Hallo Leute, Ich habe mir grad mal die MOSFET Treiber Schaltung aus dem Artikel http://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber zu Gemüte geführt. Ich möchte eine Ohm'sche Last mit 24V/1A damit Schalten. Zielfrequenz der PWM ist der einstellige kHz-Bereich. In dem Artikel steht: "Achtung! Auch wenn bei FETs eine Diode (Bodydiode) implementiert ist, muss bei induktiven Lasten oder langen Zuleitungen sowohl bei FETs als auch bei IGBTs eine schnelle Diode parallel zum Leistungsschalter eingesetzt werden. Diese Diode – die hier im Beispiel nicht gezeigt ist – muss räumlich direkt neben dem Leistungsschalter platziert werden." Da ich eine sehr lange Zuleitung habe (Doppeldeutigkeit nicht beabsichtigt!) wollte ich auf Nummer sicher gehen und solch eine Freilaufdiode einbauen. Allerdings ergibt die Position die im Artikel vorgeschlagen wird für mich überhaupt keinen Sinn! Neben dem Leistungsschalter kann sie doch gar nichts ausrichten, genau wie die "Bodydiode" die ja bereits vorhanden ist. Wenn die Induktive Last versucht den Strom nach abschalten aufrecht zu erhalten müsste eine schützende Diode doch parallel zur Last, oder nicht? Könnt ihr mir noch einige Tipps zum Dimensionieren der Bauteilwerte geben? Lieber Hilfe zur Selbsthilfe als eine Silbertablett-Lösung. Vielen Dank =)
@ Mirco Grübner (raccoon) >Freilaufdiode einbauen. Allerdings ergibt die Position die im Artikel >vorgeschlagen wird für mich überhaupt keinen Sinn! Naja, der Artikel ist hier eher verwirrend. Der Author redet von Halb- und Vollbrücken, dort kommen die Freilaufdioden antiparallel zu den Schaltern. Beim Einquadrantensteller kommt sie antiparallel zur Last! http://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern#Freilaufdiode "Gelegentlich sieht man auch Dioden in Sperrichtung über die Schaltstrecke (Kollektor-Emitter, Source-Drain), die machen sowas ähnliches. Das klappt aber nur bei Halb-und Vollbrücken! Einfache Emitterschaltungen wie sie hier gezeigt sind brauchen eine Diode antiparallel zum Relais! " >Last versucht den Strom nach abschalten aufrecht zu erhalten müsste eine >schützende Diode doch parallel zur Last, Sicher. >Könnt ihr mir noch einige Tipps zum Dimensionieren der Bauteilwerte >geben? Lieber Hilfe zur Selbsthilfe als eine Silbertablett-Lösung. http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM
Mirco Grübner schrieb: > Neben dem Leistungsschalter kann sie doch gar nichts ausrichten, genau > wie die "Bodydiode" die ja bereits vorhanden ist. Wenn die Induktive > Last versucht den Strom nach abschalten aufrecht zu erhalten müsste eine > schützende Diode doch parallel zur Last, oder nicht? Ja schon, nur ist die Induktivität der langen Zuleitung auch Teil der induktiven Last und deren Wirkung kann nur bei Positionierung der Freilaufdiode am Leistungsschalter aufgefangen werden.
> wie die "Bodydiode" die ja bereits vorhanden ist
Nicht jede eingebaute Schutzdiode muß für jeden PWM-Verbraucher
ausreichend sein. Außerdem wäre zu klären, ob man die entstehende Wärme
unbedingt an an diesem Chip haben möchte.
Zusätzliche Schutzdioden können durchaus ein Kostenvorteil sein, wenn
man dadurch den Rest besser schützt und nicht 500km zum Kunden fahren
muß wegen eines Garantiefalls...
oszi40 schrieb: >> wie die "Bodydiode" die ja bereits vorhanden ist > > Nicht jede eingebaute Schutzdiode muß für jeden PWM-Verbraucher > ausreichend sein. Außerdem wäre zu klären, ob man die entstehende Wärme > unbedingt an an diesem Chip haben möchte. > > Zusätzliche Schutzdioden können durchaus ein Kostenvorteil sein, wenn > man dadurch den Rest besser schützt und nicht 500km zum Kunden fahren > muß wegen eines Garantiefalls... Da hast du mich falsch verstanden, ich habe nicht die zusatzdiode an sich in Frage gestellt, dass sich ein paar-Cent Bauteil als Unterstützung zu einer eingebauten Notlösung rechnen kann möchte ich gar nicht anzweifeln. ich würde sie auch einbauen wenn ich mir sicher wäre, dass ich eine rein Ohm'sche Last treibe. Falk Brunner schrieb: > Naja, der Artikel ist hier eher verwirrend. Der Author redet von Halb- > und Vollbrücken, dort kommen die Freilaufdioden antiparallel zu den > Schaltern. Beim Einquadrantensteller kommt sie antiparallel zur Last! Dacht ich mir doch das da irgendwas nicht passt :/ Danke für die Links, die werde ich jetzt erstmal studieren.
Mirco Grübner schrieb: > Neben dem Leistungsschalter kann sie doch gar nichts ausrichten, genau > wie die "Bodydiode" die ja bereits vorhanden ist. Wenn die Induktive > Last versucht den Strom nach abschalten aufrecht zu erhalten müsste eine > schützende Diode doch parallel zur Last, oder nicht? Kommt auch auf den richtigen AUFBAU an. Eine Schutzdiode "an der Quelle des Übels" verhindert, daß die böse Abschaltsspannung nicht in die restliche Schaltung gelangt. Es kann aber auch nützlich sein, bei langer Leitung den Rest der Schaltung zu schützen und auf eventuelle Masseprobleme zu achten.
@ oszi40 (Gast) >Kommt auch auf den richtigen AUFBAU an. Eine Schutzdiode "an der Quelle >des Übels" verhindert, Nicht unbedingt. >daß die böse Abschaltsspannung nicht in die >restliche Schaltung gelangt. Es kann aber auch nützlich sein, bei langer >Leitung den Rest der Schaltung zu schützen und auf eventuelle >Masseprobleme zu achten. Eben darum sitzt die Freilaufdiode sinnvollerweise am Treiber, eben weil die lange Leitung auch eine Induktivität darstellt. Der Last/Leitung ist das egal, die geht nicht kaputt, der Treiber/Transistor schon.
Falk Brunner schrieb: >>Kommt auch auf den richtigen AUFBAU an. Eine Schutzdiode "an der Quelle >>des Übels" verhindert, > > Nicht unbedingt. Was meinen Sie damit? >>daß die böse Abschaltsspannung nicht in die >>restliche Schaltung gelangt. Es kann aber auch nützlich sein, bei langer >>Leitung den Rest der Schaltung zu schützen und auf eventuelle >>Masseprobleme zu achten. > > Eben darum sitzt die Freilaufdiode sinnvollerweise am Treiber, eben weil > die lange Leitung auch eine Induktivität darstellt. Der Last/Leitung ist > das egal, die geht nicht kaputt, der Treiber/Transistor schon. Die Freilaufdiode sitzt vor allem deswegen am Treiber, weil man bei irgendeiner induktiven Last nicht davon ausgehen kann, dass dort entsprechende Maßnahmen getroffen worden sind. Niemand verlässt sich im Systemverbund auf eine "ungefährliche" Last, sondern schützt seine eigene Schaltung so, dass sie auch unter Worst-Case-Bedingungen sicher ist.
oszi40 schrieb: > Mirco Grübner schrieb: >> Neben dem Leistungsschalter kann sie doch gar nichts ausrichten, genau >> wie die "Bodydiode" die ja bereits vorhanden ist. Wenn die Induktive >> Last versucht den Strom nach abschalten aufrecht zu erhalten müsste eine >> schützende Diode doch parallel zur Last, oder nicht? > > Kommt auch auf den richtigen AUFBAU an. Eine Schutzdiode "an der Quelle > des Übels" verhindert, daß die böse Abschaltsspannung nicht in die > restliche Schaltung gelangt. Es kann aber auch nützlich sein, bei langer > Leitung den Rest der Schaltung zu schützen und auf eventuelle > Masseprobleme zu achten. Das ist nicht das Problem, dass ich habe! Sagen wir mal die Diode ist parallel zu MOSFET verbaut, natürlich in Sperrrichtung, sonst könnten wir uns auch den MOSFET sparen ;) Jetzt wird eine Induktive Last abgeschaltet und will den Strom aufrecht erhalten die entstehende Spannung kann aber nicht weg weil die Diode ja in Sperrrichtung eingebaut ist! Die Diode hat also gar nichts mit der induktiven Last zu tun. wäre der Mostet ein Relais und Diode parallel zu den Steuerleitungen der Spule, würde ich den Sinn ja verstehen da hier der Schalter selber induktiv ist aber bei einem MOSFET will sich mir das nicht ganz erschließen. Eins nehme ich schonmal mit. Ich brauche auf jeden fall eine Diode antiparallel zur Last, wenn ich Induktive Lasten treiben will. Aber was die Diode in und am MOSFET soll ist mir noch nicht klar. MFG
@ Mirco Grübner (raccoon) >Eins nehme ich schonmal mit. Ich brauche auf jeden fall eine Diode >antiparallel zur Last, wenn ich Induktive Lasten treiben will. Ja. > Aber was >die Diode in und am MOSFET soll ist mir noch nicht klar. Hä? Ich dachte du hättest es kapiert? Beitrag "Re: Freilaufdiode MOSFET Treiber an falschem Platz?"
Eine Diode die "parasitär" also prozessbedingt als "Nebeneffekt" in einem FET implementiert ist, hat deutlich schlechtere Eigenschaften, als eine Diode, die speziell darauf gezüchtet wurde sehr schnell und mit möglichst wenig unerwünschten Schwingungen ein- bzw. auszuschalten. Die Diode im FET hat z.B. eine trr von 300ns, eine schnelle separate Diode z.B. 50..75ns. Das heißt, daß die Energie die in der Rückstromspitze gespeichert ist auch deutlich geringer ausfällt. Wenn Du zwei Dioden parallel schaltest leiten beide entsprechend ihrer Kennlinie und entsprechend der Ansprechzeit. Die Schnellere übernimmt also zuerst Strom, dabei steigt dann der Strom und damit der Spannungsfall an der Diode und schließlich leitet auch die andere Diode. Je nach Anwendungsfall verwendt man auch Schottky-Dioden und trotzdem übernimmt die parasitäre Diode im FET einen Teil des Stromes. Übrigens: Die Diode wird PARALLEL und nicht antiparallel zur Diode im FET geschaltet, sonst wäre sie ja immer leitend. Des Weiteren sitzt diese Freilaufdiode immer parallel und in kürzestem Abstand zum FET. Diese Diode in Halb- bzw. Vollbrücken ist notwendig, damit der Strom in einer induktiven Last - und eine Last hat immer einen induktiven Anteil - immer einen Pfad hat, in dem er weiterfließen kann. Unterbrechungen, wie sie z.B. beim Umschalten von LS zum HS Schalter immer stattfinden, führen im o.g. Fall ohne Diode zu einem kurzen aber hohen Spannungsspike, der dazu führt, daß der magische Rauch aus dem Silizium austritt. Klar gibt es Fälle, in denen diese Diode auch unnötig ist...
Falk Brunner schrieb: > Der Last/Leitung ist das egal, die geht nicht kaputt, > der Treiber/Transistor schon. Stimmt. Ungünstige Leitungsführung könnte jedoch woanders zusätzlich noch einigen Ärger verursachen. Deswegen oben mein kleiner Denkanstoß zum Aufbau. Ein schönes Beispiel dafür war auf Lothars Seite mit der Schaltregler-Layout-Verbesserung. http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layo
Falk Brunner schrieb: > @ Mirco Grübner (raccoon) > >>Eins nehme ich schonmal mit. Ich brauche auf jeden fall eine Diode >>antiparallel zur Last, wenn ich Induktive Lasten treiben will. > > Ja. > >> Aber was >>die Diode in und am MOSFET soll ist mir noch nicht klar. > > Hä? Ich dachte du hättest es kapiert? > > Beitrag "Re: Freilaufdiode MOSFET Treiber an falschem Platz?" Ich hab kapiert, dass die Diode im FET bei mir nicht zum Tragen kommt und ich deswegen keine weitere außerhalb des FETs brauche (Die Bemerkung aus dem Artikel http://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber "Achtung! [...] bei induktiven Lasten oder langen Zuleitungen muss [...] bei FETs [...] eine schnelle Diode parallel zum Leistungsschalter eingesetzt werden." Für die gezeigten Beispiele auf die sich dieser Satz bezieht schlicht falsch ist. Die Diode muss antiparallel zur LAST) Ich hatte nur noch das Gefühl, wenn die Hersteller sowas schon da rein Bauen muss die Bodydiode ja irgendwie immer zum Tragen kommen. Dem ist anscheinend nicht so. Damit wäre das geklärt. Nochmals vielen Dank.
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