Hallo,
Zuerst einmal was zum Hintergrund: Ich habe zwei Solarzellen günstig bei
ebay ersteigert und möchte die Spannungen von jeweils ca. 40V (in Reihe
80V) auf 12V herunterbringen. Dazu möchte ich ein Schaltnetzteil bauen.
An die Regelung des Schaltnetzteils mache ich mich später. Zur Zeit will
ich nur das Schaltnetzteil erst einmal zum Laufen kriegen.
Ich habe einen Schaltplan angehängt wie es aktuell aussieht. Den Eingang
habe ich natürlich noch nicht an die Solarzellen gehängt, sondern erst
mal mit der Versorgungsspannung für den IR2110 gebrückt, also ca. 13V.
Bei meinem ersten Versuch habe ich die Diode D1 vergessen, was mir wohl
aufgrund der Spannungsspitzen der Spule dann den IR2110 zerschossen hat.
Die Diode habe ich dann zwar eingebaut, der zweite IR2110 hat aber auch
nicht lange durchgehalten und setzt nun den HO konstant auf die
Eingangsspannung, unabhängig davon welches Signal am HIN anliegt.
Bevor ich jetzt aber meinen letzten IR2110 zerschieße, möchte ich hier
mal fragen wo denn mein Fehler liegt ...
Danke schonmal für die Antworten :)
Hallo,
VS und VB dürfen sich nur um maximal 20V unterscheiden. Bei deiner
Schaltung liegt VB "fest" an 12V. Vor dem Start stimmt das noch. Nach
dem Start steigt die Spannung an Vs, die ja am Ausgang angeschlossen ist
an, und wird höher als die feste VB. Dann hat sich die Polarität
zwischen VS und Vb geändert.
mfG
Ich frage mich gerade wie deine Bootstrapschaltung funktionieren soll!
Ich glaube nicht das das so funktionieren kann, weil sich der
Bootstrapkondensator nicht vernünftig aufladen kann. Analysiere mal die
Spannung am Bootstap C.
@Christian: So wie ich die Funktionsweise des IR2110 verstehe, sollte er
doch selbst VB immer um 10-20 Volt über VS bringen, oder nicht?
@Ingo: Bei allen 3 IR2110 liegt die Spannung (ohne Spule und ohne
PWM-Eingang) am VB konstant um etwa 3V höher als die Eingangsspannung.
Laut Datenblatt ist die Schaltung mMn aber korrekt (siehe Seite 1,
"Typical Connection").
Potentialfreie Ansteuerung ist in diesem Fall leider nicht möglich.
Warum sollte man den Gatestrom eigentlich begrenzen? Ich dachte bisher
immer dass das Mosfet um so schneller voll durchschaltet, je höher der
Gatestrom ist.
Schadet ein zu hoher Gatestrom einem Mosfet denn irgendwie?
@drv: Den HCPL-3120 kann ich allerdings aus zwei Gründen nicht
einsetzen.
Ich habe nur 12-13V Eingangsspannung zur Verfügung (HCPL braucht
15-30V), und ich muss 10-20V über die 80V kommen damit das N-Kanal
MOSFET durchsteuert.
Außerdem wird GND der Versorgungsspannung auch auf GND vom SNT liegen.
Das ist für meine Anwendung leider nicht anders machbar, da mit dem SNT
teilweise auch die Batterie geladen werden soll, von der die
Eingangsspannung später herkommen soll.
Hat denn noch jemand eine Idee, warum die Schaltung in der Form nicht
funkioniert? Das mit dem Bootstrap-Kondensator habe ich überprüft, aber
ich denke nicht dass ich da etwas falsch angeschlossen habe ...
>@drv: Den HCPL-3120 kann ich allerdings aus zwei Gründen nicht>einsetzen.>Ich habe nur 12-13V Eingangsspannung zur Verfügung (HCPL braucht>15-30V), und ich muss 10-20V über die 80V kommen damit das N-Kanal>MOSFET durchsteuert.
dafür gibts kleine DC/DC Wandler
ein passender Übertrager dürfte einfacher zu realisieren sein
Michael schrieb:> @drv: Den HCPL-3120 kann ich allerdings aus zwei Gründen nicht> einsetzen.> Ich habe nur 12-13V Eingangsspannung zur Verfügung (HCPL braucht> 15-30V), und ich muss 10-20V über die 80V kommen damit das N-Kanal> MOSFET durchsteuert.
Dieses Problem würde z.B. der HCPL3180 lösen, der auch mit 12 Volt
läuft. (Vcc 10-20V)
Ich habe es noch nie ausprobiert, beim IR2110/12 nur die Highside zu
benutzen und vermute, das die Ladungspumpe an Vs unbedingt auch Impulse
gegen GND haben muss, damit sie die nötige Differenz zwischen Vs und Vb
= Gatespannung liefern kann.
Entweder nimmst du einen Nur-Highside Treiber oder die
Übertrager/Optokopplerlösung.
Gatewiderstände schützen weniger den MOSFet denn den Treiberbaustein.
Ohne jeden Widerstand ist der Gateladestom schnell mal am Maximum, vor
allem bei schnellen Anstiegszeiten und hoher PWM Frequenz. 10-18 Ohm
schaden also nicht.
Wenn ich das Richtig sehe muss VS regelmässig auf Masse gezogen werden.
Sonst kann die Versorgungsspannung an Deinem Bootstrapkondensator nicht
nachgeladen werden.
Die "kleinste" Spannung die VS sieht ist mindestens die des
Ausgangskondensators.
Die Induktivität schnürt VS noch mehr von der Masse ab.
Ist das Richtig ?
Da hat der Thomas W. wohl Recht.
Der Treiber ist was für eine Vollbrücke. Der IR2117 macht das, was du
willst.
Wenn es unbedingt der IR2110 sein muß, könnte man den veräppeln, indem
du einen Low-Side-MosFET zwischen Source von M1 und GND schaltest.
Der zweite Transistor dient nur dazu Source kurzzeitig auf GND zu ziehen
und den Kondensator zu laden. Deine Signalquelle müsste LIN im Gegentakt
zu HIN geschaltet werden, und eine Dead-Time berücksichtigen, denn wenn
beide Transistoren gleichzeitig durchgeschaltet werden, bricht die
SPannung des Panel zusammen, oder im Falle der Versorgung aus
Netzteil/Batterie knallt es.
Die Stimme im Hinterkopf fragt außerdem nach ob da nicht noch eine Diode
zwischen Source von M1 und L müsste um das zu entkoppeln - aber is schon
spät...
Als Steuer-IC kannst du bis ca. 100kHz den alten TL494 nehmen, eine
Regelung brauchts eh. Der hat zwei Error-Amps drin. Mit dem einen
vergleichst du die runtergeteilte Ausgangsspannung mit einem
Referenzwert (Vref 5V ist auch schon drin). Der Ausgang muß High sein,
wenn die Zielausgangsspannung überschritten wurde. Für die
Eingangsspannung nimmst du den anderen Error-Amp. Der Ausgang muß high
sein, wenn die Module unter ihre Nennspannung abfallen.
Ist einer der beiden Error-Amps auf High reduziert der Controller das
Tastverhältnis, es wird weniger Leistung aus dem Panel entnommen.
Berücksichte, dass Solarpanels sich anders verhalten als normale Akkus.
Kann dein Panel mehr Strom liefern als du gerade abnimmst, steigt die
Panelspannung. Bei minimaler Stromaufnahme liefert das Panel praktisch
volle Leerlaufspannung.
Versuchst du mehr Strom zu ziehen, als das Panel bei der gerade
gegebenen Sonneneinstrahlung liefern kann, sinkt die Panelspannung. Der
Maximale Strom ergibt sich bei minimaler Spannung.
Gemeinerweise ist P = U*I und daher sind beide Arbeitspunkte nicht
optimal.
Der MPP (Maximum Power Point) ergibt sich aus dem Schnittpunkt der
beiden Kurven von Strom und Spannung, und verschiebt sich durch äußere
Bedingungen wie Paneltemperatur und Sonneneinstrahlung.
Auf dem Panel sollte eine Angabe wie Vmp vorhanden sein, die gibt für
diesen Paneltyp einen Arbeitspunkt an der für die meisten Situationen
passt. Darauf kannst du dann deine Eingangsspannung regeln.
Mit einem aktiven Tracking kannst du noch mehr Leistung rauskitzeln, das
ist dann aber ein eigenes Kapitel.
Warum nimmst du nicht gleich einen N-Kanal-FET statt D1, dann hast du
eine normale Halbbrücke und vermutlich auch weniger Verluste. Es gibt
aber auch ne Appnote von IR die beschreibt, wie man den
Bootstrapkondensator auch ohne Lowside-Mosfet vernünftig lädt:
http://www.irf.com/technical-info/designtp/dt94-1.pdf
Ich befürchte meine Aussage war voreilig und falsch.
Wenn sich die Induktivität entläd fällt an der Shottky D1 die
Flussspannung ab.
Somit bekommt doch VS das Potential Gnd + Flussspannung D1.
Dadurch wird das ganze aber stark abhängig von der Regelung...
(Wenn es dann nicht mehr raucht)
Roehrenvorheizer: Aber D3 sorgt doch dafür das C4 entkoppelt wird und in
der Luft hängt !?
Schaltnetzteil.png
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