ForumForum

IRC-ChatIRC-Chat

LinksLinks

ImpressumImpressum
http://www.kabelmeister.de - Der Spezialist für Computerkabel
      NewsNews
      WebweitesWebweites
      Test Area 51Test Area 51
      Case Gallery[1072]Case Gallery[1072]
      KabelKabel
      LCDLCD
      LED/NeonLED/Neon
      LüfterLüfter
      Plexi/WindowPlexi/Window
      ProjekteProjekte
      Alles andereAlles andere
      LüftersteuerungenLüftersteuerungen
      DigitalDigital
      SonstigesSonstiges
      BauteileBauteile
      Tipps & TricksTipps & Tricks
      Case-Gallery Case-Gallery
      Case-Modder Case-Modder
      Caseumbau Caseumbau
      DNA-Tutorials DNA-Tutorials
      Eiskaltmacher Eiskaltmacher
      Moddingtech Moddingtech
      PlexMod PlexMod
      VRinside VRinside
      Testix Testix



website monitoring

eXTReMe Tracker





AktuellesAktuelles

CM Storm Trigger im Härtetest

Plexiglas bearbeiten

NZXT - Adamas

NZXT - Apollo
Letzte Foren-BeiträgeLetzte Foren-Beiträge
Re: Lang lebe das Modding-FAQ-Forum
Re: Lang lebe das Modding-FAQ-Forum
Re: Lang lebe das Modding-FAQ-Forum
Re: Lang lebe das Modding-FAQ-Forum
Re: Lang lebe das Modding-FAQ-Forum
Re: "Lady Liberty"

Allzweck PWM-SteuerungAllzweck PWM-Steuerung

Modifikationen

Gerade wenn man plant, mit der Schaltung einen Motor anzusteuern, kann es interessant sein, die PWM-Frequenz ändern zu können. So kann man ein bisschen herumprobieren, mit welcher Frequenz der Motor gut klarkommt und wo man die Ansteuerung am wenigsten/garnicht durch Schwingungen des Motors hört. Dazu empfiehlt es sich, R1003 durch einen Trimmer zu ersetzen, der Platz reicht für Reichelt PT 6-S (21ct) oder RT 10-S (13ct) aus. Hierbei müssen 2 Pins des Trimmers verbunden werden, damit man nur noch einen einstellbaren Widerstand erhält. Je kleiner man den Widerstand macht, desto größer wird die Frequenz, wenn man einen 10kOhm-Trimmer verwendet, hat man den Bereich von 200Hz bis ca. 10kHz (bei 100Ohm) zur Verfügung. Baut man einen 10nF-Kondensator ein, hat man mit dem gleichen Poti einen Bereich von 1,8kHz bis ca. 70kHz zur Verfügung (ich garantiere jedoch nicht dafür, dass man dann nicht langsam einen Funkstörsender baut, außerdem dürfte so eine hohe Frequenz auch keinen Sinn machen, da die Verluste im FET mit der Frequenz zunehmen).

Bei normaler Verwendung mit ein paar LEDs sollte der FET eigentlich keine Kühlung benötigen, er hat einen Widerstand im durchgeschalteten Zustand (R_on) von 0,06Ohm. In der Simulation ergibt sich selbst bei 6A nur ein Verlust von knapp 800mW, was er eigentlich in der freien Luft abführen können sollte, oder einen ganz kleinen Kühlkörper braucht. Erst wenn man bei diesem großen Strom auch noch mit der Frequenz hochgeht, sollte man einen etwas größeren Kühlkörper vorsehen (6A@20kHz: 1,3W).

Bei der Ansteuerung von LEDs ist es natürlich interessant, die Schaltung mit nur 5V zu betreiben, denn dann kann man kleinere Vorwiderstände verwenden und verschwendet nicht so viel Leistung an den Widerständen. Ein Betrieb mit 5V ist problemlos möglich, jedoch sollte man dann wirklich den TLC272 und nicht einen TL072 verwenden, denn da der TL072 mit seinem Ausgang nur bis auf ca. 1,5V an die Versorgungsspannungen rankommt, wird der FET nicht richtig durchgeschaltet. Auch mit dem TLC272 ist der FET jedoch nicht mehr so niederohmig wie mit 12V, der Widerstand beträgt ca. 0,12 Ohm. Hier ist schon ab ca. 3 Ampere ein Kühlkörper empfehlenswert.

Außerdem wird beim Betreib mit niedrigerer Spannung der tote Bereich am Potentiometer größer. Deswegen empfiehlt es sich, in beide Zuleitungen zum Potentiometer einen Widerstand von ca. 10kOhm einzubauen (wenn man gleich 10 von denen kauft geht außerdem der Stückpreis runter ;) ). Wenn man den toten Bereich bei 12V verringern möchte empfehlen sich 2,2kOhm. Einer dieser Widerstände muss in die Leitung senkrecht nach unten vom Poti-Anschluss eingebaut werden. Der andere kommt waagerecht oberhalb vom Operationsverstärker hin, hierbei muss man die Leitung unterm Widerstand ein wenig weiterführen, denn der Operationsverstärker muss direkt mit der Molex-Buchse verbunden sein. Beim Betrieb mit 5V muss man diese Leitung natürlich an den linken Pin der Buchse anschließen, also am besten von R1001 nach unten anstatt unter N1002 hindurch zum rechten Pin.

Funktionsweise

Die Schaltung besteht hauptsächlich aus den beiden Operationsverstärkern und dem FET (als Leistungstreiber). Der erste Operationsverstärker erzeugt eine ungefähr dreieckige Spannung, der zweite vergleicht diese dann mit der vom Poti gelieferten Referenzspannung und erzeugt so das PWM-Signal, welches den FET ansteuert.

Funktionsweise des Oszillators: Nehmen wir an, C1002 ist am Anfang ungeladen, dann liegen am nichtinvertierenden Eingang des OPV 6V an (Spannungsteiler mit R1001 und R1002), am invertierenden 0V. Der OPV gibt an seinem Ausgang die Differenz zwischen den Eingängen millionenfach verstärkt aus, somit liegen am Ausgang ca. 11V an (er kommt aufgrund interner Limitierungen nicht ganz an die positive Versorgungsspannung ran). Nun wird jedoch der Kondensator durch R1003 geladen (somit bestimmt der Wert von R1003 die Länge des Ladevorgangs). Durch R1000 liegen am nichtinvertierenden Eingang nun jedoch ca. 10V an. Wenn der Kondensator soweit aufgeladen ist, dass die Spannung an ihm (und somit auch am nichtinvertierenden Eingang) 10V übersteigt, so schaltet der Operationsverstärker um. Da die Differenz zwischen seinen Eingängen nun negativ ist, versucht er auch eine negative Spannung auszugeben. Er hat jedoch keine solche als Versorgungsspannung zur Verfügung, somit geht er mit seinem Ausgang so nah wie möglich an Masse ran. Hier kommt nun eine Besonderheit des TLC272 im Vergleich zu gewöhnlichen Operationsverstärkern zum Zuge, er kann nämlich mit der Ausgangsspannung anders als z. B. der TL07x oder LM741 bis auf wenige mV an seine negative Versorungsspannung (in diesem Fall 0V) heran. Nun wird der Kondensator über R1003 wieder entladen (wiederrum ist die Zeitdauer von der Größe des Kondensators und dem Wert von R1003 abhängig). Das Entladen stoppt, wenn die Spannung am Kondensator die Spannung am nichtnegativen Eingang unterschreitet (bei ca. 1V). Danach beginnt der Zyklus von vorne...
Die Spannung am Kondensator entspricht dabei stets einem Ausschnitt aus der (exponentiellen) Lade- bzw. Entladekurve eines Kondensators, ist also nicht wirklich dreieckförmig, aber für unsere Zwecke ausreichend.

Diese Spannung wird nun am zweiten Operationsverstärker mit der am Poti gewählten Spannung verglichen. Immer wenn die Spannung am Poti größer ist als die oszillierende Spannung, gibt der Operationsverstärker ca. 11V aus (da dann die Differenz zwischen seinen Eingängen positiv ist). Dies sieht man sehr anschaulich am Bild (Screenshot aus LTSpice). Blau ist die vom Oszillator gelieferte Spannung, grün die Refernzspannung vom Poti, rot das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers.

Anlicken zum Vergrössern !!!

Das rote Ausgangssignal ist dann mit dem Gate des P-MOSFETs verbunden. Da ein P-Feldeffekttransistor dann leitet, wenn die Spannung an seinem Gate kleiner ist als an seinem Source-Anschluss (wie man in OlafSTs Artikel über FETs nachlesen kann, wird die Last in dem auf dem Bild zu sehenden Beispiel mit ca. 80% betrieben.

Viel Erfolg!


Kommentare

<<< -03