hallo! Ich habe folgendes Problem: Ich möchte einen Rechteck- Pulsgenerator bis 100 KHZ aufbauen Strom bis 20 Ampere, bei max. 100V , Transistoren habe ich als bipolar, igbt, oder als mosfet zur Verfügung, auch Treiberbausteine (zb. TC4422) Obwohl das Signal am Taktgeber (zb TL494 oder NE555) einwandfrei ist, sieht es am Transistor bestenfalls einer "Trapezspannung" ähnlich. Kennt Jemand eine Schaltung, oder einen Trick, damit der Powertransistor zügig durchschaltet? Ich denke, das Problem haben auch andere, oder? Dankeschön! mfG Robert Diart
Powertransistor mit ordentlich Leistung ansteuern? Ordentliche Leistung aus ordentlich entwickelter Endstufe bereitstellen? Und was heisst "Trapez"? Du wirst immer ein Trapez haben. Die entscheidende Frage ist nur, wie steil die Flanken sind und wie steil sie werden sollen...
Hallo! Danke für ihre antwort erstmal. Das es eine 100%ige flankensteilheit nicht gibt, das weiss ich, aber sie macht in der regel ca 1/3- 1/4 eines Kompletten Pulses bzw. der gesamten Zeit! aus das ist garantiert zu viel.
@robert diart: Das glaube ich Dir gerne. Nur, ohne konkrete Frage keine konkrete Antwort... Häng' doch mal einen Schaltplan was Du bis jetzt hast hier an, und sag' doch mal was über die geforderte Flankensteilheit. Was bedeuted bei Deiner Anwenung "garantiert zu viel"? Und wie ich schon sagte, die Schaltgeschwindigkeit eines Mosfets hängt (fast) nur von der Ansteuerung ab. Den benötigten Strom dafür kannst Du Dir leicht selbst ausrechnen: Erforderliche Gate-Ladung dividiert durch Anstiegszeit = benötigter Strom. So, und wenn Du das nun hast, suchst Du Dir entweder eine fertige Ansteuerung für einen Mosfet raus die das kann, oder Du baust sie mit den entsprechenden Daten selber.
Hallo Robert, ganz allgemein gesagt, ein Transistor sperrt um so schneller, je schneller man ihm die Ladung aus der Basis herauszieht. Im einfachsten Fall legt man die Basis auf 0V. Soll es scheller gehen so legt man eine negative Spannung an. Das gleiche bewirkt auch ein Emitterwiderstand. Bei der negativen Spannung können allerdings die negativen Basisströme grösser als zulässig werden. Die trifft für MOS-Fet ebenfalls zu. Hier gibt es spezielle Steuermodule. Die Flankensteilheit hängt übrigens auch von der äusseren Beschaltung ab. Hierbei setzt die Resonanzfrequenz der Beschaltung eine Grenze. Schneller geht es nicht. Gruss Klaus.
Eins verstehe ich aber nicht: es gibt ja noch die Gate-Kapazität und noch eine parallele dazu. Muß man nicht mit der gewünschten Gate-Spannung rechnen um mit der Schaltgeschwindigkeit (z.B. 100kHz und 1% Rechteck-Verzerrung, also 10MHz) auf den erforderlichen Strom zu kommen? Oder ist die Gatekapazität aus den Datenblättern nur die, die man benötigt damit der MOS "ein bißchen" aufmacht?
Die Gatekapazität ist jene Kapazität die du bei jedem Schaltvorgang (Ent)laden musst.
"ein bißchen" mehr aufgeladen => "ein bißchen" mehr aufgemacht
Ja, schon klar. Aber die Kapazität ist doch aussagekräftiger. Die Ladung ist ja direkt proportional zur Gatespannung. Also Q_gate bei U_gs_threshold ??
Hi! Es gibt da noch eine Kapazität die dir noch viel mehr zu schaffen machen wird, und zwar Cdg. Sie ist Spannungs und Stromabhängig und schlecht berechenbar. Ihre Auswirkung ist in den steigenden und fallenden Flanken an einem plötzlichen Absatz im Spannungsan/abstieg zu erkennen. Wenn du nach Treibern suchst, bemühe bitte mal die Suchfunktion der Codesammlung. MFG Uwe
@Alexander: Also, das Problem ist, die Kapazität ändert sich ziemlich seltsam in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern an einem Mosfet. So ein Gate ist nämlich kein Kondensator, sondern verhält sich nur ähnlich, d.h. speichert Ladung. Am Anfang ist der "Gate-Kondensator" relativ klein, beim Erreichen der Gate-Treshold-Spannung wird er plötzlich richtig groß um nach Überwinden dieser Phase wieder plötzlich kleiner zu werden. Mit dieser variabler Kapazität kann man nicht ordentlich rechnen. Darum ist in den Datenblättern eigentlich immer die benötigte Ladungsenergie (Total-Gate-Charge) abhängig von Gatespannung und Drain-Source-Spannung angegeben. Anhand dieser Kurven kann man auch die Ansteuerschaltung so auslegen, dass sie eben im kritischen Moment ausreichend Strom liefert um den Mosfet schnell zu schalten; eben so, dass die niedrige Impedanz der Ansteuerschaltung genau im Bereich der Gate-Treshold-Spannung liegt.
Danke! Habe bisher dafür noch keine Erklärung gefunden! Mal sehen, ob das dann bei mir immer noch funktioniert. Ich hatte vor, das Gate mit 15V anzusteuern. Wenn es im Experiment auch mit weniger geht, dann versuche ich das natürlich auch.
@Alexander: Naja, das Gate auf eine unnötig hohe Spannung aufzuladen, bringt kaum etwas. Es kommt immer auf den Mosfet drauf an, wieviel Spannung Du für Deine Anwendung brauchst. Einfach in den Datenblättern nachsehen.
Koennte man nicht Step Recovery Dioden benutzen um die Flankensteilheit zu erhoehen? Wir hatten sowas mal in einer Vorlesung!Leider hab ichs da nich so ganz geschnallt :( auf jedefall kann man damit auch Rechteckgeneratoren basteln. mfg Chris
@ Michael (ein anderer): Schon klar. Seltsamerweise kam bei LTSpice aber bis zu einer Gatespannung von 60V eine Steigerung des Durchlaßstromes zu stande. Klar, das kann nicht stimmen und außerdem war das irgendein MOS... Ich verwende den BUZ72A und bei ca. 10V dürfte sich da nicht mehr viel tun aber nachmessen werd' ich trotzdem.
@Alexander: Huh... 60 Volt auf's Gate? Da wird vom Mosfet nicht mehr viel übrig bleiben, danach ist er nämlich einfach nur noch kaputt... Und wenn Du in einem Spice so ein Mosfet Model ausserhalb der normalen Parameter betreibst, kommt nur noch Mist heraus. Ein Model ist ja nicht die Wirklichkeit, sondern simuliert bzw. versucht einen kleinen Teil der Wirklichkeit möglichst originalgetreu darzustellen. Kannst es selber mal mit Lt-Spice ausprobieren: Nimm mal eine 1N4148, häng' die an eine Spannungsquelle mit 30 Volt und 0,1 Ohm Innenwiderstand, und miss den Strom. Ich hab's gerade ausprobiert, da behauptet Spice auch, durch die Diode würden 43 Ampere fliessen... Und wenn Du lustig bist, kannst Du das mit Deinem Netzgerät ausprobieren, was eine 1N4148 denn nun wirklich macht, wenn Du sie an 30 Volt direkt hängst... Ich denke aber, das Ergebnis kannst Du Dir denken...
@Christian Hoefling: Naja, was Du verwendest, ist eigentlich egal. Es muss zum schnell Schalten eben nur ordernlich Strom liefern. Wenn ein Gate 50nC benötigt, und Du möchtest den Mosfet in einer Mikrosekunde einschalten, geht das mit gemütlichen 50mA. Wenn Du unter gleichen Bedingungen das in 100ns erledigen willst, braucht's dazu schon 500mA. Das ist auch noch relativ einfach zu schaffen. Wenn der Mosfet dann aber in 10ns schalten soll muss das mit 5 Ampere erledigt werden, und das ist dann richtig kompliziert...
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