Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche Mosfet Treiber für hohe Spannungen


von tom r. (Firma: tub) (tomtub)


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Hallo zusammen,

ich baue gerade einen Bididrektionalen Schalter (Strom kann in beide 
Richtungen fließen) mithilfe zweier N-Kanal Mosfets auf. Meine 
Vorraussetzungen sind: ich will 2-5 kW übertragen können. Meine 
geschaltete Busspannung soll ca. 100V betragen und die Mosfets sollen 
standardmäßig "durchgeschaltet" sein (also wenn ich z.B. den Bus an eine 
100V Spannungsquele anschließe soll er sofort durchschalten). Außerdem 
soll mein Schalter lange denselben Schaltzustand behalten, weswegen ich 
mit Bootstrap nicht direkt etwas anfangen kann.

Mosfets dafür zu finden ist nicht das Problem. Aber die Ansteuerung der 
Mosfets stellt mich doch vor größere Probleme, da es irgendwie sehr 
wenige ICs gibt, die etwas mit der hohen Busspannung anfangen können: 
das einzige, was ich bis jetzt gefunden habe ist z.B. so was hier:

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs21850spbf.pdf

Ich wollte mal rumfragen, ob ihr da irgendwelche Tipps habt, und was ihr 
von dem oben genannten Treiber haltet? Leider verstehe ich noch nicht 
ganz, wie der oben genannte Treiber funktioniert. Weil eine richtige 
Bootstrap Schaltung oder sowas ist das ja nicht?

Ansonsten habe ich mir die relevanten Seiten auf Microcontroller.net 
bereits alle durchgelesen (wie z.B. 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber) außerdem hab ich die 
Hersteller: linear, irf, infineon, TI, stm schon ziemlich 
durchgeforstet, aber so richtig was "wahres" hab ich da noch nicht 
gefunden.

von Rocker (Gast)


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tom mesch schrieb:
> Leider verstehe ich noch nicht
> ganz, wie der oben genannte Treiber funktioniert. Weil eine richtige
> Bootstrap Schaltung oder sowas ist das ja nicht?

Doch, das ist eine Bootstrapschaltung (erkennbar an der Diode und dem 
Kondensator).

Die einzige (!) Möglichkeit, einen Highside Mosfet dauerhaft einschalten 
zu können, ist eine isolierte Spannungsversorgung für den Gatetreiber. 
Typischerweise generiert maqn sich ein Rechteck auf ~500kHz, steuert 
damit einen kleinen Trafo an, richtet die Spannung gleich und versorgt 
damit die Ausgangsstufe des Gatetreiber ICs. Die Masse der isolierten 
Versorgung hängt dabei auf Sourcepotential des FETs.

Da kommst Du nicht drum herum, es sei denn Du verwendest ein Relais. Aus 
Deiner Beschreibung geht nämlich nicht hervor, warum es ein MOSFET sein 
muss.

von hans (Gast)


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Hi, schau dir mal den ADUM5230 von Analog Devices an. Der hat die 
isolierte spannungsversorgung integriert und ist daher auch für 
constant-on schaltungen brauchbar.
Hans

von Jörg E. (jackfritt)


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Der treibt nur leider nix. Will sehen wie der 2-5kW mit entsprechenden 
FET treibt.
Es gibt zwar ein Beispiel im Datenblatt für mehr Leistung aber die wird 
aus dem Treiber versorgt. Nur wenn der nix kann wird das so nix.
Oder habe ich gerade Denkpause?

von hans (Gast)


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Der TO sagt, dass er eine bus-spannung schalten möchte. Daher gehe ich 
davon aus, dass der MOSFET quasi stationär, also nicht getaktet betrieb 
wird. Da der MOSFET stationär keine steuerleistung benötigt, kann man 
auch mit schwachen treibern ohne weiteres leistungen im kW- bereich 
schalten. die schaltzeit ist natürlich nicht sehr flott, je nach 
gate-kapazität vielleicht einige mikrosekunden. da muss tom eben 
checken, ob seine schaltung damit klar kommt.
hans

von tom r. (Firma: tub) (tomtub)


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Rocker schrieb:
> Doch, das ist eine Bootstrapschaltung (erkennbar an der Diode und dem
> Kondensator).

Alles klar, jetzt hab ich es verstanden, danke :)

> Deiner Beschreibung geht nämlich nicht hervor, warum es ein MOSFET sein
> muss.

haben diverse Gründe: unter anderem Korrosion, hohe mechanische 
Belastung, EMV-Verträglichkeit, Bauteilgröße und noch einiges mehr.

hans schrieb;
>Der TO sagt, dass er eine bus-spannung schalten möchte. Daher gehe ich
>davon aus, dass der MOSFET quasi stationär, also nicht getaktet betrieb
>wird.

Jupp. genau so ist es bei uns. Danke für den Link. ich werde mir das 
Teil mal angucken.

von tom r. (Firma: tub) (tomtub)


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Was ich auch nochmal fragen wollte: wäre es möglich (weil ich, wie oben 
erwähnt keine hohen Schaltfrequenzen brauche) Einfach einen 
Ladungspumpen-IC, oder einen simplen DCDC-Wandler auf der Highside zu 
benutzen, um die Spannung 12V über die Busspannung zu transformieren? 
die meisten ICs in der Art haben ja auch einen Ein/Ausschalter, den man 
als Logik benutzen könnte.

Ansonsten: was haltet ihr von der Schaltung auf Abbildung 16?

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf

Apropos:
Das ist eine Schaltung, die ich auch schon im Auge hatte. Aber da muss 
richtig viel drumherum gebaut werden. ein eigener dedizierter 
DCDC-Wandler, Spulen/Dioden uswusw... ich würde das ganze aus 
Platzgründen gerne auf ein Minimum reduzieren.

http://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN1096.pdf

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