www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet treiber dimensionieren.Probleme.


Autor: Flo (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Halli Hallo,

ich versuche mich grade an dem Bau oder der Entwicklung eines kleinen 
Schaltnetzteils, ein Abwärtswandler.

Dazu habe ich mir eine PWM-Generator gebastelt, der auch schon bestens 
funktioniert. Im Moment versuche ich mich an der Treiberschaltung für 
den Leistungsschalter. Dabei läuft irgendwas falsch.

Die Schaltung habe ich einmal angehangen....ist aus LT-Spice, damit 
versuche ich das ganze auch zu simulieren.

Mein Problem ist nun, dass die 50V Eingangsspannung auch am Ausgang 
erscheinen. Eigentlich sollte durch die Taktung des Transistors doch am 
Ausgang eine entsprechend kleinere Spannung anliegen. Weiter ist das 
problem, dass am Mosfet Gate 50 V anliegen, eigentlich sollten doch nur 
18V anliegen.

Würde mich freuen, wenn ihr euch die Schaltung mal ansehen und mir 
mitteilen könntet, was ich da für Quatsch veranstalte unter umständen.

Vielen Dank schonmal.

Grüße
Flo

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
so geht das nicht.

Grundlagen Abwärtswander:
C8 muss HINTER L1, also parallel an LAST.

R10, R7, R9 D5 kann weggelassen werden.

R9/R10/D3 ... naja...

kann Q1 50V abhalten?

Weiterhin hast du am dann am Gate U3 eine Spannung von 0V/50V.
Das macht kein Gate mit.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es fehlt die Freilaufdiode.

Autor: Flo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klar, die Freilaufdiode, ohne die geht natürlich nix..


Das da 50V am Gate anliegen ist ja das Ding. Ich habe eine ähnliche 
Schaltung im Internet gefunden. Die habe ich dann quasi übernommen.

Wie wäre es denn richtig. Mehr als 20V am Gate ist wohl tödlich. Eine 
eigene Spannungsversorgung dafür nutzen?

Grüße
Flo

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Flo
Stimmt ist nicht so gut für das Gate, am besten unter 12V bleiben.
Je nach Spezifikation eben.

Dein Problem ist:
Du darfst keine 0V an das Gate legen, da du sonst zwischen Gate und 
Source -50V liegen hast.

Deine Lösung:
Du siehst da den Spannungsteiler R10 und R9, wenn Q2 dein Gate nach 
Masse schaltet bekommst du dadurch 19.6V am Gate. (12V reichen bestimmt! 
also R10 verkleinern)

Die Z-Diode begrenzt die Spannung auf 18V und R9 sorgt dafür dass sie 
nicht durchbrennt.

Durch R9 wird deine Schaltung aber relativ langsam, trotz der recht 
hohen Spannung wird dein Mosfet nicht viel besser leiten.

Vergiss nicht dass du die Ladung auch wieder aus dem Gate rausholen 
musst, eine hohe Spannung ist dem nicht gerade zuträglich.

Ich würde sagen dass deine Schaltung in der Lage ist den P-Kanal-Mosfet 
zu schalten, aber nicht schnell und effizient. (d.h. er wird unter 
Umständen warm)


... Du könntest den Collektor deines Transistors Q2 gegen z.B. 38V 
legen.

Also stellst du initial eine Spannung von 37V her (großer Kondensator 
zum abblocken), legst die gegen den Collektor und die durch das Gate 
übertragene Ladung musst du durch einen simplen Festspannungsregler (auf 
39V einstellen) wieder ableiten.


Müsste so funktionieren.

Jetzt nur noch R7, R9 und R10 raus.

Autor: Bernd (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So funktionierts erst mal. Jedoch wird an R2 und R3 relativ viel 
Leistung verbraten. Da könnten jetzt wieder die Treiber rein. Wichtig 
ist, dass der P-FET schnell abschaltet (Schaltverluste).

Gruss, Bernd

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Siehe mein Anhang oben (R1/R3/Q1/Q3/Q4). So macht man das. Mit einem 
Level-shifter, realisiert durch eine Stromquelle. Das ist ist richtig 
schnell.

Autor: Flo (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi und hallo,

erst einmal schon vielen Dank für die Hilfe bis hierher. Ich komme 
endlich mal wieder dazu mich ein wenig mit der Sache zu beschäftigen.

Ich habe ein paar Änderungen an der Schaltung vorgenommen. Freilaufdiode 
eingefügt, Transistoren der Treiberstufe ausgetauscht....Leider 
funktioniert das ganze immer noch nicht wirklich. Die Diode am 
Leistungsschalter sollte doch eigentlich die Spannung am Gate auf 18 
Volt begrenzen. Ich habe am Gate immer noch meine Versorgungsspannung 
von 50V.

So ganz steige ich durch die Materie noch nicht durch.

Ich hoffe, dass ich trotzdem noch ein Schritt weiter bin.

Autor: Arno H. (arno_h)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
die Z-Diode begrenzt VGS auf 18Volt. Bei Massebezug also 50V - 18V = 32 
Volt. Die 50 V am Gate des gesperrten FETs sind richtig.

Arno

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier mal ein Schaltungsentwurf mit N-Kanal-Fet, High-Side Treiber und 
Bootstrap-Spannungsversorgung für den Treiber (erzeugt nochmal 15V über 
Vin als Gate-Spannung)

Ich würd da allerdings die Gegentakt-Stufe am Gate durch einen 
Integrierten Mosfet-Treiber MIT Undervoltage-Lockout ersetzen, sonst 
brennt evtl der FET ab, wenn die PWM nahe an 100% arbeitet.

Autor: Flo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist denn die Schaltung so überhaupt irgendwie brauchbar, um schnell zu 
schalten?

Vor der Spule habe ich Spannungsspitzen von ca. 27V und hinter der Spule 
habe ich nur eine Spannung von knapp 3,3V. Irgendetwas kann doch da 
nicht stimmen oder mache ich da bei der Simulation was falsch, bzw. 
verstehe ich da noch was bei der Funktionsweise nicht?

Ich stehe da irgendwie voll auf der Leitung....es macht einfach nicht 
klick...

Autor: eProfi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau Dir mal die HIP408x-Familie an, das sind spezielle FET-Treiber mit 
eingebauter Ladungspumpe für die High-Side FETs.

Sind zwar etwas teurer, sparen Dir aber viel Ärger und bringen guten 
Wirkungsgrad.
Damit könntest Du die Freilaufdiode durch einen zweiten (Low-Side-)FET 
ersetzen, was noch einmal die Verluste verringert.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Die Diode am
>Leistungsschalter sollte doch eigentlich die Spannung am Gate auf 18
>Volt begrenzen. Ich habe am Gate immer noch meine Versorgungsspannung
>von 50V.

Die Diode D5 und den R10 kannst du auch weglassen.
Die maximale Spannung (Gate=>Source) wird durch U_pwm,R7 und R8 
eingestellt!

Die Schaltung ist sehr schnell. Eignet sich locker für PWM-Frequenzen 
größer 100kHz. Allerdings unter der Bedingung, dass:
- ein geeigneter Aufbau vorliegt,
- alle Spannungen geeignet abgeblockt sind!

Autor: Flo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Die maximale Spannung (Gate=>Source) wird durch U_pwm,R7 und R8
>eingestellt!


Kann man die Spannung [maximale Spannung (Gate=>Source)] anhand der 
Werte U_pwm,R7 und R8 berechnen?

Grüße
Flo

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Kann man die Spannung [maximale Spannung (Gate=>Source)] anhand der
>Werte U_pwm,R7 und R8 berechnen?

Na sicher, diesen Schluss lässt diese Aussage richtigerweise zu:
>>Die maximale Spannung (Gate=>Source) wird durch U_pwm,R7 und R8
>>eingestellt!


Schaltung:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

Erklärung:
Beitrag "Re: Wie Ugs (p-FET) sinnvoll begrenzen?"

Autor: Jeka (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Ernst,
wie machst du in LT-Spice die Ausgaben von Irms, Ipeak u.s.w?
Ich kenne nur, dass man beliebige Kurven darstellen kann: Leistung, 
Wirkungsgrad...

Danke im Voraus!
Gruß Jeka

Autor: Fritz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das ist eine Effizienz Analyse, ich kenn die bisher auch nur in 
Verbindung mit fertigen Schaltregler Modellen. Wie das mit diskreten 
Bauelementen geht, würde mich auch interessieren.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da muss man ein wenig tricksen. SwitcherCAD schaltet die 
Effizienz-Berechnung nur ein, wenn auch ein LT-Chip im Schaltplan ist.
Versuch mal testweise einfach nen LT-Linearregler irgendwo zu plazieren.

Ich hab irgendwann mal im Internet (vielleicht sogar hier im Forum) ein 
Switchercad-File gefunden, das einen speziellen Power-Calculator Chip 
nachrüstet (mit nur einem GND-Pin) der den selben Zweck erfüllt...

Viel Glück beim Googlen ...

Autor: Fritz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So was in der Art hab ich mir schon fast gedacht, danke!

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.