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Thema: H-Brücke Strom messen

  1. #1
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    H-Brücke Strom messen

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    Hallo,

    Ich will mir ne H-Brücke für einen Motor mit ca. 6A bauen. Ich habe folgende Schaltung (siehe anhang). bin mir aber nicht sicher ob das so funktionieren würde. Das ganze hab ich in PSpice gezeichnet und hab da kein relais gefunden, desßhalb hab ich es mit einem Widerstand und vier Schaltern simuliert. Würde die Schaltung so funktionieren oder is da noch en denkfehler drine?
    Über dem Widerstand will ich den Spannungsabfall messen um so indirekt den Strom zu messen. Da der motor aber mit einem PWM signal angesteuert wird brauch ich ne schaltung die das integriert, weiß aber net genau wie. Das hat doch bestimmt schonmal jemand gemacht. Nen Schaltplan oder einfach nen tip wie ich des machen könnte wär net schlecht.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken h_bruecke.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    das Pinzip ist schon mal richtig. Allerdings fehlen die Freilaufdioden, sowohl bei der Relasispule als auch beim Motor. Die Freilaufdioden für den Motor gehört von Vcc and die Stelle wo der Widerstand ist.

    Den Widerstand zur Strommessung solle man besser ganz bei Vcc oder sogar direkt an GND plazieren. Da hat man weniger spannungs hub durch das PWM Signal. Direkt bei GND kann man aber nur den Strom in der Einphase messen.

    Vor das Gate solle wohl noch eine Widerstand um die Geschwindigkeit zu begrenzen. SOnst müßte man extra Entstörung (LC Filter) vorsehen, und sehr genau aufs Layout achten. Der FET ist reichlich überdimensioniert. Ein IRLZ34 sollte da reichen, und der ließe sich ggf auch direkt vom µC aus steuern.

  3. #3
    Benutzer Stammmitglied
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    ok, danke für deine Antwort.

    Freilaufdioden hab ich vergessen, stimmt.

    Wegen dem Widerstand vor dem Gate, ich hab glesen, dass der Fet möglichst schnell schalten sollte um die Verluste zu verringern. Stimmt das nicht? deswegen hab ich den treiber auch extra eingebaut. Wie groß sollte der Widerstand denn sein?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Der Fet sollte nicht schneller schalten als man es vertragen kann. Ohne besondere Vorsicht beim Aufbau und HF Erfahrungen würde ich nicht unter etwa 100 ns Schaltzeit gehen. Schon wegen Funkstörungen will man steilere Flanken lieber nicht haben. Den Motor wird man ja nicht samt Treiber in einer geschlossenen Metalldose betreiben.
    Bei dem reichlich großen IRF1004 wären da dann irgenwas in der Größenordnung 10-30 Ohm. Beim kleineren IRLZ34 wäre man bei etwa 20-100 Ohm, das geht dann schon vom µC aus.

    Die extra Treiber ICs sind mehr etwas für Schaltnetzteile mit gutem Layout, das auch HF mäßig ausgelegt ist. Schaltzeiten unter 100 ns werden erst bei hohen Frequenzen (>100 kHz) so richtig wichtig.
    Beim Motortreiber sollte man lieber langsamer schalten und die PWM Frequenz niedriger wählen (z.B. 10 kHz, notfalls auch mal 1 kHz)

  5. #5
    Benutzer Stammmitglied
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    Ok, danke. Ich werde den IRF1004 verwenden. Der Motor treibt einen Propeller an und wenn ich bei voller fahrt bremsen will und den Motor umpole wird der Strom vielleicht größer und die paar cent die ich dann mehr zahlen muss sind auch net viel, dann hab ich noch sicherheit. Mit dem Widerstand werd ich dann experimentieren.

    Zum dem problem mit der Strommessung:

    ich hab nun zwei lösungen gefunden:

    1. Den Strom wärend des eingeschalteten Zustandes messen und den Effektivwert dann über die Formel I = Wurzel(I zum Quadrat * Tein/T)


    2. Mit einem Tiefpass glätten. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses sollte etwa 1/10 der PWM Frequenz betragen.

    Wie genau wird das mit dem Tiefpass? So könnte ich Rechenleistung im Controller sparen, da ich nur den einen Wert wandeln müsste und den Strom habe.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Bei der Strommessung kommt es darauf an wo man den Widerstand hat. So wie im Plan gezeichnet ist so ziehmlich der schlechteste Platz.

    Möglichlkeit 1: Messen an der Masseleitung (Source seite vom FET).
    Da mißt man den Strom der aus dem Akku entnommen wird. Hier braucht man entweder einen Tiefpaß oder man muß den AD mit dem PWM Signal syncron triggern um wirklich in der Einphase zu messen. Sonst halt mit Tiefpaß. Man kriegt mit dieser Messung die Leistung die man aus dem Akku entnimmt. Die berechnung es Effektivwertes ist hier wenig sinnvoll, der wäre im wesenlichen für die Belastung von FET und der Zuleitung interessant. Der Motor kriegt schon einen andernen Effektivwert.

    Möglichlkeit 2: Messen an der VCC Seite (zwischen Relais und Freilaufdiode) .
    Da mißt man den Strom der durch den Motor fließt, einschließlich dem Strom durch die Freilaufdiode. Hier sollte man wohl einen Tiefpass hinterschalten, wenn man nicht am Stromverlauf im einzelen interessiert ist. Die Formel für den Effektivwert paßt hier auch schon nicht mehr. Wenn die PWM Frequenz nicht zu niedrig ist wird der Strom zeitlich einigermaßen konstant sein, und der mittlere Strom ist nicht wesentlich kleiner als der Effektivwert. Der Strom sollte der gleiche sein wie im plan, nur ist es einfacher die Spannung von einer etwa konstanten Spannung als referenzpunkt nach masse zu übertragen, als von der im PWM takt schwankenden Spannung.

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