Hallo, als Softwerker kämpf' ich gerade etwas mit der PWM-Ansteuerung einer Transistor-Endstufe (Edit: Infineon EVAL_HB_PARALLELGAN, https://www.infineon.com/cms/de/product/evaluation-boards/eval_hb_parallelgan/) über einen uC. Diese hat einen PWM-Eingang, der TTL-Pegel akzeptiert und laut Datenblatt 50 Ohm terminiert ist (Bin mit der Elektronik nicht so vertraut; vermute die Endstufe lässt sich als 50 Ohm Lastwiderstand annehmen?) Jedenfalls möchte ich sie über einen 3,3V-GPIO eines uC ansteuern. Bei TTL liegt Input-High ja bei 2V; deshalb habe ich versucht, die zwei direkt zu verbinden. Dabei bricht die Spannung allerdings auf ca. 1,4V ein und die Endstufe macht garnix. Ich benötige dazwischen also wohl einen Treiber mit mehr Bums. Eigentlich hätte ich gerne einen fertigen IC, der mir 3,3V auf 5V mit entsprechendem Output-Strom (--> 100 mA?) wandelt. Nach einiger Recherche ist das aber wohl doch nicht so leicht... - insb. da die PWM bis zu 4 MHz Trägerfrequenz hat und die Schaltzeiten daher möglichst kurz sein sollten. Das Überzeugendste, was ich bisher gefunden habe, ist die Parallelschaltung mehrerer Inverter (z.B. 74AC04, 74LVC1G04). Allerdings habe ich nur Bausteine mit V_IH > 3,3V gefunden, sodass diese am GPIO nicht Push-Pull beschalten werden könnten (und Open-Collector verlangsamt das ganze dann wieder...) Wäre sehr dankbar, falls mir da jemand weiterhelfen kann (ob es doch passende ICs gibt, oder was da die best practice ist - bin sicher nicht der erste mit dem Problem). VG Marlin
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Marlin P. schrieb: > Ich benötige dazwischen also wohl einen Treiber mit mehr Bums. Nimm einen "üblichen" 74HCT 6-fach Buffer und schalte alle Einzelgatter parallel. Peter D. schrieb: > Poste den Link darauf. Am besten den kompletten Link ab dem führenden 'h', dann funktioniert er auch. Ich habe das mal korrigiert...
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Marlin P. schrieb: > Diese hat einen PWM-Eingang, der TTL-Pegel akzeptiert und laut > Datenblatt 50 Ohm terminiert ist (Bin mit der Elektronik nicht so > vertraut; vermute die Endstufe lässt sich als 50 Ohm Lastwiderstand > annehmen?) Solltest Du mit Schaltplan lesen vertrauter sein, schau Dir mal das Ref Design an. RB81 bis RB84 mit jeweils 200R bilden den 50R. Kann man auch entlöten wenn man die nicht braucht. Die CoolGAN Fets sind schon richtig hartes Zeug für high speed hardswitching. Die Errata warnt sogar ausdrücklich vor Softswitching (z.B. LLC) Keine Ahnung was Dein Ziel ist, aber je schneller der Halbleiter umso heftiger die Auswirkungen auf 'suboptimale' Designs. Marlin P. schrieb: > da die PWM > bis zu 4 MHz Trägerfrequenz hat Du solltest Dir ganz dringend nochmal das Datenblatt des IGOT60R070D1 CoolGAN Fets ansehen und jemanden mit reichlich Schaltnetzteil Erfahrung hinzuziehen. Eine 4Mhz Vollbrücke mit einem 60A/600V Fet ist reichlich optimistisch gedacht.
Marlin P. schrieb: > als Softwerker kämpf' ich gerade etwas mit der PWM-Ansteuerung 10kW PWM als blutiger Laie. Hier mal die empfohlene Schutzkleidung: https://youtu.be/xFnq1AzHfrQ?t=176
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Marlin P. schrieb: > Diese hat einen PWM-Eingang, der TTL-Pegel akzeptiert und laut > Datenblatt 50 Ohm terminiert ist Ist er auch, aber 50 Ohm un TTL ist eine sehr ungewöhnliche, praktisch kaum sinnvolle Kombination. Da haben die Jungs von Infineon wohl Paranoia gehabt und meinten, das Ganze als GHz Signal ausführen zu müssen. Ziemlicher Käse. Siehe Anhang, für alle, die das nicht Runterladen wollen. Natürlich muss man so eine RATTENSCHNELLE Endstufe mit SEHR sauberen Signalen ansteuern! Da kann man sich kein Klingeln und Reflektionen leisten. Das geht schief! Aber man kann es auch richtig (tm) machen! R81-R84 entfernen R81 durch 10k ersetzen (Pull-Down Widerstand bei offenem Eingang) Ein 74AHCT04 IC mit zwei Gattern in Reihe verwenden oder halt ein Gatter allein (gibts auch als Single Gate) und invertiert vom uC ansteuern, das ist ein Pegelwandler. Oder ein 74AHCT125, der invertiert nicht. Den Ausgang des Gatters mit ca. 22 Ohm als Serienterminierung beschalten. Wellenwiderstand Eine BNC-Buchse als Ausgang verwenden, logischerweise auch ein Koaxialkabel mit BNC Steckern. Die Signalqualität am Eingang des Empfängers U1 bzw. U2 mit einem ausreichend schnellen Oszilloskop (>=100MHz) und richtiger Tastkopfanbindung prüfen https://www.mikrocontroller.net/articles/Oszilloskop#Tastk%C3%B6pfe_richtig_benutzen Vor allem die Messung sollte ein Hardwerker machen, der sich mit sowas auskennt, damit man keine Fahrkarten mißt. Dann kriegt man dort ein sehr sauberes, sehr schnelles PWM-Signal in den Treiber. Was danach damit passiert und ob 4 MHz PWM realistisch sind, ist eine andere Frage.
Falk B. schrieb: > Da haben die Jungs von Infineon wohl Paranoia gehabt Im Umkreis von 10m wird die Milch sauer wenn man mit max Speed eine entsprechende Last schaltet mit diesem EVM. Infineon will zeigen was die Treiber und die Fets unter Idealbedingungen können. Denen ist völlig Banane wie das EMI Verhalten aussieht. Mit dem 50R stellen sie sicher das die Pulsquelle genug Treiberleistung hat um gegen den Dreck anzuarbeiten und das selbst starke Einstreuungen nicht viel anrichten. Man beachte unbedingt die Errata. Wenn Infineon von 'könnte die Lebensdauer beeinträchtigen' spricht, ist damit durchaus gemeint das die Kiste zeitnah in einem orangen Feuerball detoniert. Gerade Infineon ist da durchaus kreativ äußerst mißliebige Verhaltensweisen hinter völlig harmlos klingenden Satzdrechseleien zu verstecken. Schon die Td_on / Td_off Zeiten, also die Zeiten in denen der Fet gerade anfängt auf die Ansteuerung zu reagieren, lassen die starke Vermutung zu das die bei 4Mhz PWM im Linearbetrieb sind. Und da sind die Totzeiten der Vollbrücken nicht mal drin. Wenn der TO wüsste was er da tut, würde er es nicht tun.
Vielen Dank erstmal für die vielen Antworten, damit habe ich nicht gerechnet! Zur Erklärung: Ich bin zu dem Projekt erst vor kurzem hinzugekommen mit der Aufgabe, den SW-Teil für einen neuen uC umzusetzen. Bisher wurde das Board direkt über einen 5V-GPIO des alten uC angesteuert (wobei das anscheinend auch alles andere als optimal ist), und da das nun bei 3,3V nicht mehr funktioniert, muss eine Alternative her. Tatsächlich soll vorerst eine 1MHz-PWM realisiert werden; ich wollte nur sichergehen, dass die (frequenzmäßig unkritischere) Ansteuerung auf keinen Fall eine Limitierung darstellt. Scheinbar bedarf der Elektronik-Teil aber wohl doch etwas mehr Zuwendung als erwartet. Ich muss den Input erstmal verdauen und melde mich ggf. die Tage nochmal.
Marlin P. schrieb: > Zur Erklärung: Ich bin zu dem Projekt erst vor kurzem hinzugekommen mit > der Aufgabe, den SW-Teil für einen neuen uC umzusetzen. Bisher wurde das > Board direkt über einen 5V-GPIO des alten uC angesteuert (wobei das > anscheinend auch alles andere als optimal ist), AUA! Das hat, wenn überhaupt, nur auf der allerletzten Kante funktioniert! Denn ein einfacher 5V CMOS Ausgang, auch bei starken Gattern, liefert vielleicht 20-30mA, macht an 50 Ohm 1,5V. Naja, vermutlich waren's doch 40mA und die 2V Schaltschwelle wurden knapp erreicht. Manche mögen's heiß! > und da das nun bei 3,3V > nicht mehr funktioniert, muss eine Alternative her. Tatsächlich soll > vorerst eine 1MHz-PWM realisiert werden; ich wollte nur sichergehen, > dass die (frequenzmäßig unkritischere) Ansteuerung auf keinen Fall eine > Limitierung darstellt. Du solltest vor allem sicher stellen, daß VOR dem Einschalten der 400V++ Zwischenkreisspannung das Ansteuersignal WIRKLICH sauber ist! Korrekte Pegel UND Flanken. Wenn man nicht auf dem Board rumlöten will, muss man halt mit brachialer Gewalt ein Koaxkabel treiben. Dazu kann man z.B. mehrere AC-Gatter parallel schalten, die haben echt Dampf und sind schnell. Z.B. ein 74ACT04, davon 5 Gatter parallel und das 6. als Treiber davor. Schon hat man einen nichtinvertierenden Treiber mit ca. 4 Ohm Ausgangswiderstand!
Naja, so dolle sind die Treiber ja nicht, vor allem die 300ns propagation delay sind schon recht viel. Das können andere deutlich besser, unter 100ns! https://www.skyworksinc.com/en/Products/Isolation/Si827x-Isolated-Gate-Drivers Und diese Familie hat auch eine extrem hohe CMTI (Gleichtaktstörfestigkeit) 200kV/us! (Steht im Datenblatt, ich hab's nicht gemessen)
Ob diese nackte Halbbrücke ohne jegliche Schutzbeschaltung lange überlebt, da hätte ich so meine Zweifel. In realen Anwendungen hätte man da noch nen ganzen Sack an Dämpfungswiderständen, Kondensatoren, Drosseln, schnellen Dioden drumherum.
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So langsam wird mir klar, warum uns von den Boards schon ein paar verreckt sind (bisher zum Glück ohne Feuerball...) Ich habe mal bei Infineon angefragt bzgl. Ansteuerung mit einem uC, hier die Antwort: »The eval board "EVAL_HB_PARALLELGAN" is designed to be driven from pulse generator, so we have added a 50Ohm termination at the PWM input terminal. This board also have the dead time control circuit (R51, D51, C52, R61, D61, C62). If you would like to provide the PWM with an microcontroller, then you might need to do some changes on the board. Please remove R51, D51, C52, R61, D61 & C62 (entire dead time control section) from the board, then connect PWM 1 of your controller pin 2(IN+) of U3 with respect to GND and PWM 2 of your controller pin 2(IN+) U4. This enables you to directly drive this half bridge with your controller. By doing the above modification, - Please make sure that dead time should be configured & taken care by your controller. - Please use shielded cable and avoid noise pick up by the cable. - Please measure PWM signals at pin 2(IN+) of U3 & pin 2(IN+) of U4 and make sure that there is no signal loss & noise pick up, before you turn on the power section.«
Marlin P. schrieb: > modification Wenn Du das tust, musst Du 2 PWM Signale erzeugen und die Deadtime selber sicherstellen. Direkt MCU gesteuert würde ich dringend davon abraten. Du benötigst auf jeden Fall eine HW Verriegelung damit niemals der obere und untere FET zeitgleich leiten. Bei den zu erwartenden Störungen ist es mehr als wahrscheinlich das die MCU in schöner Regelmäßigkeit im Nirvana landet und nur durch Watchdog Reset wieder zum Leben erwacht. Was ist das Ziel? Mir fällt keine Anwendung ein wo 1Mhz eine realistische Arbeitsfrequenz für so ein fettes Möbel wäre. Du benötigst dringend HW Unterstützung. Irgendwelche ns in SW zu zählen und für schnelle Logikgatter zu betrachten ist ja ganz schick, aber das macht die HW nicht mit. Du brauchst jemanden der Dir aufzeigen kann wo es überall Verzögerungen und Flankenanstiege gibt und was letztlich in der realen Anwendung an realistischer Arbeitsfrequenz übrigbleibt, wenn nicht ein brachialer Anteil in der Brücke selbst verheizt werden soll, weil ihr die in brutaler Unkenntnis in den Linarbetrieb vergewaltigt. Ihr scheint auch keinerlei Vorstellung davon zu haben was es an Seiteneffekten gibt wenn man große Lasten mit so scharfem dU/dT treibt. Fang mal mit nicht mehr als 100Khz PWM an und schau wie weit Du kommst.
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Hallo zusammen, da ich weder SMD-Löterfahrung noch einen Elektroniker zur Hand habe, interessiert mich der Brachiale-Gewalt-Vorschlag von Falk, mit einem 74ACT04 ein Koaxialkabel zu treiben. Bevor ich irgendwas zusammenlöte, würde ich gerne sichergehen, dass der Aufbau so halbwegs Sinn ergibt. Wäre super, wenn da jemand mal drüberschauen könnte. Das PWM-Signal des uC invertiere ich also über ein Gatter und schalte die anderen fünf dahinter parallel. Der Ausgang der Gatter wird mit 50 Ohm terminiert und über ein Koaxialkabel (BNC/MMCX? auf MMCX) an den PWM-Eingang des GAN-Boards angeschlossen. Zur Terminierung berechne ich den Ausgangswiderstand R_i der parallelen Gatter über einen Spannungsteiler (Messung der Ausgangsspannung im Leerlauf und über einen bekannten Lastwiderstand). Dann dimensioniere ich einen Serienwiderstand R_S = 50 Ohm - R_i. An den VCC-Pin des ICs kommt außerdem noch ein 100nF-Abblockkondensator. Soweit zur Schaltung. Ich habe mich etwas eingelesen, was Layouts bei höheren Frequenzen angeht und überlege, das Ganze prototypisch im "Dead Bug Style" aufzubauen. Der IC kommt also kopfüber auf eine Massefläche und die Verdrahtung erfolgt in der Luft auf dem kürzest möglichen Weg (siehe Anhang). Muss ich dabei was Spezielles berücksichtigen, oder spielt z.B. der verwendete Draht bei den kurzen Strecken keine entscheidende Rolle? Spannungsversorgung und den uC schließe ich über Jumper-Kabel an. Ist das ausreichend für das PWM-Signal, sofern ich das Kabel zum uC sehr kurz halte? Mir ist klar, dass das nicht die schönste Lösung ist, aber besser als direkt vom uC ans Board wird es wohl sein und optimiert werden kann später immer noch... Würde mich freuen über eine kurze Rückmeldung, ob das einigermaßen passt. Vielen Dank und beste Grüße Marlin
"siehe Anhang" und "kopfüber" passt nicht ganz. Zeichne die Anschlüsse deines IC gleich so auf's Papier, wie er "kopfüber" dann auch zusehen ist. Du kommst sonst evtl. schnell durcheinander.
Marlin P. schrieb: > Das PWM-Signal des uC invertiere ich also über ein Gatter und schalte > die anderen fünf dahinter parallel. Ja > Der Ausgang der Gatter wird mit 50 Ohm terminiert und über ein > Koaxialkabel (BNC/MMCX? auf MMCX) an den PWM-Eingang des GAN-Boards > angeschlossen. Jain. Wenn du hier auch eine Serienterminierung machst, kommen am Board nur 2,5V an. Das reicht offiziell für einen TTL-Eingang, der erkennt ab 2V ein HIGH. Aber so richtig dolle ist das nicht. Ich würde die Serienterminierung weglassen und direkt auf Koaxkabel gehen. Dann kriegt der Eingang auf dem Board fast 5V und hat damit reichlich Störabstand. Das ist dann reine Parallelterminierung. Frißt halt viel Strom. > Der IC kommt also kopfüber auf eine Massefläche und die Verdrahtung > erfolgt in der Luft auf dem kürzest möglichen Weg (siehe Anhang). Deine Pins sind nicht links/rechts gespiegelt, das ist die Ansicht bei normaler Montage. Das geht schief. > Muss ich dabei was Spezielles berücksichtigen, oder spielt z.B. der > verwendete Draht bei den kurzen Strecken keine entscheidende Rolle? Den 100nF Kondensator sollte man gleich schräg über den IC löten, VCC/GND. Ich würde dort noch 4,7-10uF als Tantal parallel schalten, denn dein Treiber muss ganz orgendlich Strom liefern (50R an 5V = 100mA!) > Spannungsversorgung und den uC schließe ich über Jumper-Kabel an. Naja, hoffentlich fallen die nicht mal ab, dann wird's lustig! Sowas sollte man anlöten. Der Eingang des Treibers sollte noch einen 10k Pull-Down Widerstand bekommen, damit der SICHER aus ist, wenn dein uC im Reset hängt! > Ist das ausreichend für das PWM-Signal, sofern ich das Kabel zum uC sehr > kurz halte? Wenn es weniger als 5cm sind, ist das OK. Wenn du PWM und GND vom uC verdrillst, umso besser.
So mach ich das, ihr seid klasse, vielen Dank! (Der Hinweis mit dem spiegelverkehrten Skizze war auch gut, hab wohl gestern schon geschlafen...)
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