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Hallo liebe Schaltungsspezialisten!

Ich suche eine Lösung, also einen Schaltungsaufbau für mein Projekt:

Im Grunde ist es eine H-Brücken-Schaltung (Pol-Umtausch), jedoch mit 4 Zyklen anstatt wie üblich mit 2 Zyklen - dazu kommt, dass ich die Schaltungszeit (ggf. über ein Poti) regulieren muss (ca.1-300ms) und der ganze Ablauf erst über das Signal eines Hall-Sensors gestartet werden soll. Hier mal der Ablauf zusammengefasst:


1. Hall-Sensor bekommt Signal (Magnet des Rotors nähert sich)
2. Start der Abfolge ...
3. Schalter S1+S2 machen zu, es fließt Strom durch die Spule (Magnetfeld baut auf)
4. Nach eingestellter Zeit (z.B. 100ms) macht S1 auf, Strom fließt kurz weiter (Magnetfeld baut ab)
5. Nach (gleicher) eingestellter Zeit macht S2 nun auf und S3+S4 zu, Strom fließt wieder (Magnetfeld baut auf)
6. Nach (gleicher) eingestellter Zeit macht S4 nun auf, Strom fließt kurz weiter (Magnetfeld baut ab)
7. Nach (gleicher) eingestellter Zeit macht dann am Ende S3 auf bzw. die Abfolge ist beendet.
8. Bekommt der Hall wieder ein Signal, fängt alles von vorne an.


... ich bilde mir ein, ich hab' solch eine Schaltung schon mal wo gesehen, als fertige Schaltung zu kaufen, jedoch konnte man dort die Zeit nicht einstellen?

... hoffe, jemand kann mir Ideen geben, wie ich das Ganze angehen soll bzw. wo ich passende Schaltungen dazu finde?


Im Anhang ein Bild des Ablaufs, wie es ca. aussehen sollte:




Liebe Grüße!!

» » » »
» » » » Eingeschaltet hat ein moderner Mosfet weniger als 10mOhm, zumindest
» in
» » » dem
» » » » Spannungsbereich um 30V. Bei 4A haben wir dann 40mV, ergibt eine
» » » » Verlustleistung von 0,16W, jedenfalls im Gleichstrombereich. Beim
» » » bipolaren
» » » » Transistor ist man da ist oft schon bei 0,5 bis 1V, ergibt 2 bis 4W
» » » » Verlustleistung pro Transistor, da braucht man schon ein kleines
» » » Kühlblech.
» » » um 10mOhm zu haben, musst du ca. einen 90-100A Mosfet nehmen. Der hat
» » dann
» » » ca. 4-5nF Gate Kapazität. Und diese musst du für PWM je nach Frequenz
» » sehr
» » » schnell laden und Entladen, bist du da zu langsam, kommt er gar nicht
» in
» » » den Bereich 10 mOhm. Und schaffst du es, hast du die Verluste in der
» » » Ansteuerung.
» »
» » Ich dachte an so etwas wie: P0903BDG, der hat weder 90A noch 4nF.
» Der hat dann halt 50A, 1,2-1,8nF und bei hohen Frequenzen hast du das
» gleiche Problem. Außerdem ist der auch super Einsteigerfreundlich in der
» Bauform

Vorhin habe ich mal einen CEB703AL an einen 555 angeschlossen und ihn mit 4,4kHz getaktet. Bei 4A und 12V erreichte er ohne jede Kühlung auf dem Steckbrett nach ein paar Minuten eine Temperatur von 90°C. Auf eine Platine gelötet wird er sicher deutlich kühler bleiben.

» Was macht ihr euch denn wegen 2 oder 5nF Gatekapazität und Schaltverluste
» so viele Gedanken?
» Ich sehe noch nicht mal ansatzweise eine Schaltung...
» Und die anvisierten bis zu 300ms Periodendauer sind auch alles andere als
» hochfrequent.
»
» Für einen integrierten Treiber ist das doch kein Problem, und auch mit
» einem diskreten Aufbau sind die geringen Frequenzen beherrschbar. Er
» braucht ja wohl keine Anstiegszeiten im ns-Bereich.
1/2 Periode 150 ms
und um die Verluste im Mosfet so gering zu halten wie du denkst, also wenn man mit 10mOhm rechnet musst du den in 2-3ms umladen.
Und wenn du das nicht schaffst, ist die Verlustleistung am Ende gleich oder größer Bipolartransistor, das vergessen aber viele.
Beim Bipolaren hast du statisch bei 4A 2W pro Transistor, da der aber ja nur 50% Ein ist, ist es 1W. Dafür brauchst du keinen Kühlkörper selbst bei 4A

Was macht ihr euch denn wegen 2 oder 5nF Gatekapazität und Schaltverluste so viele Gedanken?
Ich sehe noch nicht mal ansatzweise eine Schaltung...
Und die anvisierten bis zu 300ms Periodendauer sind auch alles andere als hochfrequent.

Für einen integrierten Treiber ist das doch kein Problem, und auch mit einem diskreten Aufbau sind die geringen Frequenzen beherrschbar. Er braucht ja wohl keine Anstiegszeiten im ns-Bereich.

» » »
» » » Eingeschaltet hat ein moderner Mosfet weniger als 10mOhm, zumindest in
» » dem
» » » Spannungsbereich um 30V. Bei 4A haben wir dann 40mV, ergibt eine
» » » Verlustleistung von 0,16W, jedenfalls im Gleichstrombereich. Beim
» » bipolaren
» » » Transistor ist man da ist oft schon bei 0,5 bis 1V, ergibt 2 bis 4W
» » » Verlustleistung pro Transistor, da braucht man schon ein kleines
» » Kühlblech.
» » um 10mOhm zu haben, musst du ca. einen 90-100A Mosfet nehmen. Der hat
» dann
» » ca. 4-5nF Gate Kapazität. Und diese musst du für PWM je nach Frequenz
» sehr
» » schnell laden und Entladen, bist du da zu langsam, kommt er gar nicht in
» » den Bereich 10 mOhm. Und schaffst du es, hast du die Verluste in der
» » Ansteuerung.
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» Ich dachte an so etwas wie: P0903BDG, der hat weder 90A noch 4nF.
Der hat dann halt 50A, 1,2-1,8nF und bei hohen Frequenzen hast du das gleiche Problem. Außerdem ist der auch super Einsteigerfreundlich in der Bauform

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» » Eingeschaltet hat ein moderner Mosfet weniger als 10mOhm, zumindest in
» dem
» » Spannungsbereich um 30V. Bei 4A haben wir dann 40mV, ergibt eine
» » Verlustleistung von 0,16W, jedenfalls im Gleichstrombereich. Beim
» bipolaren
» » Transistor ist man da ist oft schon bei 0,5 bis 1V, ergibt 2 bis 4W
» » Verlustleistung pro Transistor, da braucht man schon ein kleines
» Kühlblech.
» um 10mOhm zu haben, musst du ca. einen 90-100A Mosfet nehmen. Der hat dann
» ca. 4-5nF Gate Kapazität. Und diese musst du für PWM je nach Frequenz sehr
» schnell laden und Entladen, bist du da zu langsam, kommt er gar nicht in
» den Bereich 10 mOhm. Und schaffst du es, hast du die Verluste in der
» Ansteuerung.

Ich dachte an so etwas wie: P0903BDG, der hat weder 90A noch 4nF.

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» Eingeschaltet hat ein moderner Mosfet weniger als 10mOhm, zumindest in dem
» Spannungsbereich um 30V. Bei 4A haben wir dann 40mV, ergibt eine
» Verlustleistung von 0,16W, jedenfalls im Gleichstrombereich. Beim bipolaren
» Transistor ist man da ist oft schon bei 0,5 bis 1V, ergibt 2 bis 4W
» Verlustleistung pro Transistor, da braucht man schon ein kleines Kühlblech.
um 10mOhm zu haben, musst du ca. einen 90-100A Mosfet nehmen. Der hat dann ca. 4-5nF Gate Kapazität. Und diese musst du für PWM je nach Frequenz sehr schnell laden und Entladen, bist du da zu langsam, kommt er gar nicht in den Bereich 10 mOhm. Und schaffst du es, hast du die Verluste in der Ansteuerung.

» Naja, kommt auf die Induktivität der Spule und den Innenwiderstand an
Klar doch.
» einer Spule mit 100H dauert das wesentlich länger als bei ner Spule mit
» 100mH.
Auch klar, aber willst du solche "Riesen-Spulen" mit dem Apparat betreiben?

100H bekommst du so schnell ja auch nicht aufgeladen...
Nach ein paar 100ms ist der Strom durch die Spule dann immer noch annähernd Null.

» Hallo!
»
» Danke für die schnelle Antwort.
»
» » Habe jetzt einfach mal angenommen, dass die 'Schalter' MOSFETS sind, in
» dem
» » Fall brauchst du die Dioden nicht. Wenn der MOSFET eingeschaltet ist,
» » leitet er in beide Richtungen gleich gut. Die intrinsische Diode lässt
» auch
» » einen Rückwärtsstrom zu.
» » Wie hoch der Strom in deiner Anwendung ist, wissen wir ja nicht.
»
» Ja, die Schalter können MOSFETS oder irgendwelche Transistoren sein ... als
» Stromfluss muss ich mit ca. 1-4 Ampere rechnen, aber nicht mehr. Wobei
» lieber wären mir, die Dioden wären nicht im MOSFET verbaut, weil ich
» möglicherweise nach den Dioden noch einen Verbraucher (z.B. LED oder
» Lämpchen) schalten möchte, der signalisiert, wann sich das Magnetfeld immer
» abbaut.

Wenn du den Strom durch die Diode messen möchtest, wozu auch immer das gut sein soll, könntest du zu den Bodydiode ja noch eine Schottkydiode parallel schaltet und den Stromfluß durch diese Schottkydiode messen. Wenn der Messkreis niederohmig genug ist, sollte fast der gesamte Strom da durch fließen.

» » Ja, die Schalter können MOSFETS oder irgendwelche Transistoren sein ...
» als
» » Stromfluss muss ich mit ca. 1-4 Ampere rechnen, aber nicht mehr. Wobei
» » lieber wären mir, die Dioden wären nicht im MOSFET verbaut, weil ich
» Nimm halt bipolare Transistoren, da ist keine Diode drin
»
»
»
»
»

Eingeschaltet hat ein moderner Mosfet weniger als 10mOhm, zumindest in dem Spannungsbereich um 30V. Bei 4A haben wir dann 40mV, ergibt eine Verlustleistung von 0,16W, jedenfalls im Gleichstrombereich. Beim bipolaren Transistor ist man da ist oft schon bei 0,5 bis 1V, ergibt 2 bis 4W Verlustleistung pro Transistor, da braucht man schon ein kleines Kühlblech.

» Nimm halt bipolare Transistoren, da ist keine Diode drin
»
»

Dafür sind sie dann "extern" (D1, D2)?
Ohne Dioden wäre auch schlecht, da würden die Transistoren wohl nicht lange leben.

Gruß Steffen

» Nimm halt bipolare Transistoren, da ist keine Diode drin
»


OK, danke für die Info!!

Hallo & wieder danke für die Antwort!

» Da das ziemlich schnell geht, wirst du wenig davon sehen.

Naja, kommt auf die Induktivität der Spule und den Innenwiderstand an, bei einer Spule mit 100H dauert das wesentlich länger als bei ner Spule mit 100mH.

» » Soetwas habe ich befürchtet ... ein Freund hat mir mal etwas von dem
» » "Arduino" erzählt, ist so eine Art programmierbare Steuerungseinheit.
» » Könnte ich mit dem Teil die Sache angehen, der sollte doch die 4
» » Transistoren oder MOSFETS steuern können?

» Ja, das kann er (wie gesagt passende Treiber vorausgesetzt).

Ok, also der nächste Schritt wäre dann, mich mit dem Arduino zu beschäftigen.

... und ganz ohne Mikrocontroller gehts wirklich nicht oder?

lg

» Hallo!
»
» Danke für die schnelle Antwort.
»
» » Habe jetzt einfach mal angenommen, dass die 'Schalter' MOSFETS sind, in
» dem
» » Fall brauchst du die Dioden nicht. Wenn der MOSFET eingeschaltet ist,
» » leitet er in beide Richtungen gleich gut. Die intrinsische Diode lässt
» auch
» » einen Rückwärtsstrom zu.
» » Wie hoch der Strom in deiner Anwendung ist, wissen wir ja nicht.
»
» Ja, die Schalter können MOSFETS oder irgendwelche Transistoren sein ... als
» Stromfluss muss ich mit ca. 1-4 Ampere rechnen, aber nicht mehr. Wobei
» lieber wären mir, die Dioden wären nicht im MOSFET verbaut, weil ich
Nimm halt bipolare Transistoren, da ist keine Diode drin

» Ja, die Schalter können MOSFETS oder irgendwelche Transistoren sein ... als
» Stromfluss muss ich mit ca. 1-4 Ampere rechnen,
Das ist ja schaltungstechnisch kein Problem.

» lieber wären mir, die Dioden wären nicht im MOSFET verbaut,
Geht nicht, da es intrinsische Dioden sind (sie gehören also auf Silizium-Ebene zur MOSFET-Struktur).

» möglicherweise nach den Dioden noch einen Verbraucher (z.B. LED oder
» Lämpchen) schalten möchte, der signalisiert, wann sich das Magnetfeld immer
» abbaut.
Da das ziemlich schnell geht, wirst du wenig davon sehen.
Außerdem verfälschst du so den Abbau des Stromes/Magnetfeldes.

» Soetwas habe ich befürchtet ... ein Freund hat mir mal etwas von dem
» "Arduino" erzählt, ist so eine Art programmierbare Steuerungseinheit.
» Könnte ich mit dem Teil die Sache angehen, der sollte doch die 4
» Transistoren oder MOSFETS steuern können?
Ja, das kann er (wie gesagt passende Treiber vorausgesetzt).

»
» Ja, die Schalter können MOSFETS oder irgendwelche Transistoren sein ... als
» Stromfluss muss ich mit ca. 1-4 Ampere rechnen, aber nicht mehr. Wobei
» lieber wären mir, die Dioden wären nicht im MOSFET verbaut, weil ich
» möglicherweise nach den Dioden noch einen Verbraucher (z.B. LED oder
» Lämpchen) schalten möchte, der signalisiert, wann sich das Magnetfeld immer
» abbaut.
Das dauert ms, wozu willst du da etwas signalisieren