Forum

Hi!
Ich bin neu hier im Forum und habe auch direkt eine Frage, da ich entweder zu kompliziert denke, oder mich zu doof anstele.

Ich habe an einem Controller für einen Elektromotor einen 12V Ausgang der aktiv ist, wenn die Steuerung arbeitsbereit ist. Er darf allerdings nur mit 20mA belastet werden.
Ich möchte mit dem Ausgang einen Betriebstundenzähler und die Kühlwasserpumpe P<50W ansteuern. Direkt ein Relais kommt wegen der 20mA nicht in Frage. Jetzt bin ich am überlegen, ob und wie ich eine MOSFET Schaltung mit externer 12V Versorgung aufbauen soll um die Geräte anzusteuern. (MosFet, da Spannungsgesteuert). Im Artikel Schalten und Steuern mit Transistoren I bin ich bei Bild 9 hängen geblieben. Kann ich das so aufbauen?
Danke

» Hi!

Hier wird gezeigt, wie das Ansteuern mit MOSFET funktioniert:

http://www.nxp.com/documents/application_note/APPCHP3.pdf

.. im pdf einfach auf die blaue Überschrift "Chapter 3 Motor Control" klicken.

Grüße
Gerald
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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Er darf allerdings nur
» mit 20mA belastet werden.
» Ich möchte mit dem Ausgang einen Betriebstundenzähler und die
» Kühlwasserpumpe P<50W ansteuern.

Betriebsspannung? 230V AC?

» Direkt ein Relais kommt wegen der 20mA
» nicht in Frage.

Doch Reedrelais oder Halbleiterrelais

z.B.
http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0e30/0900766b80e30c05.pdf

Hi,
Signale können mit MosFet einfach verstärkt werden.
Wenn es aber darum geht, eine Netzlast zu schalten, dann
könntest Du auch an einen Optokoppler (unter 10mA) zu denken und diesen an eine Thyristor-Schaltstufe für Wechselspannung zu hängen (Triac - für beide Halbwellen).

Cu tts - Neckarsulm

Die Pumpe wird auch mit 12V DC betrieben.
An Optokoppler hab ich auch schon gedacht, dahinter mit nem 480ohm an nem Mosfet.

» » Er darf allerdings nur
» » mit 20mA belastet werden.
» » Ich möchte mit dem Ausgang einen Betriebstundenzähler und die
» » Kühlwasserpumpe P<50W ansteuern.
»
» Betriebsspannung? 230V AC?
»
» » Direkt ein Relais kommt wegen der 20mA
» » nicht in Frage.
»
» Doch Reedrelais oder Halbleiterrelais
»
» z.B.
» http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0e30/0900766b80e30c05.pdf

Stimmt auch... macht preislich auch keinen unterschied ob ich nen Optokoppler und Mosfet oder n Solid State nehm

» Die Pumpe wird auch mit 12V DC betrieben.
» An Optokoppler hab ich auch schon gedacht, dahinter mit nem 480ohm an nem
» Mosfet.

Den Mos-FET kannst Du direkt mit Deiner Steuerung betreiben.
Vorausgesetzt, es gibt bei den beiden 12V-Strängen kein Masseproblem,
das die Spannung am Source-Anschluß "abheben läßt".
Schau auch mal die Logik-gesteuerten High-Side-Treiber von Infineon an: BTS61330 oder BTS50055 - je nach gefordertem Strom.

» » Die Pumpe wird auch mit 12V DC betrieben.
» » An Optokoppler hab ich auch schon gedacht, dahinter mit nem 480ohm an
» nem
» » Mosfet.
»
» Den Mos-FET kannst Du direkt mit Deiner Steuerung betreiben.
» Vorausgesetzt, es gibt bei den beiden 12V-Strängen kein Masseproblem,
» das die Spannung am Source-Anschluß "abheben läßt".
» Schau auch mal die Logik-gesteuerten High-Side-Treiber von Infineon an:
» BTS61330 oder BTS50055 - je nach gefordertem Strom.


Da der Controller auf die Masse der Akkus und die 12V für die Pumpe von nem DCDC Wandler kommt der gal getrennt ist, wird es evtl schon ein Masse Problem geben, deswegen ist auch hier eine gal Trennung besser, denke ich

So in etwa. Plus noch ne Freilaufdiode.

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Hast du das pdf in meinem vorgestellten Link gelesen?

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...und täglich grüßt der PC:
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Freilaufdiode braucht es keine, da eine Glühlampe keine Thermo-spannung oder sonstige Force-Back Effekte hat.
N-MOS-FET als Lowside-Treiber verwenden, da Gate ca. 5-10V positiver sein muß als Source. (Lampe von Unten nach open im Strompfad des FET tauschen - zwischen Drain und +12V)

Sonst glüht der FET und nicht die Lampe!

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» Hast du das pdf in meinem vorgestellten Link gelesen?
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Hi ich hab´s überflogen, aber dort geht es ja eher um H Brücken und co, oder?

Ich dachte am Anfang wg dem Fettgedruckten, dass es sich gar nicht um einen Beitrag sondern um Werbung handelt.
Ich werde das Buch mir aber einmal genauer, komplett einverleiben. Danke!

» Freilaufdiode braucht es keine, da eine Glühlampe keine Thermo-spannung
» oder sonstige Force-Back Effekte hat.
» N-MOS-FET als Lowside-Treiber verwenden, da Gate ca. 5-10V positiver sein
» muß als Source. (Lampe von Unten nach open im Strompfad des FET tauschen -
» zwischen Drain und +12V)
»
» Sonst glüht der FET und nicht die Lampe!

Ja, bin ich inzwischen auch schon drauf gekommen ;P Danke!!
Ist alles schon ne Weile her.....

So sollte es denke funktionieren.
Ach ja, die Glühlampe steht nur symbolisch in der Schaltung, es geht darum eine Wasserpumpe und einen Betriebsstundenzähler anzusteuern...

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20120616003439. mosfet pumpe.jpg

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» » Hast du das pdf in meinem vorgestellten Link gelesen?
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» Hi ich hab´s überflogen, aber dort geht es ja eher um H Brücken und co,
» oder?
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» Ich dachte am Anfang wg dem Fettgedruckten, dass es sich gar nicht um
» einen Beitrag sondern um Werbung handelt.
» Ich werde das Buch mir aber einmal genauer, komplett einverleiben. Danke!

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... nur wer lesen kann ...



... ist im Vorteil.


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Die H Brücke ist eine Möglichkeit.

Wobei es in diesem Kapitel nicht ausschließlich nur um H-Brücken geht.

Das Augenmerk ist auf die MOSFET Typen zu richten.

Du hast eine 12V_DC Pumpe, welche nur in eine Richtung dreht,
oder willst auch in die Retourrichtung pumpen?
Denke eher nicht; wäre auch schwierig .

Es kommt nun darauf an, WIE du ansteuern willst.
--> Das war auch mein Vorschlag anhand dieses Kapitels vorhin.

Von High-side oder LOW-side.
Dem entsprechend musst den Transityp wählen.

Auf der High-side verwendest du den Verarmungstyp - P-Typ_MOSFET.
Achtung: der leitet, wenn das Gate gesperrt ist.
Daher musst den Transi mit LOW ansteuern.
Das geht einfach mit dem Controller-Ausgang; -- LOW-aktiv, fertig.

Aber! daher musst einen Source-Gate_Widerstand zum Sperren des MOSFET montieren.
Dadurch wird der Transi beim Strom aufdrehen sofort gesperrt.

Kleiner Haken noch dazu.... die 12V würden auch über diesen R auf dem Controller-Port anliegen.
Daher ist ein Treiber-Transi NPN oder N_MOSFET dazwischen zu schalten.
Der Treiber hält diese 12V aus. Er macht dabei auch den Pegel-Wandler.

Nun dann,,, gegen GND wird dann die Pumpe geschaltet.
Also, du bringst so die Versorgung (Plus) zum Verbraucher.
Wie bei einem normalen Netzteil.

Anderseits:
Wenn du auf LOW-Side schalten willst, dann nimmst einen N_MOSFET, ist der Anreicherungstyp.

Das heißt nun, dass bei inaktiven Gate der Transi sperrt.
Ok,, dann kannst auch direkt vom Controller aus mit einem HIGH-aktiv den Transi steuern.
Es würde somit auch einen Treibertransi dazwischen sparen.
Der Nachteil hier... du bist mit dem uC am Transi direkt drauf und musst die Leistung direkt umschalten.

Du bringst ein MINUS (GND) zum Verbraucher.
Weil der Verbraucher mit der zweiten Leitung auf plus hängt.

Wäre hier nun ein Fehlerfall, würde die Pumpe u.U. dauernd laufen.
Im obigen eher stehen.

Dann brauchst bei induktiven Lasten eine Freilaufdiode parallel zur Wicklung geschaltet.
Wird die Pumpe abgeschaltet, baut sich durch die Gegeninduktion eine Spannungsaddition auf.
Ist nun die Pumpe auf Plus oben, dann addiert sie sich auf die Versorgung.
Ist die Pumpe unten bei GND, dann vernichtet sich diese Energie eher Richtung GND.
Weil nun der Transi sperrt, kommt "nix" zur Versorgung (außer der Transi hat eine "Bodi-Diode" mit eingebaut, die "Freilaufdiode" im Transi).

--- alles hat so seine Vor und Nachteile.

Mein Vorschlag:
Baue das mit einem P_Typ auf und schalte als Trennstufe einen NPN Transi zwischen Controller-Ausgang und MOSFET_Gate.



Du kannst selbverständlich auch einen anderen P-Kanal MOSFET nehmen.
Mit oder ohne Bodydiode. Mit wäre besser.

Der NPN ist universal. zB heutig BC547B, 2N2222, 2N3904 ...

In deiner Schaltung hast du dir einen Optokoppler vorgestellt.
Du kannst diesen NPN gegen den vom Opto tauschen. - ist ja auch ein NPN ähnlichen Typs.
Achte halt auf die Lichtstromverstärkung.

ABER ... dein uC, hast du doch gesagt, dass er sehr wenig Strom liefern kann.
Aber du willst doch eine LED mit dem Controller ansteuern. ... ist ja so an die 10mA.

Daher ginge eigentlich die Opto-Lösung eher wiederum nicht mehr.
Außer du verwendest für die LED einen Treibertransi.
Tja, sind schon einige Teile mehr.

Also .. kannst, wenn keine Opto-Trennnung notwendig ist, den Aufwand sparen.

---
Die beiden Kondis: der Source-Gate_C3 1n ist parallel zum Miller-Kondi im Transi.
Der hilft die Energie beim Sperren aus den Transi zu bringen.

Der parallele Kondi zur Motorspule ist ein Filter -- EMV.
Der vernichtet die Transienten, macht den Phasenausgleich (Blind- bzw. Scheinanteil) die durch den Motor entstehen.
Die Werte musst halt für deine Anwendung anpassen.
C3 mit 1nF ist passend.
Die 270nF vom C1 sind jetzt mal eine Annahme von mir -- der sollte
mit dem Motor zusammenstimmen, sodass die Transienten, bzw. die induktive Phasenverschiebung so klein wie möglich werden.
--> bedingt durch die Umdrehungszahl, Ströme,,, etc ...
Der Filter kann auch noch so aussehen, dass 2 Kondis an den Motor Anschlüssen montiert werden.
Die anderen Enden der Kondis sind dann auf PE. -- Erde (nicht GND - Masse).


Grüße
Gerald
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