PWM-sturing op DC-motor met H-brug

Voor een project moet ik de snelheid van een DC-motor kunnen regelen, in beide draaizinnen. Daartoe heb ik mij gebaseerd op de PWM-schakeling met een IC 555 zoals hier op de site staat, maar dan uitgebreid met een H-brug. Zie figuur.

Nu heb ik enkele vragen:
- Wat is de minimum Gate-stroom die die BUZ11 vraagt? De IC 555 geeft maximum 200mA aan zijn output en die moet telkens 2 MOSFET's (BUZ11) tegelijk schakelen. Ik hoop dat ik daarmee niet in de problemen kom?
- Als ik de schakeling simuleer in Multisim bekom ik telkens een mooi PWM-signaal tussen de IC 555 en de weerstand van 47 Ohm. Daarna (tussen de weerstand en de schakelaar/MOFET's) gaat hij heel vreemd doen, hoe zou dat komen? Moet ik daar rekening mee houden?
- Als anders iemand nog vreemde zaken opmerkt in de schakeling mag hij/zij dat altijd laten weten natuurlijk.

Dank bij voorbaat!
http://imageshack.us/photo/my-images/403/schakeling.jpg/

Dat gaat echt niet werken zo; bij een N-channel MOSFET moet je de gate boven de source trekken om hem aan te krijgen; die bovenste MOSFETs krijg je dus nooit open, want de gate spanning moet boven de 12V voeding komen, en dat kan in deze situatie niet. Je kunt de gates van de onderste en bovenste MOSFETs niet aan elkaar knopen, en verwachten dat ze beide open gaan. Kijk maar eens goed wat er met de source van beide MOSFETs zou gebeuren als ze zouden geleiden.

Je kunt beter een paar halve brug drivers nemen (IR2184 of zo), of een enkele MOSFET en een relais om de motor om te polen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Lambiek

Special Member

Ten eerste welkom op het forum.

Je schakeling gaat zo niet werken vrees ik.
De H_BRUG kan je het best met drivers aansturen, of via een transistor trapje. En fets zijn spannings gestuurd, en niet stroom gestuurd dus die 200mA van de NE555 is wel goed.

Hier heb je een schema van een H_brug.
http://www.uploadarchief.net/files/download/resized/h_brug%20met%20mosfets.jpg

En hier staat een stukje over fet's, lees dat eens door op je gemak.
http://prive.bitwizard.nl/mosfets.pdf

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

@Lambiek: dat is natuurlijk maar voor de helft waar; als je niet genoeg stroom kunt leveren om de spanning op de gate snel genoeg hoog of laag te maken, krijg je toch weer te maken met grote schakelverliezen en in een extreem geval defecte MOSFETs.

Als de stroom niet belangrijk was, zouden standaard gate drivers geen 2A kunnen leveren, en zouden types die zelfs tot 20A piek aan kunnen, helemaal niet bestaan.

Maar 200mA is voor de meeste gevallen, als de spanning, stroom en frequentie niet bijzonder hoog zijn (of eigenlijk de combinatie daarvan), meer dan genoeg.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Of pak zo'n complete geintegreerde H-brug.Er zijn er maar zat.(ST) L6226Q of een (TI) DRV8801 en voor het straffere werk Freescale.Meestal zaijn de geintegreerde oplossingen veel beter.ze hebben allerlei beveiligingen aan boord die in discrete techniek bija niet te doen zijn.

Lambiek

Special Member

Op 10 april 2012 15:46:30 schreef SparkyGSX:
@Lambiek:...............
Maar 200mA is voor de meeste gevallen, als de spanning, stroom en frequentie niet bijzonder hoog zijn (of eigenlijk de combinatie daarvan), meer dan genoeg.

Daar doelde ik ook op, omdat de TS de schakeling van deze site aangepast heeft.

En natuurlijk heb je gelijk, zonder stroom krijg je hem niet open gestuurd. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

@MC6800: de TS vertelt er niet bij hoeveel stroom de motor kan trekken, dus het is ook niet direct te zeggen of een geïntegreerde H-brug mogelijk is. Als de motor meer dan zo'n 4A of zo trekt, wordt dat moeilijk.

Als het kan, is het in ieder geval gemakkelijker, maar als je het zelf maakt, kun je gemakkelijker hogere spanningen en/of grotere stromen schakelen. Daarbij is de interne weerstand van die geïntegreerde H-bruggen meestal nog vrij hoog (enige tientallen milliohms), vergeleken met losse MOSFETs.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 10 april 2012 17:18:56 schreef SparkyGSX:
@MC6800: de TS vertelt er niet bij hoeveel stroom de motor kan trekken, dus het is ook niet direct te zeggen of een geïntegreerde H-brug mogelijk is. Als de motor meer dan zo'n 4A of zo trekt, wordt dat moeilijk.

Als het kan, is het in ieder geval gemakkelijker, maar als je het zelf maakt, kun je gemakkelijker hogere spanningen en/of grotere stromen schakelen. Daarbij is de interne weerstand van die geïntegreerde H-bruggen meestal nog vrij hoog (enige tientallen milliohms), vergeleken met losse MOSFETs.

Dat is inderdaad een belangrijk gegeven, de motor kan zwaar belast tot 10A trekken (wat het geval zal zijn).

Ik heb jullie antwoorden en aanbevelingen gelezen en heb zo mijn schema wat aangepast. Ik zou dan met een relais werken die 3 schakelaars tegelijk sluit (voor de ene draairichting) of openzet (voor de andere draairichting); één voor de gatestroom, en twee om de motor om te polen. S1, S2 en S3, zie figuur.
(De motor staat om praktische redenen afgebeeld als die weerstand R5 van 100 Ohm)

Ik heb wel totaal geen idee van wat de praktische mogelijkheden zijn met relais, wat er op de markt te vinden is.

Lambiek

Special Member

Dat gaat ook niet echt werken zo.
Hier heb je een voorbeeld van hoe het wel kan.
http://www.uploadarchief.net/files/download/resized/motor%20-%20klep%20-%20met%20-%20toerenregeling.jpg
De eindschakelaars S1 en S2 kan je weg laten, of misschien heb je ze nodig dat weet ik niet.
De overneem kontakten K1-2 en K2-2 kan je ook weg laten.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 11 april 2012 18:15:50 schreef Lambiek:
Dat gaat ook niet echt werken zo.
Hier heb je een voorbeeld van hoe het wel kan.
[afbeelding]
De eindschakelaars S1 en S2 kan je weg laten, of misschien heb je ze nodig dat weet ik niet.
De overneem kontakten K1-2 en K2-2 kan je ook weg laten.

Kun je uitleggen waarom dat niet zou werken? De gate geraakt deze keer wel boven de drain, zoals iemand aangaf. Het principe is eigenlijk identiek aan het schema van Freddy die hier veel gebruikt wordt, zoals in dit topic.

Lambiek

Special Member

Ten eerste als je omschakeld zweeft een gate altijd op deze manier, daar moet een pulldown weerstand op bijde fet's. Plus dat het veel te ingewikkeld is zo met die schakelaars.

Ten tweede waarom zou je het moeilijk doen als het makkelijker kan, een fet is voldoende. Nu heb je maar twee schakelaars nodig, en een potmeter voor de snelheid.
Het zou ook met een schakelaar kunnen, een met een wissel kontakt en een uitstand in het midden. Maar dat ligt aan de toepassing, waar je het voor wil gebruiken.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Daarstraks wou ik ook een schema met een relais posten, toen ik zag dat Lambiek dat al had gedaan.
MI is het een aanrader, als je enkel een motor linksom/rechtsom wil laten draaien, en daarbij de snelheid regelen.
Als het een wat zwaardere motor betreft, ga dan niet bezuinigen op het relais - neem een automotive relais, en liever "een maatje te groot" dan "net genoeg".

Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)

Op 11 april 2012 20:50:54 schreef Lambiek:
Ten eerste als je omschakeld zweeft een gate altijd op deze manier, daar moet een pulldown weerstand op bijde fet's. Plus dat het veel te ingewikkeld is zo met die schakelaars.

Ten tweede waarom zou je het moeilijk doen als het makkelijker kan, een fet is voldoende. Nu heb je maar twee schakelaars nodig, en een potmeter voor de snelheid.
Het zou ook met een schakelaar kunnen, een met een wissel kontakt en een uitstand in het midden. Maar dat ligt aan de toepassing, waar je het voor wil gebruiken.

Inderdaad, dat kon gerust met één FET gebeuren, ik heb de schakeling aangepast.
Wat bedoel je precies met die pulldown weerstand bij de Fet's? Waar zou die dan moeten komen?

Qua schakeling zal ik eerder het type kiezen van Pros hierboven omdat drukknoppen in dit project minder handig zijn.

Op 11 april 2012 21:45:24 schreef pros:
Daarstraks wou ik ook een schema met een relais posten, toen ik zag dat Lambiek dat al had gedaan.
MI is het een aanrader, als je enkel een motor linksom/rechtsom wil laten draaien, en daarbij de snelheid regelen.
Als het een wat zwaardere motor betreft, ga dan niet bezuinigen op het relais - neem een automotive relais, en liever "een maatje te groot" dan "net genoeg".

Weet je een specifiek merk en type van die relais want die zou ik wel kunnen gebruiken. Zou die relais ook verkrijgbaar zijn met pakweg een seconde vertraging?

Kan die linkse FET niet gerust vervangen worden door een eenvoudige schakelaar?

Zwaardere relais met twee wisselcontacten zijn eerder zeldzaam. Maar je kan ook twee relais met elk één wisselcontact gebruiken. Zoiets, bijvoorbeeld.
Je kan ze samen aansturen (met een eenvoudige schakelaar), of je kan ze afzonderlijk aansturen. Bij dat laatste heb je het voordeel dat je ze kan schakelen zoals het schema van Lambiek toont - je kan dan de motor volledig stroomloos schakelen.

Als je vertraging wil, kan je er zelf wat elektronica rondbouwen.

Prosper, yop la boum, c'est le roi du macadam (aldus Maurice Chevalier)