Vierquadrantensteller

Hallo, ich arbeite wie dem Titel zu entnemen ist mit einem Vierquadrantensteller. Ich verusche dabei mir den Spannungs und Stromverlauf klar zu machen und wollte dabei Fragen, ob ich damit richtig liege.
Anhang 32273
Dies ist dabei die Ausgangslage. Im Brückenzweig ist dabei eine Spule enthalten.

Wenn der high side und der low side transistor durchgeschaltet sind, baut sich das magnetfeld der Spule auf und der Strom steigt. Die Formel dafür müsste lauten:
I_L (t)=U_0/R_L *(1-e^((-t*R_L)/L) ), wobei U_0 der Quellspannung entspricht.
Anhang 32274

Wird der Low-Side transistor in den Zustand sperrend gesetzt und der High Side Transistor bleibt im Zustand leitend, verliert die Spule ihre Verbindung zur Quelle. Dadurch müsste sich die Spannung durch die selbstinduktion drehen und der Strom der Spule sinkt. Da in diesem Fall alle aktiven Spannungen = allen abfallenden Spannung ist, müsste die induzierte Spannung doch gleich der Durchflussspannung der Diode sein. Der Transistor wird dabei vernachlässigt. Dazu folgende Formel:
I_L (t)=U_0/R_L *(e^((-t*R_L)/L) ), Wobei U_0 = 0,7 V ist.
Anhang 32275

Sind beide Transistor im Zustand Sperrend, müsste die Induzierte Spannung gleich den beiden Durchflussspannungen der Diode + der Spannung im Pufferkondensator sein. Dafür folgende Formel:
I_L (t)=U_0/R_L *(e^((-t*R_L)/L) ), Wobei U_0 = U_puff+ (2* 0,7V)ist.
Anhang 32276


Diese Brücke will ich nutzen um den Stromverlauf der Spule zu Regeln. Um besseres Verständnis der Brücke zu bekommen, möchte ich dazu den Stromverlauf simulieren. Da Ich nicht genau vorhersagen kann, wann der Strom steigt bzw. sinkt. muss ich doch die jeweilige Formel nach t umstellen, um zu Wissen, wie weit die Spule bisher entladen ist ? Bsp dazu wäre. Der Strom soll sinken, daher wird der Low-Side Transistort in den Zustand sperrend gesetzt und die Formel, I_L (t)=U_0/R_L *(e^((-t*R_L)/L) ), soll nach t umgestellt werden. Die müsste dann ln(I_L(t) *R_L / U_0) * -L / R = t, wobei bei den beiden Formeln U_0 = 0,7 V betragen müsste.

Bei meiner Simulation habe ich ein Problem, mit der berechnung des Simulierten Stromverlaufs wenn beide Transistoren abgeschaltet sind. Könnte mir jemand villeicht seine Formel dazu sagen?
Könntet ihr meine Überlegungne und Formeln überprüfen und mir sagen, ob die Spannung und der Strom in die Richtung fließen, in die ich sie eingezeichnet habe?

Hallo,

das Verhalten und die Formeln zur Spule kann man überall nachlesen. Die möchte ich hier nicht kontrollieren. Was mir auffällt:
Wenn du den Strom der Spule regeln möchtest benutzt du eine vielfach schnellere PWM zur Induktivität ("Trägheit"). Du misst den Brückenstrom und schaltest zu und ab. Ansonsten wüsste ich nicht wozu dich der Strom zum Zeitpunkt t interessiert?!

Hey,
Simulieren kannst du sowas mit LT Spice. Dann musst du nicht selber rechnen.
Für den Fall dass beide Transistoren offen sind, wird die Induktionsspannung außerdem auf die Eigangsspannung aufaddiert.

Ansonsten schließe ich mich Counterfeiter an: Betreib das ganze getaktet wenn du den Strom steuern willst.

Ein Tipp außerdem noch. Verwende keine P-Kanal Fets für solche Aufbauen, sondern nur N-Kanal Fets. N-Kanal Fets schalten schneller, sind billiger und auch für höhere Leistungen noch erhältlich. Je nachdem was du machen willst empfiehlt es sich auch eine Vollintegrierte H-Brücke zu verwenden.

Sicher, daß du da einen Vier-Quadranten-Steller gebaut hast? Ich meine es wäre nur ein Zwei-Quadranten-Steller...