Halbbrücke Highside Fet wird heiß

[Daniel B. (yzdani)]

Hallo,

habe ein Problem mit einer Halbbrücke.
Als Treiber verwende ich den IR2110.
Mosfet ist der STP140N6F7 welcher 80 Ampere schaffen sollte.
Wird aber schon bei 6 Amps heiß.
Geschalten wird mit 10Khz was auch kein Problem sein sollte...
Der Einschaltvorgang beträgt ca 50ns
Die Spannung des Netzteiles bricht auch nicht ein.
Die Gate Spannung kommt 12V über die 12V Versorgung.
Geschalten wird eine Ohmsche Last.

Es wurde nur ein Highside Fet verwendet.

Den Schaltplan habe ich angehängt.

Gatewiderstand = 1 Ohm
Bootstrap C =1µ Folie und zusätzlich 470µ Elko Parallel (Nicht im 
Schaltplan)

Danke im Voraus!

Beste Grüße

Daniel

[Klaus R. (klara)]

Wie hoch ist VCC?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Daniel R. schrieb:
> Bootstrap C =1µ Folie und zusätzlich 470µ Elko Parallel
Wie hoch ist die Spannung über deisen Kondensatoren?

BTW: sollte Vss nicht auch mit Masse verbunden werden?

[Daniel B. (yzdani)]

Danke für die Antworten

VCC ist 12V.

Spannung beim Bootstrap C ist 26V

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Daniel R. schrieb:
> VCC ist 12V.
>
> Spannung beim Bootstrap C ist 26V

Das kann nicht sein, wenn du damit die Spannung über dem Bootstrap-C 
meinst. Der lädt sich auf VCC - 0,7V auf. Unglücklicherweise heissen 
sowohl die Lastversorgung als auch die Versorgung der Treiber bei dir 
'VCC'. Ist das wirklich die gleiche Spannung?

Lothar M. schrieb:
> BTW: sollte Vss nicht auch mit Masse verbunden werden?

Auf jeden Fall.

[Daniel B. (yzdani)]

Hab am falschen Pin gemessen.
Es Handelt sich um einen Testaufbau VCC ist mit der Lastspannung 
verbunden

VSS ist mit GND verbunden.

[Marc H. (marchorby)]

Müssen da nicht noch N-Fets (P-Fets) rein?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Marc H. schrieb:
> Müssen da nicht noch N-Fets (P-Fets) rein?
Wo?

Daniel R. schrieb:
> Hab am falschen Pin gemessen.
Hast du ein Oszi?

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Daniel R. schrieb:
> Hab am falschen Pin gemessen.

Direkt über dem Bootstrap Kondensator liegt VCC-0,7V. Der absolute Wert 
gegen Masse hängt vom Pegel an Vs ab, aber Vb ist immer Vs+Vcc-0,7. Die 
0,7V sind die, die an der Diode hängenbleiben.
Apropos Diode - was ist das denn für eine?

[Daniel B. (yzdani)]

Ja

hier der Einschaltvorgang

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Übrigens halte ich 470µF als Bootstrap für ein wenig zu gross. Ich nehme 
ja gerne mal 100µF, wenn ich drei parallele dicke MOSFet schalten will, 
aber 470µF dürfte die Ladungspumpe doch ganz schön beschäftigen. 47µF 
dürften dicke reichen, allerdings sind 50V Typen gar nicht dumm.

[Daniel B. (yzdani)]

Hier mal die Netzteilspannung (blau)
Und die Gatespannung vom Highside Fet (gelb)

[Joe F. (easylife)]

Daniel R. schrieb:
> VSS ist mit GND verbunden.

In deinem Stromlaufplan allerdings nicht...

Daniel R. schrieb:
> Mosfet ist der STP140N6F7 welcher 80 Ampere schaffen sollte.
> Wird aber schon bei 6 Amps heiß.

Überprüfe mal, ob der FET richtig angeschlossen ist. Wenn z.B. Source 
und Drain versehentlich verwechselt wurden, ist er über die Body-Diode 
ständig leitend.

Daniel R. schrieb:
> Die Gate Spannung kommt 12V über die 12V Versorgung.

Das ist u.U. etwas viel.
V_gs sollte +/-20V nicht über-/unterschreiten.

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Hallo,

Daniel R. schrieb:

> Mosfet ist der STP140N6F7 welcher 80 Ampere schaffen sollte.
> Wird aber schon bei 6 Amps heiß.
> Geschalten wird mit 10Khz was auch kein Problem sein sollte...

Wie schaltest Du? Abwechselnd Low-Side und High-Side?
Der Bootstrap-Kondensator kann nur aufgeladen werden, wenn der 
Low-Side-MOSFET der jeweiligen Halbbrücke eine ausreichend lange Zeit 
eingeschaltet wird. Die Dauer muss zur Zeitkonstante von 
Bootstrap-Kondensator und dessen Aufladekreis passen. Viel Kapazität ist 
beim Bootstrap-Kondensator also nicht per se gut.

Grüßle,
Volker.

[Achim S. (Gast)]

Daniel R. schrieb:
> Geschalten wird mit 10Khz

laut Oszi-Bildern aber nicht (da sind es knapp 300Hz).

Leider sieht man in deiner zweiten Messung die absoluten Spannungswerte 
nicht (da der Nullpunkt nicht sichtbar ist). Man kann sie nur für die 
Versorgungsspannung aus der Triggereinstellung ableiten.

Wäre ich an deiner Stelle, dann würde ich

- eine Messung machen, bei der Gate und Source des Highside-FETs 
gleichzeitig sichtbar sind. Die y-Einstellung so, dass man die 
Spannungswerte vernünftig ablesen kann (inkklusive Nullpunkt). Die 
x-Einstellung so, dass man eine gesamte Einschaltflanke sieht. Und dann 
noch eine entsprechende Messung für die Ausschaltflanke.
- eine Messung machen, bei der gleichzeitig die Gates beider FETs (High- 
und Lowside) über mehrere Schaltperioden zu sehen sind (um eventuelle 
Fehlansteuerungen zu erkennen).
- eine Messung machen, bei der gleichzeitig beide Gates zu sehen sind im 
Bereich der Flanke (sowohl für Einschalt- als auch für Ausschaltflanke) 
um zu prüfen, ob es zu Überschneidung kommen kann.
- bei allen Messungen den Tastkopf auf x10 schalten (nicht wie oben x1) 
und den Bildschirm auf einen USB-Stick durcken lassen (statt ihn 
abzuknipsen).

Daniel R. schrieb:
> Wird aber schon bei 6 Amps heiß.

die 6A sind der Strom während der High-Phase oder der mittlere Strom? 
Leitest du den Strom aus der bekannten Last ab (1Ohm bzw. 2Ohm, je 
nachdem welche Angabe für den Strom du gewählt hast) oder misst du den 
irgendwo mit?

[Daniel B. (yzdani)]

Danke für die Ganzen Antworte!

Hab das Problem jetzt gelöst.

Was ich gemacht habe:
-Schaltung besser gestützt mit Folien und Elkos
-VCC und Brückenspannung getrennt
-RCD Snubber dazu gelötet (noch nicht Optimiert)

Ergebnis:
 ca 50 Grad Bei 30 Amps mit kleinem Kühlkörper

Strom wurde an der Netzteilanzeige abgelesen also denke ich er ist 
gemittelt.

Gruß
Dani