Moin,
im Bild wird eine Spule geschaltet. Grün ist der Stromverlauf, rot die
Gatespannung und C2 ist die parasitäre Kapazität. Die parasitäre
Kapazität halte ich für realistisch. Oder ist die um Größenordnungen
falsch?
Durch die parasitäre Kapazität entstehen im Schaltmoment relativ hohe
Stromspitzen. Die kann man zwar durch langsamere Umschaltzeiten
verringern, aber auch mit deutlich abgerundeten Schaltflanken gibt es
immer noch deutliche Spitzen.
Allgemein gefragt (nicht nur auf die dargestellte Schaltung bezogen),
wie würde man, außer durch langsamere Flanken, solche Spitzen durch die
Spule in der Realität dämpfen und wie würde man das simulieren? Zum Test
habe ich mal L2 eingebaut, das aber erwartungsgemäß mit C2 einen schönen
Schwingkreis bildet.
Ich nehme an, man würde Funkentstördrosseln nehmen, aber wie simuliert
man die in LTSpice? Oder gibt es andere Wege?
Dussel schrieb:> Die parasitäre> Kapazität halte ich für realistisch. Oder ist die um Größenordnungen> falsch?
Wenn deine Spule eine Resonanzfrequenz von 166kHz hat, dann ist die
parasitäre Kapazität realistisch. Wenn die Resonanfrequenz bei einer
völlig anderen Frequenz liegt, dann ist sie unrealisitsch. Da gibt es
bei den einzelnen konkreten Bausteinen ziemlich große Unterschiede. Und
wenn eine f_res für die Spule angegeben ist, wäre das eine gute Quelle,
um C_par abzuschätzen.
Dussel schrieb:> Zum Test> habe ich mal L2 eingebaut,
schon ein paar mm Leiterbahn haben Größenordnungen mehr an parasitärer
Induktivität als L2.
Achim S. schrieb:> schon ein paar mm Leiterbahn haben Größenordnungen mehr an parasitärer> Induktivität als L2.
Den Wert habe ich so niedrig gesetzt, um die Spule für das Bild
(praktisch) wirkungslos zu machen. Getestet hatte ich mit bis zu 1 µH.
Da schwingt es schön bei jedem Umschalten.
Elliot schrieb:> Die Schottky-Diode hat etwa 110pF (bei Ur=4V). Die solltest du nicht> vergessen. Eine normale Si-Diode hat da um Faktor ~10 weniger Kapazität.
Da müsste ich nochmal ausprobieren, ob das daher kommt.
Danke schonmal.
Ich habe den Gatewiderstand mal wieder auf 10 Ohm gesetzt.
Elliot schrieb:> Die Schottky-Diode hat etwa 110pF (bei Ur=4V). Die solltest du nicht> vergessen. Eine normale Si-Diode hat da um Faktor ~10 weniger Kapazität.
Bei Gleichrichterdioden bekomme ich im Einschaltmoment Spitzen von
mehreren 100 A, mit Fast-Recovery 'nur' noch so 15 A und mit Schottky
deutlich unter 1 A.
Die Diode scheint auch Teil des Problems zu sein, aber nicht alleine.
Im Bild habe ich Spulenstorm in grün, Drainstrom in rot und invertierten
und verschobenen Diodenstrom in gelb im Einschaltmoment. Man erkennt,
dass die Diode einen Teil des Peaks ausmacht, aber ein anderer Teil über
den Spulenkreis fließt. Das ist ja auch nachvollziehbar, weil da die
parasitäre Kapazität sitzt.
Wie würde man die Spitze im Spulenstrom verringern (wie geschrieben,
ohne die Umschaltzeit zu verändern)?
Dussel schrieb:> Bei Gleichrichterdioden bekomme ich im Einschaltmoment Spitzen von> mehreren 100 A, mit Fast-Recovery 'nur' noch so 15 A und mit Schottky> deutlich unter 1 A.
Jetzt betrachtest du den Storm durch M1: da siehst du die Umladung der
Diode. Zu Beginn des Threads war es der Strom durch R4: da sieht man nur
den Entladestrom von C2.
Aber: 100A, 15A und 1A? Da liegst du um ein paar Größenordnungen
daneben, oder?
Dussel schrieb:> Wie würde man die Spitze im Spulenstrom verringern (wie geschrieben,> ohne die Umschaltzeit zu verändern)?
Oft: gar nicht. Man wählt die passende Spule aus (mit ausreichend großer
Resonanzfrequenz). Dass dabei tatsächlich die Wicklungskapazität
umgeladen werden muss, ist nicht zu vermeiden und - bei passender
Bauteilauswahl - auch kein Problem. In der Simu sind die Peaks oft höher
und schmaler als in der Realität. Weil z.B. deine Last ein idealer
10mOhm-Widerstand ist. In der Realität gibt es das nicht. Die parasitäre
Induktivität des Widerstand bremst schon mal den Umlade-Peak.
Achim S. schrieb:> Jetzt betrachtest du den Storm durch M1: da siehst du die Umladung der> Diode. Zu Beginn des Threads war es der Strom durch R4: da sieht man nur> den Entladestrom von C2.
Mir ging es bei der Frage um C2. Ich wollte nur vergleichen, wie viel
die Diode ausmacht.
Achim S. schrieb:> Aber: 100A, 15A und 1A? Da liegst du um ein paar Größenordnungen> daneben, oder?
Ich weiß es nicht. Die Dioden haben ja eine "Reverse Recovery"-Zeit in
der sie auch in Gegenrichtung leiten. Bei 12 V an dem Innenwiderstand
einer Diode würde ich hohe Ströme jetzt nicht grundsätzlich
ausschließen.
Ok, aktuell wird in unter 400 ns umgeschaltet (vielleicht doch etwas
schnell...). Eine willkürlich ausgewählte Diode BY500 hat eine
Reverse-Recovery-Time von bis zu 200 ns.
Achim S. schrieb:> Oft: gar nicht.
Ok.
Achim S. schrieb:> Dass dabei tatsächlich die Wicklungskapazität> umgeladen werden muss, ist nicht zu vermeiden
Das ist klar. Man könnte die Ladung über mehr Zeit verteilen, um den
Spitzenstrom zu senken.
Achim S. schrieb:> In der Simu sind die Peaks oft höher> und schmaler als in der Realität.
Ok. Also einfach mal ausprobieren.
Danke für die Antworten.
Dussel schrieb:> Achim S. schrieb:>> Aber: 100A, 15A und 1A? Da liegst du um ein paar Größenordnungen>> daneben, oder?> Ich weiß es nicht. Die Dioden haben ja eine "Reverse Recovery"-Zeit in> der sie auch in Gegenrichtung leiten.
Wie kommst du denn überhaupt auf den Wert "100A"? In deiner Simu sehe
ich nichts, was in den Bereich 1A käme (für den Strom der parasitären
Kapazität).
Achim S. schrieb:> Wie kommst du denn überhaupt auf den Wert "100A"? In deiner Simu sehe> ich nichts, was in den Bereich 1A käme (für den Strom der parasitären> Kapazität).
Du hast recht. Ich habe gerade nochmal probiert und die Werte sind
deutlich niedriger als ich vorher geschrieben habe. Das war wohl ein
Fehler. Ich frage mich nur gerade ob ich zweimal zu blöd zum Ablesen war
oder ob die Simulation irgendwie hing. 100 A und 1 A kann man ja
eigentlich kaum verwechseln...
Schaltung_neu.png
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