Hallo zusammen, ich will eine push pull endstufe mittels eines (2 Stück) Mosfet Drivers ansteuen. ich benutze für meine Endstufe den TPC 8406 von Toshiba (also beide FETs). In der Schaltung sollen die beiden Gates separat angesteuert werden. kennt jemand einen passenden Driver? vielen Dank im voraus Dete
Es gibt push pull Endstufen für viele verschiedene Zwecke. Für manche tut es der HIP4080 als Treiber. Die Gate-Kapazität des TPC8406 ist aber eher klein, der wird in vielen Fällen auch mit einfacheren Treibern klarkommen. Es bleibt halt nur die Frage, wozu man den PMOSFET brauchen soll. Um vorsätzlicheUnsymmetrien einzubauen? Der TPC8406 eignet sich sicher für Mutiplex-LED-Anzeigen recht gut, direkt angestuert aus uC-Ausgängen.
du meinst den µC direckt an die beiden gates der enstufe? da könnte ich doch auch nen FPGA nehmen. Das wäre sogar noch einfacher als mit dem FPGA erst die Driver anzusteuern. so wie ich es eigentlich vor hatte.
> du meinst den µC direckt an die beiden gates der enstufe?
Keine Ahnung, es weiss ja kein Schwein was du vor hast, für 5V langsam
geschaltet geht das.
ich habe den oben genannten mosfet (das pärchen) benutzt und eine push pull endstufe aufgebaut, anfangs habe ich die gate source spannung durch schließen eines schalters kurzgeschloßen und so jeweils einen der beiden fet geöffnet bzw. geschloßen, das klappt ganz gut, aber nur etwa bis 200 - 300 khz. Ab dieser Frequenz macht sich aber bemerkbar, dass die Spannung am drain (also am Ausgang der endstufe ) auch eine gewisse zeit braucht und diese zeit ist ab der genannten Frequenz zu groß. So kahm am Ausgang kein sauberes Rechteck mehr raus, alles im allem was ist die Schalter variante sehr "unsauber" ich suche jetzt also eine Driver um die Gates anzusteuern. geplannt ist, die endstufe bis etwa 2Mhz zu schalten. die Driver will ich mittels FPGA schalten.
schaffst du das auch ;-) aber mal im Ernst, es ist nen elektronischer Schalter von Analog Dev. (aus der ADG Reihe) der wurde vom FPGA geschalten.
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ich habe jetzt einen Driver rausgesucht. Den Tc4420. Laut dem "Power MOSFET Driver Calculator" von Microchip müßte der von von den Werten her passen. Schaut euch bitte mal das Bild an. so hab ich mir das gedacht. Mit den unteren Driver am N- Fet hab ich noch Zweifel wegen der Potentiale. gruß dete
Hi
>Mit den unteren Driver am N- Fet hab ich noch Zweifel wegen der
Potentiale.
Mit dem oberen solltest du die auch haben.
MfG Spess
Was auch immer +Ub und -Ub sein sollen, bloss nicht konkret werden, man könnte ja Kenntnis über den Job vortäuschen den man zu machen hat... Interessant, wenn der Treiber stärker ist als der eigentlich damit geschaltete Transistor.
>Was auch immer +Ub und -Ub sein sollen, bloss nicht konkret werden, man könnte ja Kenntnis über den Job vortäuschen den man zu machen hat... < schaltet der ober Fet durch liegt an "A" das potential von +Ub und schaltet der unteren dann liegt an "A" das Potential von -Ub - logisch die Ubs sind variabel bis etwa +15V bzw. -15V >Interessant, wenn der Treiber stärker ist als der eigentlich damit geschaltete Transistor.< wie schon geschrieben, suche ich einen Treiber um die Fets bis etw 2MHz zu schalten. die Treiber die ich rausgesucht habe, sind nur ein Vorschlag. Was ist falsch? wie muß ich es richtig machen? Ich suche hier Hilfe und möchte mir hier nicht anhören " man könnte ja Kenntnis über den Job vortäuschen den man zu machen hat..." Elektronik ist so ein breites Gebiet und ich bezweifle das es jemanden gibt, der in allen Bereichen ein Ass ist
Die Gatespannung muss in Bezug auf Source des jeweiligen MOSFETs anliegen. Du wirst weder den oberen noch den unteren MOSFET abschalten können, da du das Potenzial nicht erreichst. Vergiss' die Abblockkondensatoren am TC4420 nicht, die Spitzenströme sind extrem. Am besten sowohl 100 n oder 1 µ Keramikkondensator (direkt an die Pins) als auch 10 µ Elektrolyt (oder Tantal) in die Nähe. Die Leitungen vom Treiber zum Mosfet - inklusive Rückleiter, also bei dir dann auch +Ub1 und -Ub2 - müssen so kurz wie möglich sein. Gruß David
> die Ubs sind variabel bis etwa +15V bzw. -15V
Dann funktioniert deine Schaltung nicht. Ganz und gar nicht, geht sogar
kaputt.
Vermutlich hast du gar nicht verstanden, wie die MOSFET-Treiber
arbeiten.
Und wenn ich höre, daß alles so unglaublich variabel ist, d.h. noch
unbestimmt, dann frage ich mich, ob überhaupt der zu erledigende Job
denn schon verstanden wurde. Du kriegst es hin, trotz mehrmaliger
Nachfragen so schwammig zu blieben, daß als einzige Begründung dafür
dienen kann: Du weisst selbst nicht, was Sache ist.
mein gott , was man sich hier alles anhören muß.... aber ok, ich brauche schließlich hilfe. Dann fang ich nochmal von vorne an und hoffe diesmal (für mich) alle infos die ich habe mit zu schicken es soll eine push pull endstufe mit aufgebaut werden mit GENAU diesem Transistorpärchen. (bild) ub1 und ub2 sollen in der tat >unglaublich variabel< sein, nämlich bis +15V bzw. -15V (in nach hinein soll die veränderbar sein) die max. schaltfrequenz liegt bei 2Mhz mein versuch die gate source spannung über schalter aufzu bauen und somit die transistoren zu steuen klappt bis etwa 200 - 300 khz. -- drüber kommt nur mist heraus ich suche nun eine Möglichkeit die endstufe so anzusteuen das ich mit ub1 und ub2 >unglaublich variabel< bleiben kann und mit der frequenz an die 2 Mhz komme. gruß dete
Der PMOSFET braucht eine Gate-Spannung von +Ub bis +Ub-10V, der NMOSFET eine Gate-Spannung von -Ub bis -Ub + 10V. Da Ub - -Ub durchaus kleiner 5V sein kann, muss die Gate-Spannung von VDD hergeleitet werden. Da vermutlich nicht mal dauernde PWM vorausgesetzt werden kann, sondern es auch bei statischer Ansteuerung funktionieren können soll, muß man potentialfreie Spannungswandler einsetzen, die VDD auf +Ub und -Ub trnsportieren. Die versorgen Gate-Treiber. Die werden ihrerseits vom FPGA angesteuert, das könnte man mit schnellen digitalen Optokopplern wie 6N137 machen, aber einfacher mit Level Shiftern in der Art, wie der IR2110 die floating high side trennt.
viele dank für deine antwort ich versuche mal zu folgen: wenn am gate (p Mosfet) +Ub anliegt ist der transistor gesperrt, wenn +Ub -10V am gate anliegt ist er leitend, richtig? (das gleiche dann für n Mosfet) > Da Ub - -Ub durchaus kleiner 5V sein kann, muss die Gate-Spannung von VDD hergeleitet werden. < ja, es kann vorkommen das +Ub < 5V ist (gleiches gilt für -Ub) kannst du bitte erklären was du mienst mit gate spannung herleiten von Vdd > Die werden ihrerseits vom FPGA angesteuert, das könnte man mit schnellen digitalen Optokopplern wie 6N137 machen, > Ich kann die Treiber nicht direckt an den FPGA anschließen? gruß Dete
> kannst du bitte erklären was du mienst mit gate spannung > herleiten von Vdd Na wenn Ub kleiner 5V ist, hast du keine Spannung, aus der du dein Gate ausreichend aufsteuern könntest. Also musst du die Spannung von dort holen, wo auch was zu holen ist, weil sie immer ausreichend hoch ist, in deinem Fall also von VDD. Und du brauchst sie 2 mal, und du brauchst ausreichend viel Strom um das 1.2nF Gate 2 Millionen mal pro Sekunde umladen zu können, also ca. 5 Watt pro MOSFET-Treiber. Also 2 DC-DC Wandler von 5V auf 9V z.B. von Traco mit 5W. Die Eingänge kommen an VDD, an den Ausgang eines jedem kommt jeweils ein MOSFET-Treiber, und + des einen wird mit +Ub verbuden, - des anderen mit -Ub. > Ich kann die Treiber nicht direckt an den FPGA anschließen? Nein. Kein gleicher Massebezug.
also wenn ub = 5V ist , muß gate ub -10V = -5V sein ? damit die mosfets sicher durchschalten, ok kapiert wenn die Ubs kleiner 5V sind dann soll ich aus Vdd (z.b 5V) mit dem DC-DC Wandler 9V machen ? (also für die Ubs) Damit die Ub wieder groß genug ist?
> wenn die Ubs kleiner 5V sind dann soll ich aus > Vdd (z.b 5V) mit dem DC-DC Wandler 9V machen Ja, aber man muss nicht bedarfsgesteuert umschalten, (es sei denn, du hast weitere Anforderungen an die Schaltung, wie Energieverbrauch auf verschiedenen Spannungsquellen, die du nicht erneut erzählt hast) sondern kann dann immer 9V aus VDD holen.
guten Morgen das ist mir gar nicht aufgefallen, ich hbae tatsächlich Information (unbewußt) unterschlagen. also: die Spannungsquellen Ub1 und Ub2 sind variabel,d.h. einstellbar bis + bzw. - 15 V Ich will an "A" (siehe Bild oben) ein bestimmtes Potential anliegen haben. z.B. 10V, dann stelle ich +Ub auf 10V ein und schalte den oberen Mosfet durch gleiches gilt für -Ub. Es kann dann auch vorkommen das beide Spannungen unter 5V liegen oder eine sogar auf Masse. z.B. stelle ich +Ub = 1,5V und -Ub = 0,5V ein, damit das Rechtecksignal am Ausgang zwischen -0,5V und +1,5V liegt.
Könnte es sein, dass hier der beliebte Denkfehler vorliegt, dass ein MOSFET stets mit einer Gatespannung in Bezug zu GND angesteuert wird? Das ist mitnichten so, er möchte eine 'Ugs' also in Bezug zu Source!!! Das heisst für den unteren TC4420 eine Verbindung GND mit -Ub2 (NMOS) Und für den oberen TC4420 eine Verbindung VDD mit +Ub1 (PMOS) So, der untere TC lässt sich jetzt mit 5V ansteuern. Beim oberen floatet aber Uin wegen der Anbindung VDD mit +Ub1 Da müsste man also Uin über einen Level-Shifter ansteuern. Ungeändert funktioniert diese Schaltung also nur für eine Spannung: VDD = +Ub1 = 5V GND = -Ub1
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> Das ist mitnichten so, er möchte eine 'Ugs' also in Bezug zu Source!!! < richtig, (siehe Bild 1) in den Fall (V4 = 10V) ist jetzt der unten der NMOS durchgeschalten und an "A" liegt jetzt mein Potential von -Ub. setze ich V3 auf 10V und V4 = 0V dann ist der PMOS durchgeschalten und an "A" liegt das Potential von +Ub. somit würd ich auch unter 5V kommen. schließe ich jetzt anstatt der Batterie den TC4420 (siehe PDF, figure 1)an, müßte das genauso funktionieren. die 2 mosfet driver werden jeweils durch ein separate Spannungsquelle versorgt (siehe bild 2) die keinen Bezug zueinander haben. Lege ich an "in" vom TC4420 ein "low" an gibt er am "output" Vdd=10V raus und der jeweilige Mosfet wird durchgeschalten. um beide Mosfet driver vom FPGA anzusteuern benutze ich die von MaWin vorgeschlagenen Optokoppler. diese werden von der Spannuungquelle versorgt die auch den jeweiligen Treiber versorgt. (siehe Bidl 3) meine Fragen: - Hab ich irgendwo nen Denkfehler drinn? klappt das so? - erfüllen die Driver so ihre Funktion ? (die Mosfet müssen bis 2MHz schalten werden) - hab ich, abgesehen von den Abblockkondensatoren die Ich der Übersicht halber rausgelassen habe, Bauteile vergessen? gruß dete
Hi >hab ich, abgesehen von den Abblockkondensatoren die Ich der Übersicht >halber rausgelassen habe, Bauteile vergessen? Ja. Die 6N137 haben Open-Kollektor-Ausgänge. Da fehlen Pull-Ups. MfG Spess
aaaahhh , na klar stimmt !! also vom kollektor nach Vdd, R=350 Ohm danke für die info gibst nochwas?
> Die 6N137 haben Open-Kollektor-Ausgänge. Da fehlen Pull-Ups. Und 'nen Strombegrenzungswiderstand bei der LED vielleicht auch. Bild_2 der obere TC4420 ist abenteuerlich, geht vermutlich aber auch. Die zusätzlichen 5V sind natürlich aufwändig. Aber man solte sich noch Gedanken machen, wie man verhindert, daß im Einschaltmoment, wenn die Elektronik noch nicht hochgefahren ist, beide MOSFETs leiten.
ok, danke für die tips Strombegrenzungswiederstand zwischen FPGA und LED, ok Warum sieht der obere TC4420 abenteuerlich aus? die 5V erzeuge ich aus den jeweiligen 10V mit nen fetspannungsregler jeweils der optokoppler uns "sein" TC4420 haben doch ne gemeinsame masse. Ich denke das muß klappen >Aber man solte sich noch Gedanken machen, wie man verhindert, daß im Einschaltmoment, wenn die Elektronik noch nicht hochgefahren ist, beide MOSFETs leiten.< am FPGA werden die Ausgänge D1 und D2 auf low gelegt, somit liegt am ausgang des Optokopplers nen High an und damit ein low Ausgang (besser 0V) aus Ausgang der Treiber, somit sind beide gesperrt. An "A" liegt dann ein Tristate an
> Warum sieht der obere TC4420 abenteuerlich aus?
Na ich hätte ihn jetzt so angeschlossen:
+10V --+--+---------+-- +Ub
| | |
Vdd1 Vdd2 |S
Out1--+--|I
Out2--+ |
GND
|
GND -----+
aber deine Schaltung kann auch funktionieren.
ich kann nicht ereknnen welche schaltung besser ist.
der einzigste Unterschied der mir auffällt ist das bei deiner schaltung
der Mosfet invertiert geschalten wird.
meine:
+10V --+--+ +-- +Ub
| | |
Vdd1 Vdd2 |
Out1-------+
Out2--+ |S
GND
|
GND -----+------- G
liegt an "in" ein Low an, dann liegt "out" gegen "gnd" die Vdd=10V an.
der Mosfet schaltet.
bei dir:
+10V --+--+---------+-- +Ub
| | |
Vdd1 Vdd2 |S
Out1--+--|I
Out2--+ |
GND
|
GND -----+
liegt an "in" ein Low an, dann liegt "out" gegen "gnd" die Vdd=10V an.
es gibt jetzt aber keinen spannungsunterschied mehr zwischen "Vdd" und
"out" --> somit ist der Mosfet gesperrt.
was dann nur in der Ansteuerung im FPGA berücksichtigt würde.
ich muß jetzt noch das datasheet vom TC4420 nochmals durchgehen. Damit
ihr mir sicher sein kann das der Treiber den Mosfet sauber bis 2 MHz
schaltet.
gruß dete
> der einzigste Unterschied der mir auffällt ist das bei > deiner schaltung der Mosfet invertiert geschalten wird. > was dann nur in der Ansteuerung im FPGA berücksichtigt würde. ja. > ich kann nicht ereknnen welche schaltung besser ist. Bei der von mir angedachten Schaltung wird nur die Signalleitung In und die Gate-Leitung Out mit 2MHz im Potential umgeschaltet, bei dir wird die ganze Versorgungsspannung mit GND und VDD1/VDD2 des MOSFET Treibers um diese 10V hin und hergerissen. Da ich davon ausgehe, daß die Signalleitung eine geringere Kapazität nach aussen hat als die gesamte Schaltung, würde das weniger EMV Störungen ergeben und weniger kapazitive Umladung. Allerdings ist das Gate mit über 1nF natürlich so hcohkapazitiv, daß die Grösse des Effektunterschieds fraglich ist.
interessante Sicht, klingt logisch vielen Dank für die Tips ich werde deine schaltung nehmen und mich, wenn ich die schaltung aufgebaut und getestet ist melden Gruß dete und schönes WE an alle
Hallo, ich hätte auch das Problem, dass ich einen MOSFET mit 2MHz treiben müsste ... Ich möchte dafür aber 2*N-Kanal verwenden, weil es keinen gleichwertigen Komplementärtyp gibt. Gibt es denn mit diesem Lösungsvorschlag irgendwelche Testberichte? Kennt jemand einen Halb-Brücken-Treiber (mit Level-Shifter), der mit 2MHz eine Halbbrücke aus 2*N-Kanal-MOSFETs treiben kann? Danke im Voraus! Grüße, Markus
Guten Morgen an alle, wie versprochen melde ich mich. Also Treiberschaltung von oben funktioniert 100% bis etwa 2,3MHz. Hat nur etwas gedauert, da ich die einstellbaren Spannungsquellen (mit +Ub1 /-Ub1 oben im bild gekennzeichnet) noch mit aufgebaut habe. Vielen Dank an alle Gruß Dete
Markus wrote: >Kennt jemand einen Halb-Brücken-Treiber (mit Level-Shifter), der mit >2MHz eine Halbbrücke aus 2*N-Kanal-MOSFETs treiben kann? ja, das kann der TPS28226: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tps28226.pdf High side wird über Bootstrap versorgt; also kein statisch-on Der Lastkreis kann mit ca. 3...24V betrieben werden. Der TPS möchte eine Versorgungsspannung 6,8V...8V haben. Wenn die MOSFETs eine Qg unter 10nC haben, hat der TPS leichtes Spiel bei wenig Verlusten und am Switch Node lässt sich eine Umschaltzeit von rd. 15ns messen
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