Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik High side switch Problem mit MCP1415/16


von Martin (Gast)


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Hallo,

ich habe seit längerem ein Problem mit meinem Projekt.
Im ausschnitt sieht man gut das Power management und die verwendeten 
Treiber.
Das Problem an der sache ist sehr kurios und zwar folgendermaßen:
1. Alle Bauelemente nachgemessen und evtl. defekte ersetzt
2. Inbetriebnahme mit ~20V
3. Oszi an die wichtigen punkte gehalten und für gut befunden
4. Der High side MCP1415 wird schlagartig heiß und brennt durch (nach 
einer minute etwa)
5. Kurzschluss der beiden FETs

Wichtig noch zu erwähnen: Die mit "15V Float" angegebene Spannung kommt 
von einer Chargepump mit Z-Diode, so das immer Vout+15V vorhanden sind. 
Ich möchte auch 100% high pegel erreichen, was auch der grund dafür ist 
das ich keinen fertigen Baustein genommen habe. Die beiden Kerkos sind 
zur verzögerung eingebaut das ich eine gewisse dead-time habe.

Was kann das sein, ich muss einen dummen Denkfehler darin haben den ich 
nicht sehe. Für eure hilfe währe ich sehr Dankbar!

Gruß Martin

von Gerhard G. (g_g)


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Hallo,

du verbindest zwei PWM-Potentiale miteinander. Soll das phasengerecht 
passieren? öffne zum Testen die Verbindung zwischen T1/T3 und T2/T4.

Dann sollte zumindest die Schaltung als solche funktionieren.

Obiger Teil arbeitet dann gegen GND und der untere Ast würde gegen 20-50 
Volt arbeiten. Dementsprechend halt die Last schalten.

Gruß G.G.

von Gerd E. (robberknight)


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Martin schrieb:
> Wichtig noch zu erwähnen: Die mit "15V Float" angegebene Spannung kommt
> von einer Chargepump mit Z-Diode, so das immer Vout+15V vorhanden sind.

Wie machst Du das genau?

Was hast du von da für Kapazitäten gegen das GND der gesamten Schaltung?

Bedenke daß sich der Bezugspunkt der 15V Float je nach Schaltzustand der 
FETs schlagartig ändert. Wenn da irgendwo nen größerer Kondensator gegen 
GND vorhanden ist, dann kann der Dir die Spannung über das max Vcc von 
Deinem Treiber bringen bevor die Z-Diode anfängt zu leiten.

Duch schlechtes Layout können solche Effekte noch verstärkt werden.

von Martin (Gast)


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Danke für die Tips!

Ohne die FETs bzw. ohne Vin (nur reiner gate drive) läuft ja alles 
super.
Aber klar, sobald der Low-side schaltet bin ich mit meiner Floatenden 
Spannung zu hoch!
Habt ihr Ideen wie ich das besser machen könnte?

von Martin (Gast)


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Hallo,

ich habe das problem jetzt mittels Bootstrapping mit einer SS14 Diode 
und eines 47uF Ultra low ESR elkos gelöst! 100% pwm gehen dadurch ja 
nicht mehr aber ich muss mal testen wie weit ich komme.

Könnte man alternativ auch die Chargepump nutzen und am Gate driver eine 
P6SMB15A hängen? Oder gibt das wieder die selben Effekte wie vorher?

Gruß Martin

--------------------------------
Anhang:
http://www.vishay.com/docs/88370/p6smbseries.pdf
http://www.vishay.com/docs/88746/ss12.pdf

von Gerd E. (robberknight)


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Martin schrieb:
> Könnte man alternativ auch die Chargepump nutzen und am Gate driver eine
> P6SMB15A hängen? Oder gibt das wieder die selben Effekte wie vorher?

Also ich würde sagen daß ist an den Symptomen rumgedoktort anstatt die 
Ursache gelöst. Du müsstest mit dem Oszi sehr genau ausmessen daß Du nie 
übers Maximum von dem Treiber kommst. Und das bei allen für Deine 
Schaltung zulässigen Temperaturen und Belastungen, mit einer breiten 
Streuung von TVS-Dioden.

Ich würde eher statt einer Kondensator-basierten Chargepump einen 
Trafo-basierten isolierenden DC/DC-Wandler holen. Gibt es als fertige 
Bausteine, kann man aber auch mit passenden ICs und Trafos von der 
Stange selbst machen. Aber auch hier beim Aufbau Vorsicht mit den 
Kapazitäten. Es gibt z.B. fertige Module die zur Entstörung einen 
Kondensator zwischen primär un dsekundär haben. Die musst Du meiden.

von Martin (Gast)


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Das hört sich gut an. Jedoch funktionieren die doch auch nicht mit 100% 
pwm oder gibt's da spezielle? Gefunden habe ich diese Beispiele:

http://www.datasheetarchive.com/files/international-rectifier/docs/wcd00001/wcd00167.htm

Ich werde mal weiter lesen in der Hoffnung das ich was finde...

von Martin (Gast)


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Entschuldige bitte ich hatte dich missverstanden!
Genau wie du meintest, mit einem dc/dc isolated Converter werde ich das 
nun realisieren!

Klasse Idee, danke Gerd.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Martin schrieb:
> mit einem dc/dc isolated Converter werde ich das nun realisieren!
> Klasse Idee, danke Gerd.
Naja, die Idee dafür ist uralt, und eines gibts dazu noch anzumerken: 
achte auf eine geringe Koppelkapazität zwischen Primär- und 
Sekundärseite. Denn hier wackelt ja ständig der Schwanz (Brückenmitte) 
mit dem Hund (komplette Ansteuerung incl. Sekundärseite des DCDC).

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