Hallo Liebe Leute,
Kann mir jemand eine schnelle Push-Pull Beschaltung nennen die auch
gleichzeitig das Spannungslevel Shiftet?
Die angehaengte Schaltung hat leider folgende Anstiegszeiten:
Steigende Flanke: ca. 10us
Fallende Flanke: ca. 1us
Ich haette lieber <1us bei beiden Flanken und mit der aktuellen
Schaltung komme ich nicht weiter.
LG
Stefan
Der Dreckige Dan schrieb:> Na das dürfte wohl an Q4 liegen.Und am Q2, denn Stefan schrieb:>>> Steigende Flanke: ca. 10usStefan schrieb:> mit der aktuellen Schaltung komme ich nicht weiter.
Richtig, nimm Allem vorweg geeignete Transistoren.
Woher kommt denn die pwm5v tatsächlich? Aus einer Spannungsquelle mit 0
Ohm Innenwiderstand, so wie in der Simulation? Dann mach eine
Schottkydiode parallel zum R6 in Richtung der pwm5V , umd die Basis
schneller auszuräumen.
So richtig schnell ist ein Transistor übrigens, wenn er nicht als
Schalter be- und in die Sättigung getrieben wird...
Lothar M. schrieb:> Und am Q2, denn Stefan schrieb:>>>> Steigende Flanke: ca. 10us
Nein, an dem liegt es nicht, denn der arbeitet außerhalb der Sättigung.
Das genannte Verhältnis der Flanken ist ganz typisch für einen
gesättigten Transistor mit Kollektorwiderstand. Ganz offensichtlich hat
der TO diesen bereits sehr klein gemacht, denn mit z.B. 10K ist die pos.
Flanke immer vergleichsweise katastrophal, selbst bei einem normalen
Kleinsignaltransistor.
Die pos. Flanke ist beim (halbwegs energiesparenden) Levelshifter so
schlecht, daß z.B. highside-Mosfettreiber intern gar keine pos. Flanke
auswerten, sondern das Signal invertieren, und dann nur die zwei
negativen Flanken auswerten. Sieht man manchmal im Blockschaltbild
solcher ICs.
Habe sowas mal diskret gebaut, und am Ende glatt einen HF-Transistor
nehmen müssen.
Schlussendlich suche ich fuer den linken Teil der Schaltung (Q1) eine
Version, die bei der Steigenden Flanke nicht durch 500 Ohm limitiert
ist. (Die Fallende Flanke ist ja bereits ganz in Ordnung)
Wenn ich direkt eine 12V PWM an den push-pull Teil haenge, gehen die
Flanken runter auf einige nanosekunden.
Was soll das Ganze ?
Das gezeichnete Schema ist etwas vom maximal schlechtest Moeglichen. Was
sollen die 500 Ohm ?
Sag einfach, weoher kommt der PWM, was soll er dann tun mit den 12V
Morztroll schrieb:> Was soll das Ganze ?> Das gezeichnete Schema ist etwas vom maximal schlechtest Moeglichen. Was> sollen die 500 Ohm ?>> Sag einfach, weoher kommt der PWM, was soll er dann tun mit den 12V
Ich will ein paar parallel geschaltete MOSFETs schalten mit einem 5V
Signal (atmega328).
Und das ganze gerne mit einer Einschaltflanke von 1us (momentan sinds
eher Richtung 10us), das wars schon.
Äxl Real schrieb:> Basisschaltung statt Emittergrundschaltung.> Einfach die Basis auf ein festes Potenzial legen, Kollektor so lassen> und in den Emitter einspeisen.
Ist hier keine gute Idee!
Die langsame steigende Flanke wird nicht durch Q4 gebremst, sondern
durch den begrenzten Strom durch R1. Das wäre bei der Basisschaltung
aber nicht anders.
Außerdem hat die Basisschaltung eine Stromverstärkung <1, den Strom für
die fallende Flanke muss also komplett der AVR Ausgang liefern, incl.
Basisstrom von Q4. Sind also schonmal ca. 25mA DC, plus die dynamische
Last beim Umladen. Damit ist der AVR-Ausgang brutal überlastet und die
fallende Flanke wird extrem langsam.
Uwe B. schrieb:> Schnellen Mosfet statt staettigenden Bipolar Transistor fuer Q4?
Das bringt nichts!? Strom ist ja begrenzt durch R1=500Ohm.
Brauch also eine Schaltungsvariante die nicht durch den Vorwiderstand
begrenzt ist.
LG
Hallo Zusammen,
Habs nun doch selber zusammengebracht.
Wenn die Eingaenge des Push Pulls nicht genug Strom geliefert bekommen,
macht man natuerlich noch einen Push Pull her ...
Habs fuer die Nachwelt angehaengt
LG
Stefan
Stefan schrieb:> Hallo Zusammen,>> Habs nun doch selber zusammengebracht.> Wenn die Eingaenge des Push Pulls nicht genug Strom geliefert bekommen,> macht man natuerlich noch einen Push Pull her ...>> Habs fuer die Nachwelt angehaengt>> LG>> Stefan
PS: Etwa 400ns sinds nun anstatt den 10us der vorherigen Schaltung.
So, und Du meinst, daß der 2N2222 der richtige Transistor ist, um die
zweieinhalb Ampere zum Aufladen des 100nF Kondensators in dieser kurzen
Zeit bereit zu stellen?
Stefan schrieb:> Kann mir jemand eine schnelle Push-Pull Beschaltung nennen die auch> gleichzeitig das Spannungslevel Shiftet?
Es gibt MOSFET-Treiber. So wie MCP14E10 oder TC4422A. Eingang TTL, Vcc
bis 18 Volt. Bei den letzten:
Matched Fast Rise and Fall Times:
- 15 ns with 4,700 pF Load
- 135 ns with 47,000 pF Load
High Peak Output Current: 10A (typ.)
High Continuous Output Current: 2A (max.)
Low Supply Current:
- With Logic ‘1’ Input – 130 μA (typ.)
- With Logic ‘0’ Input – 33 μA (typ.)
• Low Output Impedance: 1.2 (typ.)
Das sollte dir passen.
Stefan schrieb:> Habs fuer die Nachwelt angehaengt
Eher nicht, denn ich schätze noch immer etwa 15µs
Anstiegszeit...ziemlich unsportlich, kann man eigentlich nicht für viel
mehr, als zum Ein/Ausschalten von Verbrauchern nehmen.
Außerdem kann der Ausgang so allenfalls noch auf 1,2 bis 1,4V abfallen,
nicht mehr auf null.
Die eine Emitterfolgerstufe kannst du getrost raus nehmen. Die jetzt
"schnelle" Umschaltzeit kommt nicht durch sie, sondern durch generell
geeignetere (nicht etwa wirklich geeignete) Transistoren.
Mach doch mal folgendes, und zwar in der Reihenfolge:
Q2 und Q3 durch schnelle Typen mit hoher Verstärkung auch bei hohen
Strömen ersetzen. Beispiel: 2SA1834/2SC5001 oder FMMT717/FMMT617. Schon
geht es bei der ersten Stufe nur noch um einzelne mA, es kann ein
kleiner und SEHR schneller Transistor eingesetzt werden.
Jetzt legst du R2 so klein wie möglich aus, was die
Wärmeableitmöglichkeiten und den Stromverbrauch betrifft. Also sagen wir
mal 4K7 oder so (ist jetzt ja möglich). Aber keine 100K, nur weil es so
schön wenig Strom verbraucht...Dieser Widerstand bestimmt immer
maßgeblich die pos. Flanke.
Jetzt nimmst du für die Eingangsstufe einen richtigen
HF-Kleinsignaltransistor. Gern einen mit 20GHz fT. Nimm einen Typ, der
gerade eben nur den durch R2 zu erwartenden Kollektorstrom tragen kann.
Also keinen mit z.B. 200mA, der ist unnötig groß und damit langsam.
Jetzt legst du diesem Transistor noch einen Widerstand parallel zur
B/E-Strecke. Z.B. nur 120R bei den 500R als R3 bzw. R6. Sprich, einen
Spannungsteiler, dessen Ausgang eh nur vielleicht 1V liefern würde.
Momentan wird schon die Basis des ersten Transistor zwar schnell
geladen, aber viel zu langsam entladen. Die Entladung beginnt erst, wenn
das Eingangssignal unter ca. 0,6V kommt. Und das dann über einen
500R-Widerstand...grottig.
Abschließend könntest du noch eine Schottky zwischen Kollektor und Basis
des ersten Transistors legen, so daß dieser nie sättigt.
Mit den hier genannten Änderungen kommst du geschätzt auf 10ns pos.
Flanke! DAS wäre ein richtiger, brauchbarer Levelshifter. Das hier ist
bis jetzt absoluter Murks...
Stefan schrieb:> Etwa 400ns sinds nun anstatt den 10us der vorherigen Schaltung.
In der Tat, hatte mich oben um eine Null vertan...
Grad schnell ist das trotzdem nicht.
Warum werden hier überhaupt bipolare Transistoren genommen?
Solche Schema wie oben könnte man so etwa vor 30 Jahren bauen. Damals
waren n-MOP sehr teuer und p-MOP so gut wie keine und auch ziemlich
schlecht. Aber heute...
Das ist schon kein Gleichgewicht: relativ neue Kontroller und archaische
Treiber... Gute Schaltung sollte mehr oder weniger in Gleichgewicht
bleiben.
Maxim B. schrieb:> Aber heute...
...wäre es mit Mosfets kaum schneller. Probiere ruhig mal, einen
N-Kanal, von mir aus den besten Optimos, SIC gar GAN...Diesen dann mit
verlustarmen z.B. 10K am Drain. Wenn du da auf auch nur an 50ns der pos.
Flanke kratzt, ist es sehr gut.
Da bräuchte man ähnlich hohen Aufwand, z.B. Konststantstromquelle statt
R, und/oder negative Gatespannungen.
All das merkt man nicht, wenn der Mosfet wie üblich vergleichsweise hohe
Lasten schaltet. Für einen Levelshifter ohne heißen R bräuchte man auch
hier einen Mosfet mit wenigen mA Nenn-Drainstrom. Selbst IC-Hersteller
schaffen es mit integrierten Mosfets nicht vernünftig, daher das o.g.
Splitten des Eingangssignals, Auswertung zweier negativer Flanken, und
"oben" das Zusammenrechnen des Ausgangssignal durch zusätzliche Logik...
TO will Last mit 500 Hz PWM umschalten. Und zwar 100 n Kapazität! Um 100
n in 1 us Aufstiegszeit auf 12 Volt umzuschalten, braucht man Strom etwa
1,2 Amper!
Hier ist von "einen Levelshifter ohne heißen R " gar keine Rede!
MOSFET gibt noch eine Verbesserung: Ausgang kommt ziemlich nah an Gnd
und Vcc. Bei bipolaren Transistoren so wie bei TO wird Abstand von Gnd
und Vcc mindestens 0,7 Volt bleiben.
Selbstverständlich muß man Gate-Kapazität bei MOSFET schnell laden
können. Zum Unterschied von bipolar geht es hier aber nur um kurze
Impulse, unter us-Bereich. Insgesamt wird Stromverbrauch deutlich
kleiner (bei 500 Hz wie bei TO).
Ich habe oben schon über TC4422A gesagt: ich habe damit sehr gute
Erfahrung. Für 100 n Last reicht es Treiber alleine, ohne externen
MOSFET.
Wenn Du nur eine PWM am Ausgang schalten willst, dann nimm N-FETs mit
entsprechendem MOSFET-Treiber, z.B. MCP14700, etc.
Am besten da nachsehen:
https://www.digikey.at/products/de/integrated-circuits-ics/pmic-gate-drivers/730
Aber Achtung: Wenn höchste Effizienz ein wichtiger Parameter ist, dann
bei der Auswahl der MOSFETs darauf achten, daß CRss/CGS möglichst klein
ist, sonst kommt es zum Durchschalten des eigentlich nicht-leitenden
FETs durch die steile und hohe VDS-Flanke am nicht-leitenden FET.
Du hast falsch verstanden. TO will Last 100 n umschalten! Es geht also
nicht um einfachen Pegelwandler. Er braucht dafür leistungsfähige
Transistoren und genug Eingangsstrom, um 1,2 A zu schalten!
Maxim B. schrieb:> TO will Last mit 500 Hz PWM umschalten.
Wer sagt denn das? Doch nicht etwa seine Simulation?
Maxim B. schrieb:> Hier ist von "einen Levelshifter ohne heißen R " gar keine Rede!
Doch, der TO möchte sowas. Und das möchte wohl jeder:
Stefan schrieb:> Schlussendlich suche ich fuer den linken Teil der Schaltung (Q1) eine> Version, die bei der Steigenden Flanke nicht durch 500 Ohm limitiert> ist.Maxim B. schrieb:> Ich habe oben schon über TC4422A gesagt: ich habe damit sehr gute> Erfahrung.
Meinen Glückwunsch! Auf teure, fertige Treiber wäre der TO sicher
niemals gekommen...
Der Dreckige Dan schrieb:> Auf teure, fertige Treiber
Kostet nur etwa 1 € bei Reichelt. Ist das teuer? Und zwei
leistungsfähigen Transistoren, die mehrere A schnell umschalten können,
werden viel billiger?
MCP 1407-E/P 0,99 €.
Maxim B. schrieb:> Ist das teuer?
Ja. Vor allem, da diese Treiber-ICs Wucher sind, den nur unterstützen
muss, der es anders nicht hin bekommt. Genau so "leistungsfähige"
Transistoren bekommt man zu je 5ct. oder weniger.
Dazu kommen für Transistoren noch einige andere Teile und viel mehr
Platz auf der Platte - das ist auch nicht kostenlos!
Diese Treiber sind so optimiert, daß sie bei Minimum Verbrauch genug
schnell große Lasten mit viel Kapazität umschalten können. Öquivalent
mit Transistoren zu machen - entweder braucht man dafür dutzende, oder
das wird zu langsam oder zu stromfressend..
Ich gehe einfach davon aus, was der TO will. Und kenne die Problematik
selbst sehr gut, weitere fünftausend Leidensgenossen findest du in
entsprechenden Treiber-Threads hier bei MC.net...Also irgendwas dürfte
dran sein.
Ich möchte TO nur helfen und erklären, daß man das Kopf nicht zerbrechen
muß dort, wo alles schon längst gelöst ist.
Will man alles unbedingt in Technik von 60-gen machen, ist man natürlich
frei :)
Maxim B. schrieb:> entweder braucht man dafür dutzende, oder> das wird zu langsam oder zu stromfressend..
Nein. Lies dir meinen etwas längeren Beitrag durch. Das sind gesamt drei
Transistoren, die einen großen Mosfet schneller als JEDER käuflich
erhältliche Treiber umladen! Du musst es nur verstehen. Aber als
Fertigteil-Käufer bist du davon weit entfernt.
Der Dreckige Dan schrieb:> Nimm einen Typ, der> gerade eben nur den durch R2 zu erwartenden Kollektorstrom tragen kann.> Also keinen mit z.B. 200mA, der ist unnötig groß und damit langsam.
Das meinst du?
Sehr zweifelhafte Tipp: kleine Transistoren werden bei Spitzenstrom sehr
schnell kaputt gehen: das Schema von TO zeigt deutlich, er will Last mit
sehr viel Kapazität, 100 nF, umschalten. Will er eine Umschaltung in 1
us machen, so müssen Transistoren 1,2 A durchhalten können. Will er das
in 200 ns machen, dann braucht er Transistoren für 6 A.
Maxim B. schrieb:>> Nimm einen Typ, der>> gerade eben nur den durch R2 zu erwartenden Kollektorstrom tragen kann.>> Also keinen mit z.B. 200mA, der ist unnötig groß und damit langsam.>> Das meinst du?
Gemeint war die Eingangsstufe. Während die nachfolgenden Emitterfolger
aus den genannten, auch bei hohen Strömen hoch verstärkenden
Transistoren bestehen.
Es gibt viele Möglichkeiten.
Man kann strom- und platzsparend mit MOSFET-Treiber machen.
Man kann auch mit dem strom- und platzhungrigen Schaltkreis aus
einzelnen Transistoren das Gleiche machen.
Geschmackssache.
Wenn ich etwas mit Mikrocontroller mache, so ist meine wichtigste Sache:
Mikrocontroller und Programm. Alles herum sollte Mikrocontroller so
einfach wie möglich bedienen.
Wenn man aber Lust hat, Schaltkreise zu entwickeln und Mikrocontroller
dabei nur eine Nebensache bleibt - dann ist natürlich richtig und gut,
mit Schaltungen aus einzelnen Transistoren zu experimentieren. Das hilft
dem Gehirn, wie auch jede Mathematik.
P.S. will TO das wirklich nutzen, um MOSFET zu treiben, so sollte er
Vgs(th) überprüfen: bei manchen neueren MOSFET liegt diese schon unter 1
Volt. In diesem Fall ist die Stufe mit pnp-Transistor "unten" nicht
geeignet.
pushpull.png
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