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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Simulation H-Brücke


Autor: Andreas Wiese (Gast)
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Hallo zusammen,

ich bins schon wieder, bei meiner H-Brücke ist ein neues Problem
aufgetaucht.
Habe die Brücke in LTSpice simuliert. Der Schaltplan stammt aus einem
Thread.
Prinzipiell funktioniert die Schaltung aber wenn die Brücke von M1 und
M4 (bzw. den beiden internen Dioden) auf M2 und M3 umschaltet, gibt es
ein Problem. Zunächst wird das Gate von M1 und M4 abgeschaltet. Dann
steigt die Spannung an den beiden Transistoren an. In diesem Moment
passiert es, dass die Spannung am Gate (durch Rückwirkung der
Gate-Kapazität?) kurzzeitig auch wieder steigt, und zwar auf  über 5V.
Das bedeutet aber wiederum, dass der Transistor wieder einschaltet, und
es fließt kurzzeitig ein Kurzschlussstrom über M1 und M3 bzw. M2 und M4.

An zu kurzer Totzeit liegt es nicht, da die Spannung schon auf 0 runter
ist, außerdem habe ich es mit größerer Zeit auch simuliert, bringt
nichts.
Meiner Meinung nach liegt es an der Ansteuerimpedanz, denn wenn man das
Gate von M4 direkt auf Masse zieht, was bei der simulierten
Stromrichtung ja keine Einschränkung ist, kommt der Effekt nicht vor.
Schaltet man jedoch nur einen 50 Ohm Widerstang dazwischen, ist das
Problem wieder da. Der IR2104 hat rechnerisch ca. 70 Ohm
Innenwiderstand.
Hat jemand schonmal von solchen Rückwirkungs-Effekten bei Mosfets
gehört, ich habe da in mehreren Büchern nichts zu gefunden.
Interessanterweise ist der Effekt bei ähnlichen Mosfets sehr
unterschiedlich, z.B. beim irf540N ist die Kurzschlussleistung
wesentlich kleiner, der Effekt ist aber auch da.
Die Schaltzeiten reichen mir eigentlich aus, aber macht es Sinn einen
stärkeren Treiber zu nehmen, der niederomiger abschalten kann?
Vielleicht mache ich auch bei der Simlation immer noch was falsch?
Bin im Moment etwas ratlos und für jeden Tipp dankbar.

Gruß
Andreas

Autor: Martin Götzenberger (Gast)
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Hallo!

Der Effekt ist vollkommen normal. Deshalb werden Treiber oft so gebaut,
daß sie langsamer einschalten, und schnell aus, z.B. laden über
Widerstand, entladen parallel Windersand + Diode. Damit wird der
abgeschaltete FET besser 'zugehalten', wenn der andere einschaltet.
Manchmal hilft auch eine zusätzliche Gate-Source Kapazität, was aber
natürlich auf die Treiberleistung geht..

Die Rückwirkungskapazität ist in jedem vernünftigen Datenblatt
spezifiziert, un zwar als Funktion der Spannung, weil sie extrem
Nichtlinear ist.

servus,
Martin

Autor: Andreas Wiese (Gast)
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Vielen Dank,

hab gerade auf die schnelle mal deinen Tipp ausprobiert und zum
Einschalten den Gate-Widerstand vergrößert auf 100 Ohm und zum
Ausschalten eine Diode parallel geschaltet.
Der Weg ist scheinbar der richtige, konnte die Verlustleistung bei der
Simulation von 3W auf 800mW senken. Werde dann wohl noch ne Weile mit
Werten und verschiedenen Mosfets experimentieren.
Mit der Kapazität hast du recht, da war ich ziemlich blöd, ich habe
nämlich immer nur auf die Eingangskapazitäten geguckt, dass zwei Zeilen
drunter direkt Rückwirkungskapazität steht habe ich nicht gesehen.
Dann ist auch der Unterschied zwischen dem irf3315 und dem irf540N zu
erklären, denn bei der Eingangskapatität war das Verhältnis umgekehrt.
Ich kann mich auch erinnern, dass in einem Buch was von schnellem Ab-
und langsamen Ausschalten erwähnt war, aber ich meine das wäre mit
Spannungsspitzen begründet worden. Hab das Buch leider grad nicht da.

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