PWM Modul für die Kühlerlüfter Projekt

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  • Hi,

    Marian (Pychti / VW Buswelt) hat vor 2 Jahren ein PWM Modul für die Kühlerlüfter gebaut um die original Widerstandslösung zu ersetzen.

    sein Link zu seiner PDF-Doku (ca. 15 MB)

    Link zum Threat im Forum: Stromvernichtungswiderstände (Kühlerlüfter) müssen weg

    Das ist eine super Idee und daher möchte ich hier im Forum anbieten ein kleines Projekt daraus zu machen, die Schaltung zu optimieren und eine überarbeitete Schaltung zu entwickeln.

    Schaltplan Modul 2:

    Die Grundidee ist es das PWM Signal über einen Microcontroler (z.B. ATiny45) zu generieren um auch die Möglichkeit zu haben das PWM Signal "soft" von einer Stufe in die andere zu fahren. Auch die Poties, Relais fallen dann weg.

    Wer Lust hat kann hier gerne mitmachen.

    Draft Schaltplan:

    Draft PCB

    Bauteile und Klemmen sind noch nicht "final". Die richtigen Eagle Libs zu finden ist zeitintensive, es geht mehr darum zu zeigen wie es aussehen könnte.

    Bauteile:

    IRL2203N - 7mOhm Ron
    IRF1404 - 4 mOhm

    Lüftermotoren:

    maximale Leistung ist 2 x 450W (rund 2 x 32A)

    Gruß Frank

  • Dir wird nie Langweilig in dem bereich immer ne Modul/Steuergerät Entwickeln/Verbessern... :D

    MFG
    Ron and the Dogs

    retrocampers

    Aktuelle Fuhrpark...

    Ford Transit MK1 -67
    T3 Joker -87
    T3 Atlantic -90
    T3 Lyding ROG II -86
    T4 CE syncro -00

    Kommt noch mehr! ^^

  • Gute Tat!

    Ich biete gerne meine Unterstützung an. (Mal abgesehen davon, dass ich das Teil selber auch haben möchte.)

    Du weißt ja, in welche Richtung ich machen und tun kann. Eher mehr Produktphysis als Elektronik und Steuerung.
    Einkauf von Spezialteilen, Gehäuse, Befestigung, Modifikation/Konfektionierung von Zukaufteilen...

    Gruß
    Riad


    Edith möchte auch zu ihrem Wort kommen: Eine (optionale) Anzeigemöglichkeit wäre sinnvoll, ob und in welcher Stufe die Lüfter laufen.

    <<

    Allzeit gute Fahrt
    und immer ein handbreit Wasser unter'm Kiel

    Einmal editiert, zuletzt von Riad (6. Juni 2014 um 10:06)

  • Hi,

    denke das die größte Herausforderung in diesem Projekt das Gehäuse samt Kühlung sein wird. Die Ansteuerung mit einem Atmel und eine Endstufe mit N-MOS bekommt man fix hin.

    Gruß Frank

  • Schön das dieses Projekt von Pychti weitergeführt/optimiert wird.
    Hier noch der Link zu dem Thread im Forum (das ex-gelbe T4-Forum) VWBUSWELT.de - Anmeldung ist wahrscheinlich nötig.

    Frank, ich sehe wie Du, das hier die "wasserdichte ^^ " Gehäusefindung der größere Aufwand ist.
    Wenn dann noch die richtigen Steckverbindungen gefunden werden, also fast so Richtung "Plug&Play" - perfekt!

    Bin gespannt. Werde bei der Gehäusefindung gerne auch mitsuchen - könnte ja das Layout maßgeblich ändern.

    Grüße,
    RalphCC

  • -> Ich würde nicht den BUZ11 nehmen. Der hat ein recht hohes RDSon, das produziert nur Abwärme. Ich würde 3-4 Stück (!!!) IRF1404 parallel vorschlagen.
    -> in Serie von jedem Gate würde ich 150R parallel mit einer SD101 Shottky schalten (Anode zum Gate) dann an den Push/Pull Treiber.
    -> parallel zum Motor mit 100n 100V + 33Ohm 5 Watt entstören
    -> Spikes vom Motor am Motor+ mit 1.5KE51CA nach GND ableiten.
    -> Das Reset vom Atmel mit Pullup 1k nach 5V
    -> Die BYW80 kann entfallen.
    -> Der Atmel braucht 100n zwischen VCC und GND dicht am Gehäuse
    -> Die Eingänge würde ich mit einer Diode gegen 5V vor dem Atmel noch vor Überspannung schützen.

    Einmal editiert, zuletzt von l889 (6. Juni 2014 um 13:06)

  • Hi,

    Danke für das Feedback, zur Zeit sind noch nicht die endgültigen Bauteile drin, mehr "Platzhalter" für das Package um mal zu schauen wie das Board aussehen könnte. Das Problem bei Eagle ist immer die richtigen Libaries zusammen zu suchen.

    Gruß Frank

  • Gegen das Vergießen sprechen ganz eindeutig, die vielen schlechten Erfahrungen und dass man im Zweifel nicht mehr herankommt (was ich bei Nullserien immer wollte).
    Alternativ: Gehäuse mit Dichtung. Mehr als IP66 muss das doch nicht, oder?

    <<

    Allzeit gute Fahrt
    und immer ein handbreit Wasser unter'm Kiel

  • eine 68uH Drossel am B+ Eingang sollte locker ausreichen. Warum willst Du da so eine riesige Induktivität?

    Bitte beachte auch, dass das Schalten der MOSFET eine Menge Krach macht (EMV). Ich würde daher sofort auf eine gute Erdung des Gehäuses an allen Ein- und Ausgängen achten.

    Zum Layout:
    Wie willst Du die hohen Ströme auf der PCB beherrschen? Das würde ich zuerst überlegen und dann routen. Vorher macht das Plazieren der "low-power-Bauteile" doch gar keinen sinn..... Sind die Angedachten (Phoenix?) Klemmen überhaupt für die Ströme geeignet?

    Danach würde ich Masse routen, und zwar so niederimpedant wie
    möglich (Kann sein, dass sonst nichts mehr im Radio kommt und ein kewler T4 mit ner Richtantenne dich verfolgt. Und nein, es ist nicht der NSA).

  • Ich habe beim Gebläse für den Innenraum die Erfahrung gemacht, dass die PWM-Ansteuerung die Bordrlektik stört. Ich habe das Gefühl, die PWM beeinflusst das ladeverhalten der Batterien negativ.

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    Viele Grüße Robert
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    Vorsicht!
    Dieser Beitrag kann Spuren von Ironie, Sarkasmus, satirischen Äußerungen und weiteren rhetorischen Figuren enthalten.

  • Das kann man in den Griff bekommen. Es ist aber zu 99.99% abhängig von einem sehr guten Layout (== EMV gerecht), ob es gelingt und das Radio noch läuft. Ich berate gerne dazu. Aber am liebsten per PN ;) PWM ist etwas problematisches, es erzeugt steile Flanken, die im Frequenzbereich locker bis in den 500MHz Bereich gehen. Von der Leistung der Störung müssen wir nicht sprechen ;) Das Modul muss übrigens so nah wie möglich an den Motor, ansonsten müsste man ggf die Leitungen schirmen.

    Eine andere Möglichkeit wäre, die Flankensteilheit zu reduzieren. Damit steigt aber die Verlustleistung im MOSFET stark an. Hier sollte ggf. ein Kompromiss gefunden werden.

    Noch eine Anekdote:
    Es gab mal einen starken Rundfunksender nahe einer Autobahn, da sind dann die Airbags losgegangen. Da der Sender nicht abgeschaltet werden konnte, wurde ein Faradayscher Käfig _um_ die Autobahn gebaut auf ein paar km. Ich glaube das war bei Hausweiler im Saarland:

    http://www.dxradio-ffm.de/heusweiler7.jpg

  • Hi,

    hab mal ein paar Leiterbahnen gezogen und Masse mit auf die Stecker zu den Motoren geholt.

    nun lese ich mir mal das ganze Feedback in Ruhe durch und such mir die Eagle Libs der Bauteile.

    Feedback:

    -> Ich würde nicht den BUZ11 nehmen. Der hat ein recht hohes RDSon, das produziert nur Abwärme. Ich würde 3-4 Stück (!!!) IRF1404 parallel vorschlagen. => schau mal nach einem mit niedriegem Ron
    -> in Serie von jedem Gate würde ich 150R parallel mit einer SD101 Shottky schalten (Anode zum Gate) dann an den Push/Pull Treiber.
    -> parallel zum Motor mit 100n 100V + 33Ohm 5 Watt entstören
    -> Spikes vom Motor am Motor+ mit 1.5KE51CA nach GND ableiten.
    -> Das Reset vom Atmel mit Pullup 1k nach 5V => eingebaut
    -> Die BYW80 kann entfallen. => footprint ist noch drin, kann man ja unbestückt lassen
    -> Der Atmel braucht 100n zwischen VCC und GND dicht am Gehäuse => eingebaut
    -> Die Eingänge würde ich mit einer Diode gegen 5V vor dem Atmel noch vor Überspannung schützen. => der Spannungsteiler 47K/27K drückt die 14.4V auf 5.25V, da könnte ich sicherlich auch noch niederohmiger werden.

    Zitat

    Wie willst Du die hohen Ströme auf der PCB beherrschen? Das würde ich zuerst überlegen und dann routen. Vorher macht das Plazieren der "low-power-Bauteile" doch gar keinen sinn..... Sind die Angedachten (Phoenix?) Klemmen überhaupt für die Ströme geeignet?

    die Klemmen die ich gefunden habe sollen 25A vertragen, muss mal schauen was die Lüftermoroten wirklich ziehen und ob es noch Klemmen mit gibt die mehr vertragen.

    MOS FET:

    IRL2203N - 7mOhm Ron
    IRF1404 - 4 mOhm Ron

    Der 2203N aus dem original Entwurf hat 7 mOhm, der vorgeschlagene 1404 hat 4 mOhm :D


    Gruß Frank

  • Schau mal, ob du Klemmen findest, die zwei Lötkontakte / Kontakt haben. Die Phoenix löten sich von selber aus bei der Leistung. Bei den Motoren geht es - soweit ich das überblicke - um 900W Dauerleistung und Spitzen im kW Bereich beim Start. Ich würde auch schauen, ob du bei der Produktion die PCB mit 200µ Kuperbeschichtung nimmst. Ich glaube LeitOn in Berlin fertigt das.

    Du kannst Dich übrigens bei der OSMC H-Bridge inspirieren lassen: http://www.robotpower.com/downloads/

    Aber bitte tue mir den Gefallen und unterschätze die Ströme nicht! Ich würde nicht mal wagen, den Autorouter anzuwerfen. Es geht nicht darum, ob es "dir gefällt", wo die MOSFET sitzen, sondern darum, wo sie sitzen müssen, damit es überhaupt noch produzierbar ist. Nicht umsonst wird VW die einfache Lösung der Widerstände genutzt haben, so ein Wagen muss ja auch durch den EMV-Test, um überhaupt zugelassen zu werden. Das soll aber nur konstruktive Kritik sein ;)

  • Hi,

    Danke für Dein Feedback, das werte ich nicht als Kritik. Die Lüfter ziehen in der Tat 2 x 450 W ... was rund 35A sind ... und das ist schon eine Herausforderung, wirft die Frage auf ob das in so einem Bastelprojekt beherrschbar ist. Das Referenzprojekt mit den beiden 7mOhm FETs läuft seit 2 Jahren. Wird mal bei Reichelt schauen welche Klemmen man überhaupt kaufen kann (die AKL 701 in dem Layout gibt es bei Reichelt, sind aber nur mit 25A spezifiziert).

    Zitat

    Die Phoenix löten sich von selber aus

    die hab ich nur auf der Schnelle in Eagle gefunden ... um mal ein Gefühl für die Dimensionen zu bekommen.

    Zitat

    im kW Bereich beim Start

    über den Micro will ich einen "Softstart" realisieren der die Lüfter immer langsam hochfährt, auch von einer Stufe in die andere.

    Gruß Frank

    Einmal editiert, zuletzt von B.Rude (6. Juni 2014 um 16:12)