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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOS-FET Treiber steuert nicht komplett durch


Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Hi,

ich habe einen kleinen MOS-FET-Treiber aufgebaut (siehe Bild 1) und mit 
LTSpice simuliert. Im zweiten Bild ist der Spannungsverlauf am Gate des 
MOS-FET.
Da ich in meiner (realen) Schaltung nur 4.6 Volt zur Verfügung habe, 
habe ich mit 2 ICL7660 eine Spannung von ca. 15V erzeugt. Ich habe kein 
.model für den ICL7660 gefunden, habe dann hier eine einfache 
Spannungsquelle zur Simulation genommen.

Das Problem ist nun folgendes:
Wenn vom uC Spannung kommt (3V), dann schaltet Q3 durch und ich habe am 
Collector von Q3 ca. 0V (einige Millivolt bleiben natürlich, aber hier 
uninteressant). Folglich sperrt Q1 und am MOS-FET Gate liegt auch 0V an.
So weit kein Problem, also sperren funktioniert gut.
Liefert der uC allerdings keinen Strom (also auch 0V), dann sperrt Q3 
komplett. Jetzt sollte ja nach R3 auch 15V (minus Spannungsabfall über 
R3) anliegen (was es ja laut Simulation auch so ist) und schließlich 
auch ca. 15V am Gate des MOS-FET.
Bei meiner Schaltung liegt dann aber nur ca 7V an. Und zwar nach R3 und 
am Gate.

An Q3 liegt's nicht, weil ich Q1 und Q2 auch schon vom Collector Q3 
entfernt habe (siehe Bild 3) und dann war das Verhalten super (also 
volles Durchschalten und volles Sperren).

Meine Überlegung: Dass ich an R3 einen Spannungsabfall habe (vor R3 15V, 
nachher 6V), muss ich ja einen Stromfluss haben (Übrigens: Die Spannung 
nach R3 ist immer ca. 7V. Vorher ist R3 22kOhm gewesen mit gleichem 
Ergebnis). Aber ich weiß einfach nicht, was hier falsch sein könnte.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Wo soll denn der Strom hinfließen, der durch Q1 fließt?
Ins Gate sicher nicht, ein Widerstand vom Gate zu GND könnte helfen den 
Transistor ganz durchzusteuern.

Autor: avion23 (Gast)
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Was passiert, wenn du R3 kleiner machst?

@ Andreas Totem pole anordnung, funktioniert.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Wenn es funktionieren würde hätte er kein Problem.
Q1 ist ein Bipolartransistor, also stromgesteuert, aber es fließt ja 
kein Strom, ausser die Leckströme.
Mit Mosfets würde es funktionieren.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Also die Ansteuerung des Gates ist korrekt.

Meine Vermutung:
>Bei meiner Schaltung liegt dann aber nur ca 7V an. Und zwar nach R3 und
>am Gate.

Der Leistungstransistor M1 hat doch garkeine Last. Der R1 ist doch nur 
ein Stromshunt.
Es fehlt ein Last-R zwischen dem Drain und der Spannungsquelle V3.

Wie groß ist den V_Gate, wenn du 7V am Gate misst?

Autor: A. K. (prx)
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7V klingt nach BE-Strecke in Sperrichtung.

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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@avion23:
hab grad 1k für R3 reingemacht, hat aber leider nichts verändert!

@Matthias:

V_Gate ist zwischen 12V und 15V (weil mit ICL7660 erzeugt, abhängig vom 
Stromfluss). Aber die bleibt dann konstant.
M1 soll die Abgegene Leistung eines kleinen Generators steuern. Im 
Moment hängt der Generator noch nicht dran, also V3 = 0V.

Hab leider vergessen, im Bild die Drain-Source-Strecke zu ändern, denn 
auch die Diode ist nur in der Simulation drin.

@Andreas:
Ja schon klar, dann bräuchte ich aber MOS-FET-Treiber um einen 
MOS-FET-Treiber zu steuern. Macht nicht viel Sinn :)

@A.K.:
Die Emitter-Base-Breakdown-Voltage ist laut Datenblatt -5V. Laut 
Simulation kommt hier aber auch nur ca. 1Volt raus ?!?

Autor: A. K. (prx)
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Raimund Wagner schrieb:

> Die Emitter-Base-Breakdown-Voltage ist laut Datenblatt -5V.

Was in der Praxis auf 7-8V herausläuft.

> Simulation kommt hier aber auch nur ca. 1Volt raus ?!?

Wie bitte???

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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@A.K.:
Im Bild (bei diesem Beitrag), ist die blaue Linie die Spannung an den 
Basen Q1 und Q2 und die grüne die Spannung am Gate von M1

Autor: A. K. (prx)
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Da sehe ich nur die übliche BE-Spannung vorwärts. Wie es sein soll. Da 
die andere BE-Strecke parallel liegt, kann nichts anderes rauskommen.

Aber um deinen Text wirklich richtig zu verstehen: Sehe ich richtig, 
dass die Simulation funktioniert, die reale Schaltung aber nicht?

Wenn dem so ist, dann sind Kurven aus der Simulation wenig hilfreich, 
eher solche aus der realen Schaltung.

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Ich habe auch noch ein Bild von den gemessenen Spannungen (Oszi).

Spannung 1 ist die PWM vom uC.
Spannung 2 ist die Spannung vom ICL7660 (im Schaltbild oben V_Gate)
Spannung 3 ist die Spannung am Gate des MOS-FET M1

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Und noch ein Bild, jetzt mit der Spannung nach R3 (hier Spannung 4, 
grün)

Autor: A. K. (prx)
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Das käme beispielsweise raus, wenn bei Q3 C/E vertauscht sind.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich habe auch noch ein Bild von den gemessenen Spannungen (Oszi).

Gib mal als Kanal4 die Basisspannungen der PushPull Stufe dazu.

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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@A.K.:
Gerade noch mal geschaut, sollte aber so stimmen.

@Lippy:
siehe neues Bild (meintest Du das?)

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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@A.K.:
Ich habe ja auch nur Q3 einzeln geschaltet, also bei den Basen von Q1 
und Q2 aufgetrennt. Da hat alles so geklappt, wie's sollte...

Autor: Flow (Gast)
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> Bei meiner Schaltung liegt dann aber nur ca 7V an. Und zwar
 > nach R3 und am Gate.

Was ergibt sich in dieser Situation, wenn dann der Kollektor von Q2 
gelöst wird?

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Hi,

konnte bis jetzt grad nich mehr ins Labor.
Problem gelöst:
der PNP-Transistor Q2 war falschrum angeschlossen. Was mich allerdings 
wundert, weil ich laut Datenblatt den Emitter schon richtig 
angeschlossen hatte (und zwar an den Emitter von Q1).

Ist mir ein Rätsel.

Danke für eure Hilfe...

Autor: HansDampf (Gast)
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Hat sich was ergeben in der Zwischenzeit?

> Andreas Klepmeir Datum: 30.01.2010 14:26

>Wo soll denn der Strom hinfließen, der durch Q1 fließt?
>Ins Gate sicher nicht, ein Widerstand vom Gate zu GND könnte helfen den
>Transistor ganz durchzusteuern.

>@Andreas:
>Ja schon klar, dann

und wann setzt du seinen Vorschlag um?
Probiers mal mit 1K vom Gate nach Gnd.

Autor: HansDampf (Gast)
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OK, habe getrödelt.

Autor: Raimund Wagner (bumpl)
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Oh... hab ich wohl vergessen zu erwähnen.
Den Widerstand von Gate nach GND hab ich gleich nach seinem Beitrag 
reingelötet (jetzt wieder raus). Hat sich auch nichts getan.

:)

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