Hallo zusammen! Ich habe gerade einen Step-Up Konverter aufgebaut, der 170V und 2mA für eine Nixie Röhre liefern soll. Schaltung wie hier: http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html mit Werten für L=220uH und C_out=16nF und C_in=500uF U_in=12V U_out=180V I_in=100mA I_out=2mA Meine Sorge ist nur, dass der Strom durch die Induktivität, nicht 0 wird sondern negativ und wieder positiv und wieder negativ ... Im obigen Link wird der Strom nie negativ, außerdem ist mir unerklärlich warum er negativ werden könnte. Siehe Oszillogramm: (gelb=Gatespannung, rot=U_DS am FET, grün=I_L) der FET ist ein IRF820 -> http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/68303/IRF/IRF820.html Bin mittlerweile recht ratlos, hoffe hier kann mir jemand helfen. Gruß, Michi
Die Spannung sieht das sehr danach aus, als wenn sich da ein Schwingkreis bildet. Die Energie aus dem parasitären C des Mosfets landet dann in der Spule, was den Strom negativ macht. Das sieht nämlich genauso aus, wie bei der Horizontalendstufe in einem TV: http://freenet-homepage.de/a-freak/oktrafo.png Das ist halt der kleine Unterschied zwischen Praxis und Theorie.
Kann es sein, dass der Stromkanal am Oszilloskop auf AC-Kopplung steht? EDIT: Sehe grad, dass es daran auch nicht liegen kann...
@ Benedikt Stimmt. Der Strom muss aus dem FET stammen, denn die Diode sperrt, der Diodenstrom ist null. Hätte nur nicht gedacht, dass es zwischen Drain und Source eine so große Kapazität gibt. Aber siehe da: Laut: http://www.elektroniknet.de/home/stromversorgung/fachwissen/uebersicht/uebersicht/netzgeraete/nicht-nur-verluste-minimiert/ gibt es ein Kapazität C_0SS = C_DS + D_DG die laut meinem Datenblatt 92pF hat. Laut Oszillogramm hat das erste Rechtwinklige Teildreieck des negativen Stroms im Mittel ca. 35mA. (Strom im Oszillogramm hat 100mA/Div) somit ist die Transportierte Ladung in der abgelesenen Zeit von 0,4us etwa 14nC. 14nC/180V = 78pF ==> tatsächlich das befindet sich ja in der Größenordnung der im Datenblatt beschriebenen 92pF! Danke Dir, jetzt weiß ich immerhin woher das kommt. Ich hoff es stört mich nicht weiter, denn die Ausgangsspannung hab ich ja. Gruß, Michi
Dieser Effekt kann sogar soweit gehen, dass die Body-Diode des Mosfets wieder anfängt zu leiten. Der Hauptverursacher an der Geschichte ist die hohe Spannung: E = 1/2 * U^2 * C Die Spannung macht sich quadratisch bei der gespeicherten Energie bemerkbar. Darum baut man solche Step-Up-Wandler mit Übertragern, da ist das Problem deutlich entschärft.
Unbekannter wrote: > Dieser Effekt kann sogar soweit gehen, dass die Body-Diode des Mosfets > wieder anfängt zu leiten. Das dürfte auch hier der Fall sein: Wenn man genau hinschaut, sieht man deutlich dass nach dem ersten Peak die Spannung 1-2 Pixel unter der Nullinie ist. Schlimm ist das aber nicht, (vorausgesetzt die Bodydiode ist ausreichen schnell, aber man kann da ja extern nachhelfen). Ganz im Gegenteil, der Effekt ist sogar nützlich: Wenn man das Timing passend wählt, dann kann der Mosfet verlustlos einschalten, was vor allem bei hohen Eingangsspannungen wichtig ist. Dazu muss man den Einschaltzeitpunkt dahin legen, wo die Spannung gerade ein Minimum hat. Wenn man die Frequenz durchfährt, dann spürt man deutlich dass der Wirkungsgrad periodisch schwankt: Er ist in jedem Minimum eben am höchsten und bei Maximum am niedrigsten. Viele SMPS Controller von Siemens/Infineon nutzen das, z.B. der TDA16846 der seine Arbeitsfrequenz der Leistung anpasst, indem er n Schwingungsperioden wartet ehe er den neuen Zyklus beginnt. Auch bei HF Verstärker findet das Verwendung: Class-E So kann man mit Standard Mosfets einige 10-100W im MHz Bereich erzeugen.
@wurf: Hast du ein LeCroy? Spendier mal ein paar Euro bei Reichelt für das passende RS232-Kabel, die Software ScopeXPlorer gibts bei LeCroy gratis. Dann kannste vernünftige Screenshots machen und dir sogar die RAW-Werte holen.
> Ganz im Gegenteil, der Effekt ist sogar nützlich
Genau. So ähnlich habe ich es mal bei einem Step-Up von 9 Volt auf 200
Volt gemacht. Aus der Simulation die "Resonanzfrequenz" des Systems
abgelesen und dann die PWM-Frequenz der Mikrocontrollers (der fungierte
als Step-Up-Controller) entsprechend programmiert.
Das tolle daran: Simulation und Realität passten besser als 1% genau
zusammen. Der Effekt war dann ein Wirkungsgrad von deutlich über 90%.
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