Meine Dimensionierung im Schaltplan gilt für 8 khz.
Wenn dein Controller in 1,5..2µs am A/D-Wandler reagieren kann, ist das schon sehr schnell. was für einen controller setzt du ein?
zur den Leiterbahnabständen: für den Kurzschlussfall werden die Abstände nicht reichen. Der Lichtbogen beim Kurzschluß mit großen Strömen ionisiert die Luft und die Lichtbogenstrecke hat dann einen Spannungsabfall von ca. 5-15 V. Der Lichtbogen hält sich dann bis zu mehreren mm aufrecht und wird nur durch Stromunterbrechung gelöscht.
Somit ist auch deine Leiterplatte nicht vor Brandlöchern geschützt...
Das Beste wäre, die Batterie oder die Motoranschlüsse zu verdrosseln.
forschen wir mal weiter
Gruß Stupsi
Hi Stupsi,
Ich verwende nicht den AD-Wandler, sondern den internen Comperator eins PIC´s. Der bringt ca. 400ns Verzögerung. Die 1,5..2ms sind die Zeit vom Interupt bis zur Abschaltung.
Per AD-Wandler wäre ich bei weitem nicht so schnell. Da würde ich mindestens 7µs für eine Wandlung brauchen.
BlackBox
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