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Arduino MOS FET Brücke

Motorsteuerung mit einer MOS-FET Brücke

    mos-fet-h-bridge

    Eine H-Brücke (H-Bridge) ist eine Schaltung, um einen Elektromotor vorwärts und rückwärts drehen zu lassen. Sie besteht aus zwei Verstärkerkanälen, die sich wiederum aus zwei MOS-FETs oder Power-Transistoren zusammensetzen. Es sind jeweils zwei Transistoren unterschiedlicher Polarität ( z.B. FET N und FET P).

    Im Beispiel sind pro Kanal ein N-Channel und ein P-Channel MOS-FET zusammen geschaltet. Verwenden kann man z.B. den FET-N IRF9Z30 und den FET-P IRFZ40. Je nachdem, ob man ein GND- oder Plus-Signal sendet, sperrt der eine der beiden Transistoren, während der zweite den Stromkreis schließt.

    Pin 9Pin 12Pin 1011Motor
    HIGHLOWLOWHIGHRechts
    LOWHIGHHIGHLOWLinks

    Es ist ebenfalls möglich, über ein PWM-Signal die Geschwindigkeit des Motors zu regulieren.


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    In der schematischen Ansicht sieht man schnell, wie die H-Brücke (H-Bridge) zu ihrem Namen kommt.

    mos-fet-h-bridge-schematics

    EDIT: Vielen Dank an Uwe, der hier auf signifikante Probleme hingewiesen hat.


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    52 Gedanken zu „Motorsteuerung mit einer MOS-FET Brücke“

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    2. Hallo,

      erstmal vorweg: die Seite ist wirklich Klasse!

      jetzt zu meinem Problem ;-)

      Ich habe die Schaltung wie oben aufgebaut, mit den FET-N IRF640 und den FET-P IRF9640. Ich habe allerdings vor einen 24 Volt Motor damit zu steuern, zum test habe ich erstmal einen alten PC-Lüfter angeschlossen (12 Volt). Bei 5 Volt funktioniert alles super, der Lüfter dreht schön langsam. Sobald ich mit meinem Labornetzteil bei ca. 10 Volt bin, hört der Lüfter auf zu drehen, die Mosfets werden knallheiß und es kommt ein eher metallisch-elektrischer Geruch zum Vorschein. An dieser Stelle habe ich abgebrochen, bevor alles kaputtgeht.

      Hat von euch jemand eine Idee was ich falsch gemacht haben könnte ? Fehlt da nur die Kühlung ?

      Gruß

      Frank

    3. @Marcel: Ja, das ist unangenehm, aber FETs können schon ziemlich heiß werden. Du kannst mehrere parallel schalten, um die Last zu verteilen und/oder sie mit Kühlkörpern ausstatten. Eine H-Brücke oder ein Motor-Shield wären da eine Alternative. 3,5A sind aber auch schon ein beachtlicher Strom.

    4. Hallo,

      ich habe genau die Schaltung nachgebaut. Die Schaltung funktioniert auch soweit, aber die Transistoren werden teilweise sehr heiß. Manchmal auch so heiß, dass das Plastik an den Füßen der Transistoren schmilzt. Ist das normal? Kann ich mir nur schwer vorstellen…
      Der Motor ist ein Lego Motor 5292 mit einer maximalen Stromaufnahme (im blockiertem Zustand) von etwa 3,5A mit 9V.
      Funktioniert das vielleicht doch nicht so, wie ich mir das gedacht habe?
      Ein passendes Netzteil mit der Spannung und genügend Stromzufuhr ist vorhanden.

    5. @Christian: Das könnte auf jeden Fall Abhilfe schaffen. Bei den Beispiel hier habe ich versucht, das Prinzip mit so wenig wir möglich Bauteilen zu realisieren.

    6. Vielen Dank für den Artikel!
      Ich habe alles so aufgebaut, allerdings gibt es noch ein Problem:
      Als P-Kanal-Mosfets nutze ich zwei IRF9630, N-Kanal-Mosfets IRF630.
      Die N-Kanal-Fets arbeiten perfekt, allerdings schalten die P-Kanal-Fets dauerhaft durch, auch wenn keine Gate-Spannung anliegt!
      Muss ich (wie hier beschrieben) jeweils einen Transistor vor die beiden Fets schalten?
      Vielen Dank im Voraus!

      Grüße,
      Christian

    7. Du hast doch nen Pegelständen vergessen. Der arduino legt 5 Volt an da leiten dann beide Transistoren, wenn die Brücke eine Versorgungsspannung größer 5 Volt hat..

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      “Not ability, can not begin!It is prescriptive at school.”

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