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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet mit Impulstrafo ansteuern


Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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ich wollte mal etwas experimentieren und einen High-side-Mosfet mit 
Impulstrafo ansteuern. Normalerweise nehme ich einen Optokoppler.

Also habe ich auf einen kleinen Topfkern (ca. 2cm) zwei mal 40WND 
aufgewickelt.
Ich komme damit auf je 5mH.
Am Eingang liegt ein Rechteck von 10V an.

Der Ausgang liegt direkt auf dem MOSFET.
Leider sieht die Gatespannung furchtbar aus (wilde Schwingungen)
Durch einen kleinen Gatevorwiderstand werden die Schwingungen etwas 
gedämpft.
Ich dachte eigentlich am Gate hätte ich einen Rechteck.
Auch Übertrager die ich aus Schaltnetzteilen ausgebaut haben 
funktionieren nicht besser.
Mache ich da was falsch? Gibt es irgendwo Infos?

Autor: snwoman (Gast)
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hast du den widerstand parallel oder seriell zum spulenausgang? 
vielleicht mal ändern...

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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ich habe schon eines versucht, aber richtige Infos wären mir lieber, ich 
will ja verstehen wie es geht.

Autor: Hauke Radtki (lafkaschar) Benutzerseite
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>Leider sieht die Gatespannung furchtbar aus (wilde Schwingungen)

Vielleicht ein schwingkreis mit der Gatekapazität?

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, Stefan,


Du: "Der Ausgang liegt direkt auf dem MOSFET..."

...und bildet mit der Gatekapazität einen Schwingkreis.
Dessen Schwingungen durch die Gate-Schutzdioden begrenzt werden.

Schau mal bei Microchip in die Application Note AN898, bei International 
Rectifiers in die AN-937, oder die Motorola AN-913.

Dort findest Du Schaltungen für diesen Zweck der galvanisch getrennten 
Ansteuerung eines Mosfet.
Minimalbeschaltung sekundär: Ein Kondensator und zwei Dioden, bei mir 
läuft seit Jahren ein Netzteil, wo ein 4049 auf der Sekundärseite für 
klare Verhältnisse sorgt.

Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Danke für die Infos.

Die AppNotes habe ich mir angesehen (nur die Motorola war nicht da).
Einiges habe ich getestet.
Ein besseres Ergebnis als die Schaltung im Anhang konnte ich leider 
nicht erreichen.
Die Schwingungen waren weg als ich den 15 Ohm widerstand eingefügt habe. 
Vermutlich war ich vorher in der Sättigung.

Mich würde interessieren wie man so einen Übertrager dimensioniert, hab 
leider gar nix dazu gefunden.

Autor: andi (Gast)
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Prim. und sek. vor dem Aufwickeln verdrillen! 20 Windungen sollten 
reichen.
Durch den Übertrager sollte nur ein kleiner Gleichstromanteil fließen, 
darum 100nF Kondensator in Reihe zur Primärwicklung.

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
die AN913 von Motorola -jetzt OnSemi- findest du hier:
http://www.datasheetarchive.com/search.php?q=AN913...
Du kannst den FET nicht so ohne weiteres an den Übertrager anschliessen. 
Eine sekundäre Ansteuerschaltung habe ich mal angehängt, stammt von 
diyaudio.com, das Prinzip ist aus einer alten Siemenspublikation, müsste 
ich erst suchen.
Arno

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
Anhang war nach der Vorschau wohl im Nirvana.
Neues Spiel, Neues Glück.
Arno

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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@Wolfgang
was ist ein 4049?

@Arno
den Treiber habe ich aufgebaut, geht aber auch nicht besser, als die 
simple Schaltung

Als Anlage, mein bestes Ergebnis bisher.
Die Anstiegs und Abfallzeiten nach dem Übertragen betragen noch ca.2µs.
Ist mir noch zu langsam. Geht das mit Trafos überhaupt besser?

Autor: Unbekannter (Gast)
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Du sollst auch keinen noch stärkeren Treiber auf der Primärseite bauen, 
sondern eine kleine Schaltung auf der Sekundärseite!

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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den starken Treiber primär habe ich gebraucht um verschieden Übertrager 
aus meiner Kiste zu testen. Manche haben eine etwas kleine Impedanz.
Ich wollte sichergehen dass die Ansteuerung primär nicht zusammenbricht.
Ausserdem möchte ich mein Gate auch mit negativer Spannung ansteuern.

Sekundär habe ich alles mögliche aus den AN versucht. Funktioniert zwar 
alles, aber eine bessere Flankesteilheit konnte ich durch keine 
Schaltung erreichen.

Ich glaube dass es am Übertrager liegt. Schließlich geben die keine 
Wickeldaten an und ich konnte auch nirgends Infos finden wie man sowas 
berechnet.

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, Stefan

Du: "was ist ein 4049?"

Da werkelt ein CD4049UB vor sich hin, auf der Sekundärseite, wie 
"Unbekannter" treffend bemerkt hat, gespeist vom Übertrager+Diode+Elko, 
schluckt die Ströme, welche die steigende Drain-Spannung über die 
Gate-Drain-Kapazität in das Gate schickt, und hält nach dem Impuls am 
Übertrager die Spannung am Gate bis zum Gegenpuls.

Der Übertrager dazu war ein 8x16 Schalenkern, einer hatte meine 
Schaltung nachgebaut mit einem erstaunlich kleinen Ringkern. Aber warum 
erstaunlich, Ströme fließen in der Schaltung ja nur beim Umladen, die 
meiste Zeit ist statisch.

Die reine Übertragerkopplung kommt in Schwierigkeiten, wenn das 
Tastverhältnis weit abweicht von 50%.


Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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leider habe ich keine CD4049 hier um es zu testen.
Ich könnte mir aber vorstellen, dass der Strom durch 6 Treiber nicht 
ausreicht. Ich glaube jeder kann ca. 10mA. Bei 60mA komme ich aber 
wieder in den Bereich 1µs für die Schaltzeiten.
Ich vermute du hast einen schnellen MOSFET benutzt. Meine haben immerhin 
eine Gatekapazität von 5,5nF.
Sollen laut Datenblatt mit +-15V und 15 Ohm Gatevorwiderstand 
angesteuert werden.

Der Übertrager würde mich interessieren, hast du noch Daten?

Autor: Wolfgang Horn (Gast)
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Hi, Stefan,

der Transistor gehörte zu ersten Generation der TMOS-FET von Motorola. 
Ein n-FET, weil es damals noch keine p-Kanal-Leistungsfet gab.
Also ein Step-Down-Wandler mit einem galvanisch getrennten n-FET gebaut.

War nur ein Versuch, nur ein Provisorium, läuft nach 2 Jahrzehnten aber 
immer noch...

Der Schalenken war Al200, mit Luftspalt, eigentlich mehr für Filter, und 
ich werde ihn mit 0,1mmCuL auf zwei Kammern vollgewickelt haben.


Ciao
Wolfgang Horn

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Hi Leute,

hab' ich gerade gesehen, hier: 
http://www.powersystemsdesign.com/psde_dec06.pdf ist ein Artikel über 
die Ansteuerung von Power-MOSFETs drin.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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sehr interessant - danke

das Geheimnis der Impulstrafos wird leider auch nicht erklärt.

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