Hallo Leute,
ich habe eine Schaltung mit einen Highside Treiber gebaut, wo ich aus
gründen der "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS" des Treibers GND mit auf die
Source des MOSFET legen musste. Da sich diese ja beim einschalten
verändert brauche ich einen Level-Shifter von 5V auf 30V mit
unterschiedlichen GND, jedoch gibt es da noch ein Problem, die Laufzeit
des Signals darf max. 5µs betragen. Ich hab schon einge Schaltung dazu
entwickelt (Transistor, Opto), aber leider komme ich nicht auf meine
max. Laufzeit. (Opto => da gibt es nix schnelles, Transitor => wird
ausgebremst durch die hohen Widerstände und die Millerkapazität)
Hat da jemand ne Idee oder einen Tip, wie man das Problem lösen kann ?
Als info: der High-Side (N-Kanal) MOSFET soll eine Gleichspannung (10A)
schalten.
Ich verwende bereits einen fertigen Treiber, aber wenn man sich mal die
Treiber mal genau anschaut vertragen Sie keine negativen Spannungen
gegenüber GND. Da hilft nur den Treiber freischwebend mit eingener
eingenen Regelung zu bauen. Und eine Diode bei 10A einzusetzen finde ich
ein wenig verschwendung. Deswegen benötige ich einen Level-Shifter von
5V auf die "schwebende" Treiberspannung.
Ok, um die sache ein wenig zu vereinfachen. Die Schaltung für einen
Highside Treiber habe ich bereits und diese funktioniert auch super. Ich
bin nur noch auf der suche nach einen Levelshifter (Schaltung) von 5V
auf 30V mit einer Laufzeit von max. 5µs.
Definiere Levelshifter genau:
Reicht dir 0-5V -> 30-35V oder möchtest du 0-5V -> 0-30V ?
Für letzteres reicht ein einfacher Transistor + Pullup. Die Last über
einen Puffer aus 2 Transistoren als Emitterfolger entkoppelt.
erstmal danke für deinen Vorschlag Benedikt.
also im Grunde muss es ein Levelshifter von 0-5V auf 30-35V sein.
Eine Last braucht man nicht zu betrachten, da diese sehr hochohmig
(MOhm) ist.
Die Idee mit einem einfachen Transistor und Pull-UP habe ich auch schon
ausprobiert was auch in der Theorie funktioniert, aber in der Praxis
gibt es da probleme mit den Kapazitäten das Transistors und ich bin
bisher nur auf Schaltzeiten bei 100µs gekommen. Und ein schneller
Levelschifter mit einem Push-Pull ausgang ist mir bis jetzt noch nicht
eingefallen.
Kevin wrote:
> Eine Last braucht man nicht zu betrachten, da diese sehr hochohmig> (MOhm) ist.> Die Idee mit einem einfachen Transistor und Pull-UP habe ich auch schon> ausprobiert was auch in der Theorie funktioniert, aber in der Praxis> gibt es da probleme mit den Kapazitäten das Transistors
Du Widersprichst dir gerade selbst...
Auch eine Kapazität ist eine Last, zumindest bei hohen
Frequenzen/kleinen Anstiegszeiten, wie du ja bereits gemerkt hast.
Wenn die Last nicht dauerhaft eingeschaltet werden muss (z.B. bei PWM),
dann ist der einfachste Levelshifter ein Kondensator:
Dieser überträgt das 5Vss Rechteck über ein beliebiges Potential hinweg.
Jetzt beschreib doch endlich mal genau, was du an Spannungen hast
(welche Betriebsspannungen stehen zur Verfügung), was geschaltet werden
soll (Highside, Halbbrücke), welche Last dranhängt usw.
Den ganzen Schaltplan (5 Seiten) will ich hier nicht beschreiben.
Auf der mikrocontroller Seite des Levelshifter sind es 5V und auf der
andern seite des Levelshifters sind es auch 12V, nur leider wandern
diese 12V von GND bei 30V (z.b 30-42V). Die Last des Levelshifter ist
der Highside-Treiber und es wird auch keine PWM oder so damit gemacht,
sondern einfach nur ON oder OFF.
Kevin wrote:
> Auf der mikrocontroller Seite des Levelshifter sind es 5V
OK, das ist klar
> und auf der> andern seite des Levelshifters sind es auch 12V,
Also 12V sollen geschaltet werden mit dem Highside Schalter ?
> nur leider wandern> diese 12V von GND bei 30V (z.b 30-42V).
Ab hier verstehe ich nix mehr.
Wiso wandern die 12V ? Das solltes du vielleicht mal noch genauer
erklären.
Du brauchst auf jedenfall eine Hilfsspannung die um etwa 10-15V größer
ist als die zu schaltende Spannung.
Hi
>Opto => da gibt es nix schnelles
Wieso? HCPL0500, HCPL0530, HCPL0211.....
Allerdings benötigen die eine isolierte Versorgungsspannung auf der
High-Side. Lässt sich aber mit einem kleinen DC-DC-Konverter
realisieren.
MfG Spess
@Spess
Das problem ist nur das man für den LED strom des Opto noch einen
Treiber benötige und wenn ich da mit dem max. Werten der Delayzeiten
rechne wird das so einen geht-geht nicht sache mit den 5µs. Denn Theorie
!= Paxis
@Benedikt
Ok, dann versuche ich es nochmal mit Treiber zu erklären. Also die 12V
die ich genannt habe sind schon ist schon die Hilfsspannung. GND des
Treibers ist auf die Source den MOSFET gelegt. Die Hilspannung ist so
geregelt, das diese immer 12V größer ist als die Spannung an GND bzw.
Source des Treibers. Jetzt nehmen wir an das wir 30V schalten wollen die
am Drain anliegen und die source hat 0V was für die Hilfsspannung 12V
bedeutet. Wenn wir jetzt einschalten steigt die Sourcespannung auf 30V
an, was für die Hilfsspannung 42V bedeutet.
Damit der Treiber nicht wieder aus geht wenn die Sourcespannung 5V des
Microcontroller überschreitet muss diese natürlich auch mitwandern.
Hi
Wir benutzen Optokoppler ähnlich dem HCPL0211 in PWM-Vertärkern (mehrere
kW Leistung). PWM-Frequenz 82Khz. Als Ansteuerung der Optokoppler dienen
einfache 74HC4050. Das Ganze geht recht flott. Viel wichtiger ist ein
schneller und kräftiger Gate-Treiber , z.B. TC4421. Ansonsten liegen die
Flanken der Gates sowieso weit über deinen 6µs.
MfG Spess
Kevin wrote:
> Das problem ist nur das man für den LED strom des Opto noch einen> Treiber benötige und wenn ich da mit dem max. Werten der Delayzeiten> rechne wird das so einen geht-geht nicht sache mit den 5µs. Denn Theorie> != Paxis
Dann hast du entweder nicht den richtigen Optokoppler verwendet, oder
was falsch gemacht. z.B. der 6N137 mit mit 100ns tLH bei 7,5mA LED Strom
und 350 Ohm Pullup am Ausgang angegeben.
Da du ja 12V für die Highside hast, sollten die 5V für diesen ja kein
Problem sein. Die Optokoppler die spess53 aufgelistet hat, sollten aber
genauso funktionieren.
