Hallo zusammen, ich bin derzeit auf der Suche nach einem High-(&Low-)Side Mosfet/IGBT-Treiber, der eine Offset-Spannung bis 600V mitmacht. Das an sich ist kein Problem, da gibt es von Fairchild (FAN7382/FAN7390/...) schöne Treiber-ICs, mit denen ich auch ein Gate eines Power-MOSFET, bzw. IGBT gut leerräumen kann. Da die Transistoren aber als Schalter in einer PWM fungieren sollen, soll das schnell gehen. Und damit die Frequenz hoch kann, noch schneller. Wenn ich z.B. eine Gateladung von 120nC @ 10V habe und einen FAN7390 verwende (4500mA Strom), dann ist das Gate nach optmistischen t=Q/I 27ns leer. Trotzdem will der Chip sich vor dem Leerräumen eine Propagation-Delay-Time von bis zu 200ns gönnen. Mir ist bewusst, dass das schon ziemlich gut ist, sobald ich aber mit der Schaltfrequenz sehr hoch gehen möchte, komme ich sehr nah an die Grenze dessen, was alleine der Treiberchip kann. Meine Tastverhältnisse der PWM können teilweise recht stark variieren (0,125...0,875 als Arbeitspunkt). Bevor ich mich damit befasse, ob es durch eine individuelle Treiberschaltung noch schneller gehen könnte (müsste mich einarbeiten), suche ich erstmal ab, was es so auf dem Markt gibt und würde mich über den ein oder anderen Tipp sehr freuen! Viele Grüße! P.S.: Linear Technologies habe ich abgegrast - wunderschön bis 114V, danach totenstill :(
Wäre da ein Impulstrafo nicht der einfachste Weg?
Nicht die Durchlaufzeit bestimmt die max. Schaltfrequenz, sondern die Anstiegs-/Fallzeiten. Ich frag mich vor allem, wie du die EMV-Kriterien mit so einer Schaltung auch nur näherungsweise einhalten willst. Hoffentlich ist das Ding weit von hier entfernt.
ArnoR schrieb: > Nicht die Durchlaufzeit bestimmt die max. Schaltfrequenz, sondern die > Anstiegs-/Fallzeiten. Sie mag nicht die max. Schaltfrequenz des Highside-Treibers (+angeschlossenem MOSFET) begrenzen, wohl aber die max. Schaltfrequenz der (Halb-)Brücke...
Hast du schon mal hier nachgeschaut? http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#Mosfet-Treiber
Michael schrieb: > Sie mag nicht die max. Schaltfrequenz des Highside-Treibers > (+angeschlossenem MOSFET) begrenzen, wohl aber die max. Schaltfrequenz > der (Halb-)Brücke... Nein, die Durchlaufzeiten guter Treiber-ICs sind bei High- und LowSide weitgehend gleich, beim IR2110 z.B. ist die Differenz unter 10ns. Damit schalten beide Treiber gleichzeitig.
ArnoR schrieb: > Nicht die Durchlaufzeit bestimmt die max. Schaltfrequenz, sondern die > Anstiegs-/Fallzeiten. Willst du damit sagen, dass so ein Baustein direkt nach dem Einschalten des Transistors, [i]sofort[/i] wieder ausschalten kann, ohne, dass ich die Protagation-Delay-Time (=PDT) abwarten muss? Ich bin davon ausgegangen, dass nach dem PWM-Puls die PDT+Anstiegszeit abläuft und nach dem Anstieg die PDT wieder ablaufen MUSS, ehe es wieder runter geht. Bzw. umgekehrt, nach einem Abfall ein Anstieg. So, wie ihr das gerade beschreibt, soll es einfach ein Zeitoffset gegenüber dem Eingangssignal sein, der aber nicht die maximale Schaltfrequenz begrenzt. Oder doch nicht?
alias5000 schrieb: > Willst du damit sagen, dass so ein Baustein direkt nach dem Einschalten > des Transistors, [i]sofort[/i] wieder ausschalten kann, ohne, dass ich > die Protagation-Delay-Time (=PDT) abwarten muss? Nein, die PDT musst du immer abwarten, aber wen stört das? Die Taktung am Eingang erscheint nur etwas verzögert am Ausgang, der sonstige Verlauf bleibt gleich.
alias5000 schrieb: > So, wie ihr das gerade beschreibt, soll es einfach ein Zeitoffset > gegenüber dem Eingangssignal sein, der aber nicht die maximale > Schaltfrequenz begrenzt. Ja, genau so ist es. Schau dir einfach die Timing-Diagramme der Treiber an, da kann man das gut sehen.
Das war mir bisher aus den Datenblättern von IR2113, FAN7390 und LT4446 nicht so recht ersichtlich, bist du dir da sicher?
Angehängte Dateien:
-
IR2113timing.jpg
32 KB
Hier im Bild sind das to und toff vom IR2113, was ist daran nicht ersichtlich?
Du hast dort eine Ton, die von einer tr gefolgt wird. Dann ist /lange Pause/ und dann kommt eine toff+tf - Serie. Meine Frage wäre, ob eine Folge ton+tr+tf möglich ist (--> toff wird im Ausgangsbild nicht sichtbar, sondern stellt nur eine Verzögerung zwischen Eingangspwm und Ausgangsreaktion dar). Auf diese Art habe ich deine Antwort bisher interpretiert. Richtig?
Ich möchte mein Thema ein wenig fortsetzen und ihm eine andere Richtung geben. _Kernfrage_: Was für Treiber (-bausteine/-Schaltungen) gibt es noch abseits der Bootstrapschaltung für High-Side-Mosfets? Ich brauche ein hohes PWM-Tempo, aber auch ein Tastverhältnis von 100% bzw. 0% (soll heißen: High-Side Mosfet immer an) Etwas ausführlicher: Ich habe 4 Halbbrücken, von denen 2 im PWM-Betrieb recht schnell arbeiten sollen (die 27ns von oben waren schon etwas übertrieben, trotzdem soll es schnell gehen können), die anderen beiden sollen eine PWM von 0% haben, d.h. der High-Side Mosfet ist immer an, der Low-Side immer aus. Kurze Nachladezeiten (Duty-Cycle=99,9% oder so) kann ich mir aller Voraussicht nach nicht leisten. Im Buch "Schaltnetzteile und ihre Peripherie" (U-Schlienz) ist eine Schaltung mit Impulsübertrager gezeigt, die dies anbieten würde (Ladung wird im Gate durch Dioden festgehalten, Impulse an der Ansteuerseite schieben neue Ladung auf die Sekundärseite des Übertragers). Alles in allem wird die Schaltung doch recht groß - und das nur für einen High-Side Mosfet (Low-Side ist da nicht mit drin). Was gibt es denn bei Impulsübertragern für "Grundschaltungen"? Gibt es noch andere Schaltungen, die irgendwas in die Richtung bringen würden? --- Ich kenne auch noch die Variante, Mosfets mit Photo-Optokopplern zu schalten (z.B. APV1121S). Die sind allerdings sehr langsam, dafür erlauben sie die 100%. Wenn alle Stricke reißen, könnte man vielleicht auch eine Kombination aus Opto und Boostrap fahren... (mein Magen grummelt...) Ich suche Alternativen, damit ich weitersuchen kann. Vielen Dank! Marten P.S., Michael: möglicherweise wird es doch so sein.
@ Marten P. (alias5000) >Ich kenne auch noch die Variante, Mosfets mit Photo-Optokopplern zu >schalten (z.B. APV1121S). Die sind allerdings sehr langsam, dafür >erlauben sie die 100%. Es gibt sehr schnelle Optokoppler, sogar mit intergrierten MOSFET-Treibern. Avago hat da viele. > Wenn alle Stricke reißen, könnte man vielleicht >auch eine Kombination aus Opto und Boostrap fahren... (mein Magen >grummelt...) Mach doch einfach eine kleine, galvanisch getrennte Stromversorgung, schon ist alles paletti. MFG Falk
> Ich suche Alternativen, damit ich weitersuchen kann.
Du könntest einen IC wie den ISO721 nehmen und damit einen schnellen
Low-Side Treiber ansteuern. Du brauchst dazu eine potentialfreie
Spannungsversorgung, um die Sekundärseite des ISO721 und den
Gate-Treiber zu versorgen.
Damit kann man eine propagation delay von ca. 70ns erreichen, der ISO721
hat ca. 20 ns und ein schneller Low-Side Treiber hat ungefähr 50 ns.
>_Kernfrage_: Was für Treiber (-bausteine/-Schaltungen) gibt es noch >abseits der Bootstrapschaltung für High-Side-Mosfets? Ich brauche ein >hohes PWM-Tempo, aber auch ein Tastverhältnis von 100% bzw. 0% (soll >heißen: High-Side Mosfet immer an) Eine Möglichkeit der 100% Ansteuerung eines Highside MOSFET mit relativ geringem Aufwand findet sich in folgender AppNote: http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf Gemeint ist das Schaltbild gemäß Figure 16
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