Projekt: Große Motorensteuerung mit über 10A

[bhm]

schau dir mal den Schaltplan an; es ist der IRF1404 eingesetzt.

hmm, ich hab zur Sicherheit nochmal die aktuelle Anleitung von RN-Relais geholt, und da stehen IRF540 drin. Der Strom ist mit max 3A angegeben und das Datenblatt sagt, moment ... ,oh! 28A! Wahrscheinlich nur unter supergünstigen Umständen, aber 10A sollten auch normal drin sein, oder?

Und das Relais kann 8A schalten, daher der Arbeitsbereich 12V / 8A. Die Schaltleistung des Relais wird hier aber nicht genutzt, weil es ausreicht, das Relais bei Impulssperre zu schalten.

stimmt natürlich

ciao .. bernd

[Frank]

Ja der kann schon einiges mehr schalten. Bei RN-Relais wurden absichtlich niedrigere Grenzen angegeben um 200 prozentig sicher zu gehen auch bezüglich der Leiterplattenbelastung. Auch die Relais können eigentlich mehr schalten als angegeben, aber hier muss man berücksichtigen das diese bei RN-Relais mit geringfügiger niedrigerer Spannung angesteuert werden. Man muss also immer auch das Umfeld betrachten.

[Hellmut]

Hallo Freunde

Was macht das Projekt? Komme langsam dahin so einen Fahrtregler zu brauchen. Gerade die Möglichkeit durch Einspeisen der Impuls des Inkrementalwertgebers die Position ermitteln zu können macht ihn einzigartig! Nachdem ich inzwischen an der Mechanik gearbeitet habe, müßte ich jetzt die von mir bevorzugten 24V Motoren erwerben um diese dann im System zu Testen, bzw. die Software für die Positionsbestimmung und Ansteuerung des Fahrtreglers beginnen.

Gleichfalls die Frage, es war mal die rede eine "opensource" Fahrtregler Software zu entwickeln, was hat sich da getan? Auch Frank sprach davon einen Fahrtregler mit einem neuen IC zu entwickeln, dessen Leistungsdaten oberhalb der RN-Motor liegen?

[Frank]

In Absprache mit Stupsi hab ich bereits einige Platinen gefertigt. Die müssen in den nächsten Wochen aber noch ausgibig getestet werden. Den Begriff "Fahrtenregler" würde ich nicht so gern verwenden, der Begriff wird eigentlich nur im Modellbau verwendet und trifft das ganze nicht richtig. Nennen wir es einfach eine stärkere Motorsteuerung RN-Power mit verschiedenen Schnittstellen.

Es harkt derzeit nur an der Software und den ersten Test. Mir fehlt es momentan noch an der Zeit für Software Experimente, ich werde das dann zusammenlegen wenn ich die Rn-Motor Getriebesteuerung mache. Kann aber noch etwas dauern das ich selbst momentan kein Motorboard brauche. Aber Stupsi und Kjion arbeiten bereits an einer Firmware.

Wenn alles ausgetestet ist wird Stupsi das Teil sicher vorstellen. Der neue Motortreiber Schaltkreis von dem ich sprach ist in RN-Power bereits integriert.

Gruß Frank

[BlackBox]

@Stupsi

Hast Du eigentlich das Problem mit den 100% Duty-Cycle in den Griff bekommen?
Im Datenblatt habe ich dazu übrigens keine Hinweise gefunden. Bis zu welchem Duty-Cycle funktioniert die High-Side Ansteuerung eigentlich?

Ich bin gerade auf der Suche nach einem Half-Bridge Treiber, habe aber bis jetzt noch keinen mit integriertem Oszilator für die Spannung des High-Side Treibers gefunden, der Power Fets mit mindestens 1A schalten kann.

MfG

[stupsi]

Ja, ich hab mir das Leben einfach gemacht. Ich hab mich vom IR2184 gelöst und nutze jetzt ein Vollbrücken-IC von ST, den VNH3SP30.
Es gibt aber auch hier eine Lösung für das Duty-Cycle-Problem aus diesem Thread:
http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt92-4.pdf

Gruß Stupsi

[BlackBox]

Danke für die Info.

Zwei treiber wollte ich eigentlich nicht einsetzen aber so wie es aussieht gibt es keine Half-Bridge Treiber ohne dieses Problem für höhere Ströme.? Ist eigentlich irgendwie unlogisch. Arbeiten denn alle H-Brige Treiber für Power-Fets nur mit Duty-Cycle <100%?

[Seth]

Hallo alle zusammen,

ich komme selbst aus der Ecke Roboterbau, allerdings ein paar Nummern größer und mit einem etwas anderen Ziel. Deshalb sind wir hier vermutlich nicht so gerne gesehen, aber mit der interessanten Problematik der Motorsteuerung/Speedcontroller beschäftige ich mich auch und dachte es könnte nix schaden meinen Senf dazuzugeben:

* Endstufe
Wir haben etwas höhere Ströme, nämlich zwischen 50 - 250A bei 24V/36V für die großen Maschinen, und sind daher gezwungen mehrere FETs zu FET-Bänken zu parallelisieren. Wir nehmen dafür meistens IRF1405... Das funktioniert solange wie man die Spannungs Spikes unter Kontrolle hat. Entweder durch ausgeklügelte Software oder per Hardware. Wir nehmen dafür Transildioden zur Sicherheit und dicke Low ESR Elkos um die Spitzen einigermaßen zu filtern. Wenn ein Regler draufgeht, dann meistens weil ein FET durch ne Spannungsspitze das Zeitliche gesegnet hat...

* Brückentreiber
Für diese Anwendung hier ist sicher der TD340 gar nicht so übel und von der Treiberleistung her ausreichend (1 FET pro Zweig). Leider ziemlich seltenes Teil und extrem schwer beschaffbar (Zumindest für den Hobbyeletroniker wie mich, von daher wenn jemand eine Quelle kennt, bitte mal melden )
Früher verwendeten wir IR2110, ein Halbbrückentreiber mit 2A Peak Schaltleistung für die FETs. Soweit so gut, aber das Problem mit der 90% PWM und dem Bootstrap kennen wir auch. Allerdings kamen wir mit dem Baustein an die 97% wenn ich mich recht erinnere...
Im Moment habe ich HIP4081A von Intersil vor mir. Interessante Teile, Vollbrückentreiber mit 2,5A Treiberleistung und kompatibel mit bis zu 80V an der Powerseite und einstellbarem Turn-On Turn-Off Delay. Wie genau sich die verhalten versuche ich gerade herauszufinden. Ein Nachteil ist aber schon mal ganz klar: Leider irre teuer....

* Strombegrenzung
Sehr wichtiges Teil, sollte stets vorhanden sein. Diese Lösung hier hatten wir auch schon, zumindest so ähnlich. Leider bei uns etwas träge. Das mag hier kein Problem sein, aber unsere Motoren sind niederohmiger und der Stromanstieg beim Anlaufen oder im Stall somit verdammt zügig. Hier gilt es für mich immer noch das ultimative Konzept zu finden. Ansatz ist über den Hardware Komperator der AVRs die dann einen INT auslösen. Die Strommessung machen wir übrigens auch über die Low Side FETs, einen Shunt im Zweig können wir uns gar nicht erst leisten...

* Software
Eine Nullpunktkorrektur ist eigentlich ein muss, genauso wie eine, naja ich nenns mal SlewRate. Ein zu rascher Anstieg bei der Ansteuerung bringt unweigerlich ekligere Spikes hervor. Dazu kommt noch, dass es der Motor mit einer verkürzten Lebenszeit danken wird. Das Funkenfeuer an den Kollektoren wird recht schnell unschön... Ich weiß ich weiß, kein Problem wenn der Motor nur 1,95 € bei Pollin kostet, aber wenn ein 2kW Motor mit 295€ zu Buche schlägt wird es ganz schnell schmerzlich...

So, just my 2 cents...

Achja, schöne Ostern noch

[BlackBox]

Hallo Seth,

schön zu lesen, dass jemand mit Erfahrungen auf dem Gebiet mit hier ist.

Bzgl. der Strombegrenzung verwende ich einen PIC18F4320. Der hat ein sog. Enchanged CCP-Module. Bei einem Event am internen Comperator des PIC wird der aktuelle Duty-Cycle automatisch unterbrochen. Egal, was ich ausgebe, der maximale Duty-Cycle ist nur so lang, wie die Strombegrenzung erlaubt. Messen tue ich aktuell den Strom durch den Fet. Eine Messung des Motorstromes im Motorkreis wäre da evtl. besser.

MfG

[Seth]

Servus Blackbox,

nun, von PICs hab ich leider null Ahnung, ich bin mehr der Vertreter der anderen Seite...

Ich werde wahrscheinlich so vorgehen, dass sich die Strombegrenzung quasi adaptiv herantastet. Also z.B. bei Überstrom zuerst auf 50% Duty Cycle drosseln, wenn dann immer noch zu hoch, dann wieder um die Hälfte drosseln usw...

Zur Messung des Stroms gibt es tatsächlich noch eine bessere Lösung, da hast du recht. Des Rätsels Lösung lautet meiner Ansicht nach HAL Sensor und Ferritring durch den eine Motorleitung durchgeht. Man könnte damit eine echte Regelschleife basteln und immer am Drehmoment Limit des Motors bleiben ohne diesen "umzubringen". Nachteile: Shot Thru's, Kurzschlüsse und andere Leckereien die nichts mit dm Motor zu tun haben, entgehen der Strombegrenzung in dem Fall...