- Offizieller Beitrag
Als MOSFET empfehle ich den IRL1004. Gibt's beim Reichelt ganz preisgünstig und das Ding ist ein echtes Arbeitstier.
Der MOSFET hat eine maximale Betriebsspannung von 40V. Ich setze parallel zu Drain und Source immer noch eine Supressordiode ein. In Sperrichtung bzw. bei einer Bidirectionalen ist's egal. Die Supressordiode hat 33V und wird dann bei ca. 35V ziemlich gut leitend. Heißt: Die Body-Diode von dem MOSFET kriegt nicht viel zu tun.
Wie Heiko schon geschrieben hat, braucht man bei Verwendung von N-FETs im High-Zweig dann einen separaten Treiber-IC. Ich glaube, der LT1161, den ich immer verwendete, ist inzwischen vom Hersteller abgekündigt.
Nacheil diese HIgh-Side-TReibers war: Er hatte eine Schutzschaltung bezüglich der Betriebsspannung. Ist die Akku-Versorgungsspannung auf unterhalb 8V zusammengebrochen, hat der IC den MOSFET schützen wollen... und keine Ausgangssignale zur Verfügung gestellt. Der Bot ruckelte dann. Abhilfe: Ein DC/DC-Wandler, der aus der Akkuspannung (7-14V) immer eine 12V-Konstantspannung macht. => Also aufwändig.
Wenn Dir die PWMs ausgehen, dann mach' den gleichen Trick wie ich:
- Steuere mit dem PWM-Signal grundsätzlich nur die LOW-Side von den MOSFETs an.
- Verwende einen PWM-Ausgang des Controllers für beide MOSFETs gleichzeitig. Dazu brauchst Du nur ein UND-Gater vor jedem Gate (bzw dem Treiber-Eingang). Ein Eingang des UND-Gatters ist mit dem PWM verbunden. Mit dem zweiten UND-Eingang schaltets Du entweder den linken oder rechten MOSFET frei für das PWM-Signal.
Ich hoffe, Du hast bei meinen Schaltplänen einen aktuellen Stand erwischt? Der hier wäre ganz brauchbar. http://www.robots.ib-fink.de/fahrtregler_3/…_Schaltplan.pdf
Wenn Du Dir das Leben einfacher machen willst, dann verzichte auf die MOSFETs und nimm fertige Brücken-ICs her. Zu empfehlen: BTN7960 . Da schließt Du einen PWM-Ausgang an eine Halbbrücke an und fertig. Mit einem zweiten Pin (=Portausgang) nur noch bestimmen, ob an diesem MOSFET-Halbbrücken-IC die High- oder Low-Side durchgeschaltet bzw. gepulst werden soll. Das wars. Der zweite zugehörige MOSFET-Halbbrücke ist ohne PWM und entweder "offen", "High" oder "Low" durchgeschaltet.
In Summe braucht man vier Portausgänge (davon einen PWM) pro Power-Kanal.
Damit kannst Du sowohl eine normale Power-Steuerung bauen, als auch eine Bremse realisieren.
Die N-Seite dieser MOSFET-Halbbrücke ist von den Schaltgeschwindigkeiten als auch vom RDS besser. Also beim Bremsen die LOW-Side benutzen.
Vorsichtig, wenn Du jetzt doch MOSFETs verwenden willst und P-FETs einsetzt. Um den P-FET durchzusteuern, muss das Gate im Prinzip mit GND verbunden werden. Dabei entspricht aber die Spannung am Gate der vollen Betriebsspannung (UGS, die Source ist aber VDD). Bei den Ants habe ich mit dem Ant-Fahrtregler im ersten Design übersehen, dass die P-FETS zwar eine Betriebsspannung von 20V haben, die Spannung am Gate aber nur 8V sein darf. Du brauchst, je nach verwendeten MOSFETs, einen Spannungsteiler am Gate. => Nicht vergessen.
Wie gesagt, mein Tipp: mach' Dir das Leben einfach und verwende die BTN7960. Sind zwar für den normalen Sterblichen etwas schwer zu kriegen, aber dafür kriegst Du wesentlich weniger graue Haare, bis der Fahrtregler läuft.
(Ich könnte Dir BTNs aus meinem Fundus geben, aber ich habe nur die Version, die mit der Rückseite auf der Platine festgelötet wird. TO220 habe ich leider nicht für Dich)
Optokoppler habe ich bei den ersten Versionen der Fahrtregler verwendet, um eventuelle Defekte vom Prozessor fernzuhalten. Bei Verwendung der BTN7960 brauchst Du keine Optokoppler mehr.
Das einzige Mal, wo ein Optokoppler geholfen hätte, war ein defekter Treiber-IC bei einem Schaltkanal (Fahrtregler4_3). Da hat der Treiber-IC dann 12V an den Portausgang des Prozessors gelegt. => Abhilfe schaffen jetzt zwei einfache Vorwiderstände, die den Strom auf 20mA (maximaler Strom beim PIC-Prozessor) begrenzen. Mit ein paar Vorsichtsmaßnahmen kannst Du also auf die Optokoppler verzichten.
Falls Du doch Optokoppler einsetzen willst: Bei der Ansteuerung der PWM brauchst Du "schnelle" Optokoppler. Ich hatte im ersten Design auch "standard" verwendet. Die waren zu langsam und haben dafür gesorgt, dass das Gate viel zu langsam angesteuert wurde. Statt eines flotten Rechtecks kam sozusagen eine kleine "Tau-Kurve" an das Gate. Der MOSFET ist dann bei etwas sportlicheren Belastungen ziemlich heiß geworden.
//Edit:
@Mike: Hab' Dir eine EMail mit einem Schaltplan geschickt.