Hallo zusammen. Ich baue gerade einen Tiefsetzsteller mit dem Halbbrückentreiber IR2183 auf. Externe PWM-Signale werden auf einen Halbbrückentreiber geführt, der über Optokoppler High und Low-Side MOSFETS ansteuert. Der Schaltplan vom Halbbrückentreiber ist im Anhang. Der Hardwareaufbau ist jetzt fertig und ich habe mir vorm Einschalten die Signale per Oszilloskop angeschaut. Dabei ist mir folgendes aufgefallen: In der ersten Oszilloskopaufnahme ist in blau die PWM am Eingang des Halbbrückentreibers (Punkt X9 im Schaltplan) dargestellt, diese sieht so aus wie gewünscht. In derselben Aufnahme ist in gelb der Ausgang für den unteren MOSFET am Punkt X11 dargestellt. Fällt das PWM-Signal auf LOW, geht das Signal des unteren MOSFET auf high und steuert diesen an. In der zweiten Oszilloskopfaufnahme sind dann die Ausgangssignale für den oberen (blau, Punkt X5 im Plan) und unteren (gelb, X11 im Plan) MOSFET gleichzeitig dargestellt. Der obere MOSFET wird permanent angesteuert, auch wenn die PWM auf null abfällt. Der Ausgang für den unteren MOSFET arbeitet wie gewünscht, nur der obere ist permanent high, auch wenn die PWM beispielsweise komplett auf 0 gefahren wird. Woran kann das liegen? Hat jemand eine Idee oder findet einen Fehler im Plan?
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Michael H. schrieb: > baue gerade einen Tiefsetzsteller mit dem Halbbrückentreiber IR2183 auf. Warum sind da Optokoppler drin, wenn du eh' keine galvanische Trennung hast? Der IR2183 ist nicht dafür designt, ohne(!) zusätzliche Versorgung dauerhaft den High-Side Transistor einzuschalten. Und zudem kann(!) er nur für kurze Zeit den für die LEDs nötigen Strom aus dem C20 und C21 treiben. Ein Tipp: denke dir einfach mal die Innenbeschaltung des IR2183 dazu, dann siehst du, dass dein Ansatz nicht funktionieren wird.
Hallo Lothar. Danke für deine Antwort. Da der IR2183 nur einen begrenzten Strom treiben kann, habe ich Optokoppler nachgeschaltet, die einen höheren Spitzenstrom liefern können, um die FETs schneller einschalten zu können, ohne, dass der Halbbrückentreiber stark belastet wird. Insgesamt stehen für das Schalten des MOSFET und die Ströme für die Optokoppler 35uF zur Verfügung, ist das zu wenig? Es ist ja gerade das Problem, dass der High Side Transistor permanent eingeschaltet ist und nicht abgeschaltet wird. Die Innenbeschaltung hilft mir so nicht weiter. Kannst du bitte erläutern, warum der Ansatz so nicht funktionieren wird? Ich finde den Fehler gerade nicht.
Michael H. schrieb: > Es ist ja gerade das Problem, dass der High Side Transistor permanent > eingeschaltet ist Zeig mal den Rest der Schaltung. Wie sind die Mosfets angeschlossen? Und welche sind das? > Da der IR2183 nur einen begrenzten Strom treiben kann, habe ich > Optokoppler nachgeschaltet, die einen höheren Spitzenstrom liefern > können, um die FETs schneller einschalten zu können Schnell einschalten? Eingeschaltet werden die Mosfets nach dem Schaltplan mit dem 20kOhm Widerstand im Optokoppler. Das ist mal so richtig gemächlich langsam. Und auch nach GND kann der Optokoppler nur recht wenig schalten, 50mA ist nahezu das Höchste der Gefühle... Dagegen macht der IRL mit seiner "Output source/sink current capability 1.4A/1.8A" so richtig Musik.
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Der Gate-Treiber muss die Leichtdiode mit Konstantstrom versorgen, entwickelt werden die Dinger allerdings für die kapazitive Last eines FET-Gates. Lass die Optokoppler weg und hau die FETs direkt dran. Wenn du denkst dass deine Schaltzeiten zu langsam sind (laut DB hat das Ding aber um die 2A Kurzschlussstrom!) dann kannst du z.B. "quasi-resonant Gate drive" aufbauen. Die Bootstrap-Kondensatoren sind übrigens viel zu groß. Wenn man die PWM On-Time, den Leckstrom des FET-Gates und die Gate-Kapazität kennt, kann man die berechnen. Das sind meistens 1µF oder weniger. Das heisst, C21 ist der EINZIGE Kondensator den du brauchst. Und halt die von Vcc nach Masse. Deine Idee mit den Optokopplern ist übrigens auch Kappes. Die laden das Gate ja nur über Pull-Ups. Damit versaust du dir die Einschaltzeiten komplett. Also nochmal zur Zusammenfassung: - Bootstrap Kondensatoren berechnen, typ. 1µF oder weniger - Treiber IC direkt wie im Datenblatt beschrieben anschließen - Falls Schaltzeiten dann zu scheisse: quasi resonant gate drive
Danke für die Antworten. ch habe wie empfohlen die beiden Optokoppler rausgenommen. Diese sind übrigens nicht vom Typ HCLP4506, wie das Symbol es verrät, sondern TLP250 von Toshiba (Habe es im Schaltplan drüber geschrieben). Diese haben keinen internen Widerstand und schalten direkt die Bootstrap-Spannung zu bzw. direkt auf GND. Die Bootstrap-Kondensatoren hatte ich mit 2,7uF berechnet, aber denn einfach viel mehr Kapazität genommen (ich dachte mehr kann ja nicht schaden). Es bleibt derselbe Effekt. Der High-Side Mosfet wird immer eingeschaltet, nur der low side bekommt die PWM zu sehen. Wenn ich den IR2183 komplett aus der Schaltung entferne, diesen alleine auf einem Steckboard mit Spannung versorge und eine PWM am Eingang vorgebe, ist der high side IMMER eingeschaltet. Der low side taktet. Selbst wenn ich die PWM am Eingang dauerhaft auf 0 lege, ist der high side MOSFET dauerhaft eingeschaltet. Ich nehme an, der IR2183 ist defekt. Ich werde mal ein paar neue besorgen müssen.
Du schaltest mit einem BJT eine kapazitive Last von 12V einfach nach GND und ziehst dem IR2183 damit die floating-Versorgungsspannung weg? Ganz großes Tennis.
Michael H. schrieb: > der high side MOSFET Welcher denn? Der hat doch sicher eine Bestellbezeichung?
Sascha schrieb: > Du schaltest mit einem BJT eine kapazitive Last von 12V einfach nach GND > und ziehst dem IR2183 damit die floating-Versorgungsspannung weg? Ganz > großes Tennis. Mit der Bestromung oder Nichtbestromung des Optokopplers schaltet dieser seinen Ausgang entweder gegen Versorgungsspannung (oder Bootstrap-Spannung) oder gegen GND. Die kapaizitive Last, also das Gate des Mosfet, hat natürlich einen Gatevorwiderstand. Somit wird die kapazitive Last niemals ohne Impedanz gegen eine Spannung geschaltet! Somit ziehe ich dem IR2183 auch niemals die Versorgungsspannung weg, diese ist immer stabil und ohne Schwankungen.
Nebenbei: Beide Punkte "hier" sind -High Side VS- ? Kaum, oder?
Michael H. schrieb: > Sascha schrieb: >> Du schaltest mit einem BJT eine kapazitive Last von 12V einfach nach GND >> und ziehst dem IR2183 damit die floating-Versorgungsspannung weg? Ganz >> großes Tennis. > > Mit der Bestromung oder Nichtbestromung des Optokopplers schaltet dieser > seinen Ausgang entweder gegen Versorgungsspannung (oder > Bootstrap-Spannung) oder gegen GND. Die kapaizitive Last, also das Gate > des Mosfet, hat natürlich einen Gatevorwiderstand. Somit wird die > kapazitive Last niemals ohne Impedanz gegen eine Spannung geschaltet! > Somit ziehe ich dem IR2183 auch niemals die Versorgungsspannung weg, > diese ist immer stabil und ohne Schwankungen. Davon solltest du mal einen Schaltplan machen. Das hörte sich hier: " Diese sind übrigens nicht vom Typ HCLP4506, wie das Symbol es verrät, sondern TLP250 von Toshiba (Habe es im Schaltplan drüber geschrieben). Diese haben keinen internen Widerstand und schalten direkt die Bootstrap-Spannung zu bzw. direkt auf GND. " nämlich noch ganz anders an. Hättest natürlich auch einfach sagen können dass die TLP eine Gegentaktendstufe eingebaut haben. Mit den TLP kannst du übrigens auch den IR2183 komplett ersetzen und mit denen eine eigene Bootstrap-schaltung aufbauen. Aber nur wenn du die galvanische Trennung brauchst, wenn nicht, dann TLP weg und IR richtig beschalten.
Alfred B. schrieb: > Kaum, oder? Uppps...man kann sie ja zusammenklemmen. Harrgott, was ein komplizierter Gate-Treiber! Schlimm.
Naja wenn man 30 Bootstrap Kondensatoren einbauen will, wird der Platz im Schaltplan irgendwann eng. Dann muss man oben rechts son Gedödel dranbauen ;)
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Michael, bitte sag doch mal, welche FETs Du hier wofür genau schalten willst - bitte. Oder statt wofür genau - zumindest ungefähr. Und ob (mehr als Level-Shift) galvanische Trennung nötig ist (und ohne wofür genau evtl. noch warum). Sascha schrieb: > quasi resonant gate drive Kenne ich persönlich nur ohne "quasi". Wird meist gemacht in Richtung MHz, weil sonst die Spule(n) recht groß würden. (Wen das nicht stört, kann trotzdem von den niedrigeren Leitverlusten des Drivers profitieren.) Übrigens braucht man für den spar-/wirksamsten "Resonant Gate Driver" noch etwas Hühnerfutter, weil die Signale (s. Anhang) erst erzeugt werden müssen.
Sascha schrieb: > Naja wenn man 30 Bootstrap Kondensatoren einbauen will, wird der Platz > im Schaltplan irgendwann eng. Dann muss man oben rechts son Gedödel > dranbauen ;) Erstens das, und zweitens hab ich persönlich noch nie einen HVIC gesehen, der Gate-Drive-Koppler treibt. Ich zumindest... ;-)
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