Conrad 10 A Bedienungsanleitung Seite 6

am einfachsten dadurch, daß man beide Signale an die Eingänge
eines Operationsverstärkers führt: Immer dann, wenn das Drei-
eck den Gleichpegel schneidet, wechselt der OpAmp-Ausgang
seinen Zustand, d.h. er schaltet zwischen Plus und Masse hin und
her. Liegt das Dreieck am Minus-Eingang -In, geht der Ausgang
beim Überschreiten des Gleichpegels nach Masse und beim
Unterschreiten nach Plus. Die Größe der Gleichspannung be-
stimmt damit das Plus/Pausen-Verhältnis am OpAmp-Ausgang
und erzeugt die Pulsweitenmodulation.
Um zu einer Dreieckspannung zu kommen, kann man z.B. auf
eine OpAmp-Grundschaltung zurückgreifen. Noch einfacher
geht es, wenn man den Universal-Zeitgeber NE555 nimmt und
ihn als astabilen Multivibrator beschaltet. Dabei wird der Kon-
densator C1 periodisch aufgeladen und wieder entladen, was
sich zwischen 1/3 und 2/3 der Versorgungsspannung +Uv
abspielt. Diese beiden Schwellwerte von 33% bzw. 66% sind im
NE555 fest eingestellt (Vorspannung der beiden internen
Komparatoren). Streng genommen ist dieser Lade- und Entlade-
verlauf kein richtiges Dreieck mit linearem Anstieg und Abfall,
aber für unsere Zwecke reicht diese Annäherung vollkommen
aus. Wir wollen ja schließlich nur eine zerhackte Gleichspannung
erzeugen. Als Komparator zum Vergleichen von Dreieck- und
Gleichspannung dient eine Hälfte aus dem CA3240, den anderen
OpAmp aus diesem IC setzen wir zur Strombegrenzung ein. Das
Schalten des Laststroms übernimmt ein Leistungstransistor mit
ganz außergewöhnlichen Eigenschaften: Beim IRC540 handelt es
sich um einen sogenannten HEX. Das ist im Prinzip ein Leistungs-
MOSFET wie unser gängiger Allzweck Typ RFP 15N05, hat im
Gegensatz zu diesem aber noch zwei zusätzliche Anschlüsse
Sense und Kelvin.
Der eine davon (Sense) dient als Stromfühler (Sensor), der einen
Rückschluß auf den tatsächlichen fließenden Drain/Source-Strom
zuläßt. Das geschieht derart, daß ein genau definierter Teil des
gesamten Drain-Stroms über diesen Anschluß in Richtung Masse
abfließt. Bei diesem Typ ist das Verhältnis von Source- zu Sense-
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Strom mit 1430:1 spezifiert. Das bedeutet, daß ein im Lastkreis
liegender Längswiderstand zur Stromüberwachung nicht vom
vollen Laststrom durchflossen werden muß, sondern nur von
einem winzigen Teil in der Größenordnung um 1 ‰.
Der Vorteil liegt auf der Hand: Bei den großen Strömen im 10-A-
Bereich müßte man einen Stromfühler-Widerstand extrem nie-
derohmig machen (höchstens ein paar Milliohm), um die daran
entstehenden Verluste gering zu halten, und es ist gar nicht so
einfach, definiert einen so kleinen Widerstand zu realisieren (so
viel hat fast schon eine normale Lötstelle!). Der Kelvin-Anschluß
hat nichts mit Temperatur zu tun, sondern er ist intern direkt mit
dem Source-Anschluß verbunden und liefert dessen Potential
unter Umgehung parasitärer Zuleitungs-Widerstände direkt
nach außen. Diese Widerstände bestehen u.a. in Form der inter-
nen Verdrahtung zwischen Chip und externem Anschlußstift
sowie im Halbleitermaterial selbst, sie fallen erst dann störend
ins Gewicht, wenn große Lastströme fließen. Eine externe Ver-
bindung der Anschlüsse "Kelvin" und "Source" überbrückt diese
unerwünschten Widerstände.
Aus dem Schaltbild geht hervor, daß der Steuerteil mit der
gesamten PWM-Elektronik und Strombegrenzung über den 9-V-
Festspannungsregler (IC2) vom Lastkreis abgetrennt ist. Beim
Dreieckgenerator IC1 ist eine etwas aufwendige Beschaltung der
Vorwiderstände R1...R3/P1 in Verbindung mit D1/D2 zu erken-
nen. Die beiden Dioden sorgen zusammen mit R2 dafür, daß für
den Lade- sowie den Entladevorgang von C1 dieselben
(Widerstands-) Verhältnisse herrschen und dadurch beide Teile
gleich lange dauern (symmetrisches Dreiecksignal). Das Poti P1
dient zur Einstellung der Grundfrequenz, die sich an den ver-
wendeten Motortyp anpassen läßt, auf diese Weise erreicht man
eine optimale Leistungssteuerung. Poti P2 liefert die einstellbare
Vorspannung, die unser Dreieck mehr oder weniger stark an-
schneidet. Hiermit wird ein Bereich von ca. 2,5 ... 7,5 V überstri-
chen, also mehr als die Amplitude des Dreiecks zwischen 3...6 V.
Am Ausgang von OpAmp 1 entsteht das beschriebene PWM-
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