Verständnisfrage zu CMOS /Mosfet -Halbbrücken

Gast #3055927 
Hallo!

Ich habe da mal eine generelle Frage zu Mosfet Halbbrücke wie z.b. der 
CMOS Inverter Schaltung. Dieser besteht ja aus einem PMOS für die 
High-Side und einem NMOS für die Low-Side. Werden die Transistoren nun 
mit einem Signal angesteuert, oder bedarf es hier einer besonderen 
Schaltung, die einen Shoot-Through verhindert?

Wann werden Half-Bridge-Treiber zum Ansteuern von solchen Halbbrücken 
genommen?
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Langsamer Modus Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Melden Danke
Gast 
wenn du die Brücke diskret aufbaust, dann musst du durch eine geschickte 
ansteuerung sicherstellen, dass nie beide MOSFETs leiten. Viele 
integrirte schaltungen haben eine solche sicherheitsschaltung bereits 
integriret

Halbbrückentreiber dienen dazu die MOSFETS korrekt anzusteuern
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Danke erst mal für die Antwort.

Wie genau sieht denn jetzt aber der Aufbau von handelsüblichen Invertern 
aus? Z.B. vond em SN74HC04. Gibt es während des Schaltvorgangs einen 
kurzen Shoot-Through oder ist im Inverter noch eine Schutzschaltung 
vorhanden?
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Hör auf Halbbrücken mit CMOS-Invertern zu vergleichen. Schaltplan ist 
der gleiche, allerdings hast du beim CMOS-Inverter einen CMOS-MOSFET und 
bei der Halbbrücke einen Leistungs-MOSFET. Der Unterschied besteht 
einfach gesagt darin, dass der CMOS-MOSFET einen hohen Rdson hat, sodass 
der Stromfluss ohnehin gering ist. Der Leistungs-MOSFET hat einen Rdson 
im mOhm Bereich, sodass z.B. durch eine Einschaltverzögerung (zwei 
antiparallele Diode und in einem Zweig ein Widerstand 1-2 Ohm) 
sichergestellt werden muss, dass es nicht dazu kommt das beide leiten. 
Im Inverter sind lediglich Schutzbeschaltungen gegen ESD vorhanden nicht 
aber gegen ein Shoot-Through
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Okay, danke für diese hilfreiche Antwort!!
Kannst du evtl Literatur empfehlen, wo ich mich besser in das Thema 
einlesen kann?

Also wenn ich eine Normale Mosfet- Halbbrücke habe, dann nehme ich am 
Besten einen Halbbrücken Treiber um diese anzusteuern?
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke 
@  Neuling (Gast)

>Wie genau sieht denn jetzt aber der Aufbau von handelsüblichen Invertern
>aus? Z.B. vond em SN74HC04. Gibt es während des Schaltvorgangs einen
>kurzen Shoot-Through

Nicht ganz, aber der Stromverbrauch geht kurz hoch. Sieht man recht gut 
ebeim Vergleich vom alten, bipolaren NE555 mit der neuen CMOS-Variante 
NE7555 oder TLC555.

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm

>oder ist im Inverter noch eine Schutzschaltung
>vorhanden?

Jain, es werden passende Transistoren benutzt, sodass weitestgehend der 
eine schon zu ist, wenn der andere anfängt zu öffnen. Das Ganz ist 
natürlich vollintegriert auf einem IC.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Hallo,

Literatur zu dem Thema stammt aus unterschiedlichen Disziplinen. Ich 
finde es wichtig alle Effekte am MOSFET zu verstehen !bevor! man 
Schaltungen entwickelt.

http://www.amazon.de/Halbleiter-Leistungsbauelemente-Eigenschaften-Zuverl%C3%A4ssigkeit-Josef-Lutz/dp/3540342060

Am einfachsten informierts du dich dann darüber, wie man eine Halbbrücke 
aufbaut. Dazu benötigst du passende "Gate-Treiber". Ein solcher 
Gatetreiber kann je nach MOSFET und Einsatzgebiet (Brückenspannung, 
Schaltfrequenz) im einfachsten Fall aus dem Ausgang eines uCs bestehen. 
Mit steigender Frequenz, Brückenspannung, MOSFET-Eingangskapazität 
steigt aber auch die benötigte Treiberleistung, da die Gates der MOSFETs 
umgeladen werden müssen. Es gibt dann integrierte Treiberbausteine, die 
dir einiges an Arbeit abnehmen (Totzeit, ...). Natürlich gibt es in 
Sachen Integration keine Grenze, sodass du auch komplette 
Halbbrücken-Leistungsmodule + Halbbrücken-Treiberbausteine bekommst. Wie 
gesagt solltest du aber mit dem Verständnis am Anfang der Integration 
und nicht am Ende anfangen.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Gast 
Die meisten Halbbrücken benutzen zwei N-Kanal Mosfets - wegen dem 
geringeren Rdson. Dann muss man zum Ansteuern des oberen Mosfet mit 
bootstrap oder Wandlern eine höhere Spannung (als die Betriebsspannung) 
erzeugen und braucht level-shifter. Außerdem benötigen Leistungsmosfets 
hohe Ansteuer-Spitzenströme (einige Ampere) zum schnellen schalten. Das 
alles machen die Halfbridge driver.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Melden Danke
Thread beobachten

Antwort schreiben

Eine eigene Frage? Dieser Thread ist über 13 Jahre alt. Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.

Neuen Thread starten

Eine Lösung, Ergänzung oder Rückmeldung zu diesem Thread? Dann antworte hier.

Formatierung
  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] – Link zu einem Artikel
  • Verweis auf einen anderen Beitrag: Rechtsklick auf dessen Beitrags-ID (#8078628), „Adresse kopieren“, in den Text einfügen

Mehr zur Formatierung

Längeren Sourcecode als Anhang, nicht in den Text. JPG nur für Fotos und Scans; Zeichnungen und Screenshots als PNG oder GIF. Siehe Bildformate.

Dein Name und deine E-Mail-Adresse

Schon registriert? Anmelden

Wird nicht angezeigt. Wir schicken dir einen Link; sobald du damit bestätigst, erscheint dein Beitrag.

Mit dem Abschicken legst du einen kostenlosen Account an und erkennst die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzerklärung an.