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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Totzeit beim PWM


Autor: tommy (Gast)
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Hallo Leute,

habe eine ganz allgemeine (und kurze) Frage:

Für was genau brauche ich beim PWM eine Totzeit?

Danke und Grüße
Tommy

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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In welchem Zusammenhang hast du den Begriff 'Totzeit' aufgeschnappt?

Wenn man nach der Bedeutung einzelner Worte frägt, ist es immer gut eine 
wenig der Umgebung zu posten, in der der Begriff vorkommt, da viele 
Begriffe mehrere Bedeutungen haben.
Umgebung kann sein: Der komplette Satz oder das komplette Kapitel oder 
zumindest eine Zusammenfassung worum es in einem Kapitel geht.

Autor: tommy (Gast)
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hallo karl heinz,

ich verusch derzeit ein simulationsmodell eines pwm generators zu 
verstehen. darin wird ein erzeugtes signal dupliziert, eines davon 
verzögert und anschließend wieder über AND zusammengeführt. Ist das 
signal nun zu kurz (bzw. die verzögerung zu lange) wird das pwm-signal 
ignoriert.

wozu kann das nützlich sein?

danke und grüße

Autor: Micha (Gast)
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tommy schrieb:
> wozu kann das nützlich sein?
Das ist ein Sicherheitsaspekt: dadurch wird verhindert, dass der 
High-Side-FET schon leitend wird, während der Low-Side-FET noch 
leitend ist (oder andersherum). Die meisten FETs brauchen zum Abschalten 
länger als zum Einschalten (siehe verschiedene FET-Datenblätter). Somit 
hättest du sonst nämlich einen Kurzschluss zwischen ZK-Spannung und GND 
über die beiden FETs. Durch die Totzeit wird aber sichergestellt, dass 
der eine FET abschaltet bevor der andere leitend wird.

Autor: Micha (Gast)
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abschalten => sperren
einschalten => leiten

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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In einer Regelung ist die Totzeit jene Zeit, die das System benötigt, 
bis der Ausgang bei einer Änderung der Vorgabe anfängt zu reagieren.

> wozu kann das nützlich sein?

Klingt danach, dass Ausreißer nicht das System instabil machen.

Autor: tommy (Gast)
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klar, klingt irgendwie logisch ;)

vielen Dank!

Autor: tommy (Gast)
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sorry, doch noch was kleines:

lässt sich allgemein sagen, wo diese totzeit liegt?! oder ist das 
prozessorabhängig?!

danke und grüße

Autor: gust (Gast)
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Die Totzeit ist eine hardwareabhängige Größe eines Transistors, IGBT´s 
bzw. MosFet´s in einer H-Brücke.
Diese Zeit wird benötigt um vom leitenden in den sperrenden Zusand zu 
gelangen bzw. umgekehrt. Die Totzeit verhindert quasi einen Kurzschluss.

Ist also nicht µC abhängig !

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  tommy (Gast)

>lässt sich allgemein sagen, wo diese totzeit liegt?!

Nö. Das hängt von der H-Brücke ab. Von 10ns. bis einige µs ist da alles 
drin, siehe Treiber.

> oder ist das prozessorabhängig?!

Hat mit dem Prozessor nix zu tun, genausowenig wie mit PWM. 
Allerdings gibt es Mikrocontroller, welche speziell für Motorsteuerungen 
etc. gebaut sind und die Totzeiten zur Ansteuerung direkt erzeugen 
können.

MfG
Falk

Autor: Ich (Gast)
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Richtig.
Und hat nix mit der Regelung zu tun.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Transistoren benötigen immer eine gewisse Zeit zum Leiten und zum 
Sperren und die ist auch noch unterschiedlich.
Wenn bei ner Gegentaktstufe beide Transistoren leiten, gibts nen 
Kurzschluß. Um das zu vermeiden, kann man bei ner Gegentakt-PWM ne 
Totzeit einstellen. D.h. die eine PWM wird abgeschaltet und erst, wenn 
der Transistor sperrt, die andere eingeschaltet.
Oftmals geht man auf Nummer sicher und wählt die Totzeit so groß, daß 
kurzzeitig beide Transistoren sperren.

Z.B. die ATtiny25, ATtiny261 haben ne programmierbare Totzeit.


Peter

Autor: Chicken (Gast)
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... oder z.B. die XE166 von Infineon mit automatischer 
Totzeit-Generierung:
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/themen/hardwa...

Diese Funktion ist in die CCU6 integriet. Es gibt dazu eine ältere 
App-Note:
http://www.infineon.com/dgdl/AP1607210_.pdf?folder...

Gruß

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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gust schrieb:
> Die Totzeit ist eine hardwareabhängige Größe eines Transistors, IGBT´s
> bzw. MosFet´s in einer H-Brücke.

Das ist die Schaltzeit und hängt sowohl vom jeweils verwendeten
Transistortyp als auch von dessen Ansteuerung (z.B. Mosfettreiber) ab.
Die Totzeit sollte größer als die unter ungünstigsten Bedingungen zu
erwartende Schaltzeit gewählt werden und hängt insofern natürlich
ebenfalls von den Transistoren ab.

tommy schrieb:
> lässt sich allgemein sagen, wo diese totzeit liegt?! oder ist das
> prozessorabhängig?!

Je nach dem. Die Totzeit kann von einem Mikrocontroller oder auch
außerhalb davon generiert werden.

Beispiel 1: Der ATtiny25 ist ein Mikrocontroller, bei dem zwei der
PWM-Einheiten jeweils einen Totzeitgenerator haben. Die Totzeiten lassen
sich dabei per Software in weiten Grenzen konfigurieren (s. Datenblatt).
Die Existenz dieser Totzeitgeneratoren lässt sich schon von außen
erkennen, denn jede der beiden PWM-Einheiten hat zwei Ausgänge, einen
für den Highside- und einen für den Lowside-Transistor, die um die
Totzeit versetzt ihre Pegel wechseln.

Beispiel 2: Der L6205 ist ein H-Brücken-Motortreiber, der die Totzeit
selbst generiert. Lt. Datenblatt liegt diese bei 1µs (typisch). Da die
Leistungsmosfets im IC integriert sind, ist die Totzeit auf diese
abgestimmt und deswegen nicht einstellbar. Der Mikrocontroller, der das
IC ansteuert, muss sich nicht um die Totzeiten kümmern, und es genügt
eine Signalleitung pro Highside-Lowside-Transistorpärchen.

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