Entwicklung eines PWM Handreglers

  • N-Kanal Mosfet IRF 540 als Gas


    Mit Bootstrap, oder wie hast Du das ausgeführt? Wie funktioniert das dann mit 100% Duty Cycle?


    Was heißt, dein Brems-Mosfet geht hoch, sofort? nach Zeit, bei bestimmten Bremsmanövern?


    Nach ca. 15min bei 20V mit Motor. Mit rein ohmscher Last nicht. Siehe auch hier.


    @ rumeniger: Sorry, fürs Thread Kidnapping! Ist das OK, oder sollen wir einen neuen Thread aufmachen?


    Schöne Grüße.

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  • OK, ich habe mir mal deine Anleitung durchgelesen. Du bist da schon eine ganze Ecke weiter, vor allem, was das Finish des Reglers angeht. Der sieht schon wie einer aus. :D



    Wenn ich dir sage, daß ich das Ding innerhalb einer Stunde programmiert und auf einem Steckbrett aufgebaut habe, einen Hallsensor als Trigger direkt am ADC (hat nichts mit dem gleichnamigen Regler zu tun :D ) des Attiny verwende und den IRF über einen 10 KOhm Widerstand direkt am PWM Ausgang betreibe, kannst du dir vorstellen, daß ich keine großen Überlegungen in Signalverstärkung bzw. max. Wirkungsgrad gesteckt habe. :D
    Ich habe lediglich die In-und Output-Werte "optimiert"
    Mein akustischer Drehzahlmesser meldete aber ganz gute Werte, was die max. Motordrehzahl anging. :D


    Der Vorteil des AVR liegt unter anderem darin, daß er ab einem bestimmten Triggerlevel einfach einen Vollgasfet zuschalten kann. Ein paar Ports wären noch frei :D
    Gleiches gilt für die Bremse.
    Am Besten noch einen zweiten AVR als ISP Progger an Bord, dann kann man den per USB-Schnittstelle über den PC einstellen oder ... noch besser wireless per Smartphone APP 8)
    OK, jetzt gehts zu weit.


    Eigentlich wollte ich ja nur eine Lichthupe für Analogfahrzeuge mit dem AVR realisieren. Die PWM Geschichte ist nach dem Motto entstanden: Mal sehen, was sonst noch geht.


    Als ich allerdings damit rumgespielt habe, um die Lichthupe zu testen ist mir jetzt der Attiny abgeraucht, vielleicht doch überlastet.
    Ich besorge mir jetzt erst mal vernünftige Komponenten und baue das mal einigermassen sauber auf, und dann gehts weiter mit Optimierung.




    Was deinen Bremsfet betrifft, wird er warm?
    Rein ohmsche Last? Hmmm ...ist das Signal am Gate sauber, steuert er voll durch?

    Grüße Jochen

  • Zitat

    Wie funktioniert das dann mit 100% Duty Cycle?

    Im AVR kann man mehrere verschiedene PWM Funktionen nutzen. Hierbei eignet sich das "Phase Correct PWM". Hierbei kann sowohl 0%, als auch ein DutyCycle von 100% realisiert werden.
    Da durch würde ein zusätzlicher vollgas FET entfallen, da er ja die selbe Beschaltung besitzt.



    Die Shottkey-Diode parallel zur Body Diode soll ja die Generatorenergie aufnehmen. Dazu kommt das eine Shottkey-Diode eine sehr geringe Schwellenspannung besitzt. Die Body Diode ist dafür ja nicht ausgelegt. Also mit einer Shottkey klappts :)

  • Zitat


    Wie funktioniert das dann mit 100% Duty Cycle?
    Im AVR kann man mehrere verschiedene PWM Funktionen nutzen. Hierbei eignet sich das "Phase Correct PWM". Hierbei kann sowohl 0%, als auch ein DutyCycle von 100% realisiert werden.
    Da durch würde ein zusätzlicher vollgas FET entfallen, da er ja die selbe Beschaltung besitzt.


    Das Signal, welches am Gate anliegt, hat laut Oszi in beiden Modi ein Tastverhältnis von 100% bei Vollgas. Aber ob das auch maximale Motorleistung bedeutet...?


    Die Shottkey-Diode parallel zur Body Diode soll ja die Generatorenergie aufnehmen. Dazu kommt das eine Shottkey-Diode eine sehr geringe Schwellenspannung besitzt. Die Body Diode ist dafür ja nicht ausgelegt. Also mit einer Shottkey klappts :)


    Welcher Generator? War es nicht eine rein ohmsche Last? Was natürlich nichts am Zwang zum Einbau einer geeigneten Freilaufdiode ändert, wenn dann mal ein Motor dran hängt.
    Ich bin gespannt, ob der Wechsel zu einer Schottky das Problem wirklich löst.

    Grüße Jochen

  • Zitat

    Das Signal, welches am Gate anliegt, hat laut Oszi in beiden Modi ein Tastverhältnis von 100% bei Vollgas. Aber ob das auch maximale Motorleistung bedeutet...?

    also bei mir steuert der Transistor vollkommen durch. nichts anderes würde passieren wenn ich den Portpin auf "high" schalten würde, oder ?



    Zitat

    Welcher Generator? War es nicht eine rein ohmsche Last? Was natürlich nichts am Zwang zum Einbau einer geeigneten Freilaufdiode ändert, wenn dann mal ein Motor dran hängt.
    Ich bin gespannt, ob der Wechsel zu einer Schottky das Problem wirklich löst.


    So wie ich das verstanden habe funktioniert es unter rein Ohmscher Last. Nurnicht beim Motor oder ?


  • also bei mir steuert der Transistor vollkommen durch. nichts anderes würde passieren wenn ich den Portpin auf "high" schalten würde, oder ?


    Ja, ich war ja selbst erstaunt, daß es bis zum Gate so problemlos funktioniert hat. Meine Restzweifel liegen eher im Ausgangssignal und ob da auch volle Leistung anliegt.
    Mit anderen Worten, was der MOSFET daraus macht und ob da vielleicht noch "nachgeholfen" werden muss. Da ist auch noch nicht das Bauteil meiner Wahl sondern der einzige Mosfet, der mir gerade in die Finger kam.
    Dafür liefs echt gut.
    Jetzt will ich erst mal noch den 2 Quadrantenregler aufbauen und den müsste man dann im Fahrbetrieb an der Bahn testen, um eine Aussage über die Bremse zu treffen. Dabei wird man auch sehen, wie gut der Gasteil der Schaltung ist.


    So wie ich das verstanden habe funktioniert es unter rein Ohmscher Last. Nurnicht beim Motor oder ?


    OK, das "nicht" habe ich demnach falsch zugeordnet und somit ist der Teil auch klar :D

    Grüße Jochen

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  • Sooo,


    ich glaube, jetzt muss ich das mal ein bißchen entwirren :) :


    Ich habe zwei PWM-Regler, einen mit TL494, einen mit µC Atmel 328p (auf Arduino).


    TL494-Regler:
    Das ist der, für den ich die Anleitung geschrieben und auf unsere Website geladen habe. Der ist im Prinzip fertig und funktioniert seit über einem Jahr im "täglichen" Einsatz. Außer das Bremsmosfet bei 20V Bahnspannung (aber schon am LNT mit Halogen-Leuchte bei 25V und auch in LTSpice). 20V Carrera-Motore fahren wir aber nur einmal im Jahr, wenn Manni Stork mit seiner NASCAR Truppe zu uns kommt. Aktuell habe ich einen anderen Mosfet-Typ mit 20V Ugs (vorher 16V Ugs) eingebaut, seit dem aber nicht mehr getestet. Da rumeniger schrieb, seiner könne bis 55V, habe ich mal nachgefragt, wie er das ausgeführt hat.
    Die Freilaufdiode über den N-Kanal wollte ich mir aus Platzgründen eigentlich sparen, in der Hoffnung, die Body-Diode würde das auch verkraften. Von der Energie her tut sie das auch, denn offene G7 Motoren (>30A) kann ich damit bei 12V problemlos fahren. Habe ich mittlerweile schon mehrfach getestet. Aber bei einem Carrera 18D (0,5A?) und 20V zerreißt es ihn ?( ?! Ich werde aber mal tüfteln, wie ich da noch eine Schottky rein bekomme.


    µC-Regler: der funktioniert auch schon (auch an der Bahn), hat aber noch Kinderkrankheiten, wahrscheinlich vornehmlich durch die Software.


    Weil jme schrieb, er habe einen N-Kanal als HighSide Mosfet verwendet (hatte ich auch drüber nachgedacht), wollte ich wissen, wie er die Gate-Ansteuerung gelöst hat. Wenn der Motor nämlich Vollgas laufen soll, ist die Source-Spannung am HighSide-Schalter ja schon auf Bahnspannungspotential (z.B. 12V). Dann kann Ugs aber ja nicht mehr größer werden und der N-Kanal Mosfet kann eigentlich nicht mehr durchschalten. Als Lösung gibt es Bootstrap-Schaltungen, ich habe bei meinen Recherchen und Versuchen mit LTSpice aber keine gefunden/hinbekommen, die 100% Duty-Cycle am Motor ermöglicht. Falls Du das also hinbekommst, immer her mit der Schaltung :)


    So! Genug über Regler geschreibselt, jetzt wird erst mal noch ein Westcup Auto gebaut! Was nutzt der tollste Regler ohne schnelles Auto! :):):)
    Aber sehr schöne Diskussion mit Euch! :thumbsup:


    Grüße
    Benno

  • Ich habe nichts von High-Side geschrieben :D


    Ist ganz trivial als Lowside Regler ausgeführt.
    Habe heute noch eine Treiberstufe (BC547/557), nicht-invertierend ergänzt und einen Ninco-Regler als Trigger umgebaut.


    Und die Simulationen sind mir suspekt, ich baue lieber oldscool, ... im PC sind Fehler zu unspektakulär :D


    Freilaufdiode sollte doch parallel zur Last, oder? Vielleicht ist das dein Problem.



    Bin mal gespannt, wann die erste Reglerchallenge veranstaltet wird. Gibts schon ein Reglement oder heißt das dann Reglerment? :D

    Grüße Jochen

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