Stromstärke senken und Spannung behalten?
Hi ich tune gerade die Nerf eines Freundes und bin auf ein Problem gestoßen. Ich baue einen 1P 3S 3000mA/h 50C Lipo Aku ein. In der Nerf ist ein Mainboard welches Normalerweise die Flywheelmotoren steuert, Doch das Mainboard hält nur ca. 30A aus. Also wollte ich mit einem Mosfet einen Workaround bauen. Die Motoren brauchen mindestens 50A.
Wie reguliere ich die Stromzufuhr zum mainboard. Die Motoren sind ja nicht das Problem. Mir wurde gesagt wenn ich einen Widerstand benutze ist das ganze mehr wie ein Heißlüfter.
Bin relative neu auf dem Gebiet deshalb bitte die Antworten simple und ohne schwere Fachbegriffe formulier. Danke
Hier noch eine "Schaltskizze":
Die Platine
Du hast demnach auch andere Motoren eingebaut?
Ja
2 Antworten
Ja, für stärkere Motoren brauchst du zusätzlich einen "Treibertransistor". Der muss natürlich Dauerströme, die (kurzzeitigen) hohen Anlaufströme und die Spannungsspitzen durch Induktion aushalten - dafür wären vermutlich Bipolartransistoren besser geeignet als FETs, es sei denn, du triffst Vorkehrungen, die Spannungsspitzen abzufangen. Eine gute Kühlung sollten die Transistoren auch haben.
Die Motoren nehmen sich so viel Strom, wie ihrer Belastung entspricht. Wenn sie blockiert sind - oder im Moment des Anlaufens aus dem Stillstand - sind sie praktisch ein Kurzschluss, wenn sie einmal laufen, ziehen sie im Wesentlichen so viel Strom, dass gerade die Reibungsverluste ausgeglichen werden.
Bipolartransistoren, damit die Transistoren nicht kaputtgehen. Feldeffekt-Transistoren funktionieren mit Isolierschichten, wodurch sie zwar praktisch keinen Steuerstrom brauchen (außer bei Schaltvorgängen ein wenig), aber anfällig für Hochspannungsimpulse sind. Elektromotoren erzeugen gern mal Hochspannungsimpulse, besonders, wenn sie Bürsten haben oder bei abrupten Lastwechseln. Bipolare Transistoren sind hier wesentlich unempfindlicher. Wenn du die Hochspannung, die bei den Motoren anfallen kann, unterdrückst (siehe Fachliteratur), kannst du auch (Leistungs-)FETs nehmen.
Der "Treiber-Transistor" läge dann außerhalb des Mainboards, sodass das Mainboard von dieser Belastung nichts mitbekommt.
Probleme könnte es geben, wenn die Schaltung auf dem Mainboard die relativ hohe Belastung durch die Motoren zum Funktionieren benötigt.
Also Treiber-Transistor statt Mosfet? Und was mach ich dagegen, dass sich das Mainboard soviel Stromm nimmt und dann selbst grillt? Des hat keinen eigenen Regler/Widerstand
Ob der Treiber-Transistor ein FET oder ein bipolarer ist, ist letztlich egal, vorausgesetzt, es gibt keine Hochspannungsspitzen, die den FET grillen können. (Und der Transistor kann die 50 A ab.)
Das Mainboard braucht nur noch den Steuerstrom für den Treiber zu liefern, das wären bei einem Leistungstransistor mit einer Stromverstärkung von ca. 4 nur ca. 12,5 A.
Obwohl - bei 50 A könnte man auch an einem Thyristor überlegen, vorausgesetzt, der Kontakt wird irgendwann unterbrochen oder der Thyristor kurzgeschlossen (sonst schaltet der Thyristor nie ab).
Aber Leistungselektronik war noch nie mein Spezialgebiet.
Und wie Regle ich den Strom, des nur 12,5A zum Mainboard kommen?
(Danke schonmal für die ganzen Antworten)
Vermutlich funktioniert das Ganze sowieso über "Pulsbreiten", "Tastverhältnis"/"Tastgrad" o. Ä., d. h. das Mainboard schaltet sehr schnell hintereinander ein und aus, und das Verhältnis der Zeiten für "eingeschaltet" und "ausgeschaltet" bestimmt die Motordrehzahl.
Dann braucht das Mainboard sich nicht um eine bestimmte Stromstärke zu kümmern und das angeschlossene Gerät - Motor oder Leistungstransistor - nimmt sich so viel Strom, wie sein Widerstand zulässt.
Ok, als ich das Mainboard nämlich so an die Motoren angeschlossen hatte, hat es angefangen zu rauchen und stichflammen zu werfen XD
Es wäre hilfreich zu wissen, wie zumindest die Leistungsendstufe des Mainboards aussieht. Eigentlich würde ich eher erwarten, dass die externe Endstufe abfackelt.
Meinst du mit Leistungsendstufe, wieviel des Mainboard aushält? (Max 30A, 16V; Min 6V)
Unter Anderem. Wichtig ist ebenso, auf welche Weise das Mainboard regelt. Die Mindestspannung könnte sich auf den Ausgang, aber auch auf die gesamte Leistungsaufnahme beziehen. Dass hier eine Maximal- und eine Minimalspannung angegeben sind, könnte darauf hindeuten, dass die Steuerung der Motoren über die Spannung erfolgt. Dann muss man irgendwie den Eingang der externen Endstufe daran anpassen.
Das hängt von der Endstufe des Mainboards ab, besonders, wie die Motoren angesteuert werden. Wenn das keine Pulsbreitenmodulation ist, ist das nicht der Standard, den ich kenne. Dann kenne ich mich überhaupt nicht mehr aus.
Ich habe oben bei der Frage noch ein Bild hinzugefügt, das ist die Strom verteiler Platine, die Platine wird von einem Weiteren Mainboard gesteuert. Rot geht zu den Motoren und Blau ist die Batterie, auf der rückseite sind dafür steck verbindungen aber sonst nichts, hilft dir das?
Ohne Aufdrucke auf den Bauteilen sowieso nicht.
Und selbst mit, denke ich nicht, dass ich speziell hergestellte Bausteine einordnen könnte.
Ok dann danke ich schonmal. Ich habe aber noch eine Frage:
Nach welchen Werten muss ich bei den Leistungstransistoren suchen?
Also welche mit verstärkung von 4 und 12,5A. Wie heißen diese Werte?
Finde bei den angaben immer nur sowas wie Kollektorstrom.
Stimmt es das ich ein
Base Current von 12,5A und
Collector Current von 50A brauche
Und dazu halt dann noch 12,4V Base Voltage und
Collector Voltage muss ja dann mind. auch 12,4V haben
Und der muss dann 155W(12,4V*12,5A) oder 620W(12,4V*50A) aushlaten?
Kollektorstrom ist der Strom, den die Motoren maximal ziehen. (Für sehr, sehr kurze Zeiten auch etwas mehr.)
Die Verstärkung war nur ein Beispielwert.
Nicht die Stromversorgung bestimmt (bei gleichbleibender Spannung) wieviel Ampere zur Last gedrückt werden, sondern die Last bestimmt (über deren Widerstand), wieviel Ampere bei welcher Spannung sie zieht.
Bei gleichbleibender Last kannst du lediglich die Spannung an der Versorgung reduzieren, um damit die Last zu bewegen, weniger Strom zu ziehen. Ist dies keine Option, wirst du du Last auswechseln müssen gegen eine, welche weniger Strom zieht.
Zur Regelung der Last ohne Spannung zu reduzieren könnte allerdings ein PWM-Regler eingebaut werden, welche periodisch und mit hoher Frequenz die Stromversorgung ein- und ausschaltet.
Was bedeutet Last?
Also muss ich einen PWM einbauen der den Stromm dann an und aus macht um eine kleinere effektiv Stromstärke zu bekommen? Aber sinkt dann nicht auch die Spannung? Und muss der PWM-Regler nur vor des Mainboard oder direkt nach der Batterie vor alles geschalten werden?
Da ständig zwischen beiden Zuständen "volle Spannung" und "keine Spannung" hin und her geschaltet wird, sinkt die Spannung nicht wirklich. Sie steht lediglich nicht dauernd zur Verfügung, und damit wird auch nicht dauernd Strom gezogen.
Der Effekt davon ist allerdings schon eine Reduktion der Leistungsdissipation der Last.
PWM Regler haben üblicherweise 2 Eingänge für Eingangsspannung, und zwei Ausgänge für gepulstes Ausgangssignal. Jeweils einer der beiden ist meist miteinander verbunden, als gemeinsame Masse. der PWM Regler wird zwischen Stromversorgung und Last geschaltet, bzw. zwischen Stromversorgung und Steuereingang des Ausgangstreibers.
Also einen PWM Regler vor das Mainboard?
Diese Bipolartransistoren brauche ich für die Motoren, damit die nicht kaputt gehen? Oder wofür sind die genau?
Und das eigentliche Problem immoment ist ja dass das Mainboard eine zu hohe Stromstärke abbekommt. Soweit ich weiß nehmen sich die Motoren ja nur soviel sie brauchen aber das Mainboar dnimmt sich soviel wie geht