ich wollte mal fragen was für Maßnahmen auf der Primärseite getroffen werden um Induktionsspitzen beim Abschalten der Wicklung zu minimieren oder zu verhindern. Da Die Primärspule ja abwechselnd in beide Richtung durchflossen wird scheidet ja eine einfache Diode aus da diese ja in einer Richtung einen Kurzschluß erzeugt. Wäre es eine gute Idee eine Bidirektionale Supressordiode >400V zu nehmen oder sollte einfach jedem Transistor eine schnelle Schaltdiode antiparallel spendiert werden?
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Dateianhang wird irgendwie verschluckt oder sind png's nicht mehr erlaubt? Und noch eine andere Frage funktioniert die Schaltung oben mit n-Kanel Mosfets oder müssen die oberen beiden gegen p-Kanal-Typen getauscht werden da sie ja auf der High side schalten?
Hallo >Wäre es eine gute Idee eine Bidirektionale Supressordiode >400V zu >nehmen Teuer und ineffektiv. Und Rückwärz hast Du ja die Bodydioden. Die sind nur manchmal nicht flott genug. Wenn die bidirektionale Diode rückwärz noch nicht öffnet, geht es über die Bodydiode des Transistors.....die ist aber oft nicht schnell genug. >oder sollte einfach jedem Transistor eine schnelle Schaltdiode >antiparallel spendiert werden? Würde ich bevorzugen, weil sicher genug, und in Durchlassrichtung der Dioden die Energie nicht verwärmt wird, sondern letztlich in die Eingangskondensatoren zurücklangt. Manchmal langen dafür die Bodydioden s.o. tippgeber
ok danke, werde es mit schnellen Schaltdioden machen, habe noch einen Inverter zum Ausschlachten und da sind genug schnelle RURG3020C und RURG3040C drin. Zu den MOSFETs bzw. IGBTs brauche ich auf der High Side p-Kanal Teile oder geht das auch so, da die p-Kanal Transistoren meistens schlechtere Werte haben.
>brauche ich auf der High Side p-Kanal Teile
Du kannst dort die N-Kanal Typen lassen, brauchst allerdings eine
korrekte Ansteuerschaltung.
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wie meinst du das so das immer 2 diagonale Transistoren durchschalten? Ich habe ein Schaltbild gesehen auf dem jeweils High Side Driver an den Fets hängen.
>wie meinst du das so das immer 2 diagonale Transistoren durchschalten? Davon wird ausgegangen. Ich meine das: >High Side Driver
Anmerkung. Das ist KEIN Gegentaktwandler, sondern eine Vollbrücke. Ein Gegentaktwandler hat zwei Transistoren auf Masse und einen Trafo mit Mittelanzapfung. MFG Falk
Hallo >wie meinst du das so das immer 2 diagonale Transistoren durchschalten? Es müssen immer zwei der Leistungstransistoren durchgeschaltet sein, die sich diagonal gegenüberstehen. Also der links oben und der rechts unten. Dann der rechts oben und der links unten. Wenn beide auf einer Seite durchgeschaltet sind, bekommst Du sehr schnell ein sehr großes Problem. Ebenso wenn aus irgendeinem Grunde die beiden Transistoren durchgeschaltet bleiben. >Ich habe ein Schaltbild gesehen auf dem jeweils High Side Driver an den >Fets hängen. es gibt spezielle High Side driver. Du kannst aber auch normale nehmen, musst dann aber für eine Hilfsspannung mit -GND auf Source Potential der High Sorgen. Hängt vom Detail ab, was besser ist. Weitere alternative Wäre mit Signalübertragern und Serienkondensatoren zu arbeiten. Das beseitigt Dir das Problem, wenn die Ansteuerung mal auf "AUF" hängen bleibt. Wenn Du Übertrager mit zwei getrennten Ausgangswicklungen nimmst, und einen phasenverdreht anschliesst, kannst Du auch beide Brückendiagonalen damit treiben und hast gleichzeitig eine Verriegelung der Diagonalen. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic -- http://www.darc.de/l02/ Selbsterkenntnis ist der erste Schritt zur Depression. Jeder echte Wettbewerb ist ruinös. Darum beruht jede funktionierende Wirtschaft auf Schiebung. Wer auf eine bessere Welt hin arbeitet, baut sich selber eine Hürde, zu dieser Welt zu gehören. Ethik ist eine Form der Marktpflege und nutzt im allgemeinem nur dem, der diese betreibt. Ich will keine besseren Politiker, ich will ein besseres Volk.
macht vom Prinzip her aber keine Rolle ob der Kern mit einer Wicklung einmal vorwärts und einmal rückwärts bestromt wird oder ob das mit den 2 engegengesetzt laufenende Halbwicklungen abwechseln geschied. Ok Ansteuerung wäre einfacher ich habe aber schon einen Überträger der keine Primärwicklung mit Mittelanzapfung hat. Das ich immer Diagonal durchschalte war mir schon klar, oben ist ein Beitrag anscheinend bearbeitet worden als ich geantwortet habe, da der Zusammenhang total daneben ist. Auf dem Bild sind also nur n-Kanaltypen mit speziellen Highsidetreibern ausgestattet? Weiß jemand wie sich diese speziellen Dinger nennen? "es gibt spezielle High Side driver. Du kannst aber auch normale nehmen, musst dann aber für eine Hilfsspannung mit -GND auf Source Potential der High Sorgen." Das verstehe ich jetzt nicht.
@ Thomas O. (kosmos) >macht vom Prinzip her aber keine Rolle ob der Kern mit einer Wicklung >einmal vorwärts und einmal rückwärts bestromt wird oder ob das mit den 2 >engegengesetzt laufenende Halbwicklungen abwechseln geschied. Im Prinzip nicht, im Detail schon. ;-) BEi Push Pull ist die Ansteuerung wesentlich einfacher, man nraucht nur 2 Transistoren. Allerdings ist die Ausnutzung des Kerns etwas schlechter, weil ja immer nur die halbe Wicklung Saft kriegt. Und die hat nur die Hälfte Platz im Wickelraum, ergo hat sie einen höheren Widerstand. >Auf dem Bild sind also nur n-Kanaltypen mit speziellen Highsidetreibern >ausgestattet? Weiß jemand wie sich diese speziellen Dinger nennen? MOSEFT Treiber. Gibt es in dutzenden Ausführungen. Es gibt welche, die kann man mit DC ansteuern, andere brauchen eine Mindestfreqeunz und min/max Tastverhältniss. DIe haben dann einen Bootstrap zur Ansteuerung der High Side. >>"es gibt spezielle High Side driver. Du kannst aber auch normale nehmen, >>musst dann aber für eine Hilfsspannung mit -GND auf Source Potential der >>High Sorgen." > Das verstehe ich jetzt nicht. Ganz einfach. Nimm einen Trafo, der liefert dir galvaisch getrennt eine Betriebsspannung. Nur dass du die Masse von DEM Trafo nicht an GND der Schaltung legst, sondern an die Source der High Side N-Kanal MOSFETS. Das ist die Hilfsstromversorgung. MFG Falk
Also extra Trafo, Gleichrichten und dann GND auf die Source der oberen MOSFETs, und die beiden Gates der oberen MOSFETS steuere ich auch aus dieser Versorgungsspannung an.
@ Thomas O. (kosmos) >Also extra Trafo, Gleichrichten und dann GND auf die Source der oberen >MOSFETs, und die beiden Gates der oberen MOSFETS steuere ich auch aus >dieser Versorgungsspannung an. So könnte man es machen, wird aber praktisch nie gemacht weil es sinnlos ist. Ausserdem musst du noch die Steuerinformation vom nomalen GND auf das hohe Potential bringen. Geht alles einfacher mit einem richtigen Treiber. Z.B. http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2113l6.pdf MFG Falk
Danke, ich werde mal schauen wo man diese Exoten wieder herbekommt, oder kann mir das jemand hier 4 Stück(2 als Reserve) mitbestellen als nicht SMD Bauteil? Geld gibts natürlich im Vorraus
habe heute eien defekten Inverter geschlachtet, leider sind 2 der 4 Transistoren komplett verschmort und die Leiterbahnen sind auch nicht alle heile, sonst könnte ich das ganze schön durchmessen und man einen Schaltplan zeichnen wie es dort aufgebaut ist. Was mir aufgefallen ist Sie spendieren nicht jedem der 4 Transistoren eine extra Diode es sind nämlich nur 2 verbaut. Könnte es sein das nur die Transitoren auf der High Side eine Diode benötigen? Oder wie könnte das verschalten sein?
>> Supressordiode
Diese Diode ist dafür unbrauchbar. Falls eine Überspannung bei einer
Supressordiode auftritt, leitet diese für immer den Strom.
Eine Supressordiode ist irreveribel wie eine Sicherung! Nur eine
Sicherung wird hochohmig, eine Supressordiode wird niederohmig.
Gruß
MAX
das mit der Supressordiode ist schon vom Tisch ich meinte die parralelen Diode zu den Transistoren, es sind aber doch 4 verbaut 2 stecken unter Kühlkörpern die hatte ich garnicht beachtet, komisch das 2 gekühlt werden müssen und die andere 2 nicht.
Also die Diode parralel zum Transistor verhinder das dieser Rückwärts durch die Induktionsspitze beaufschlagt wird. Sollte diese Energie nicht an allen 4 Transistoren gleich ausfallen, weil hier nur 2 Dioden einen Kühlkörper spendiert bekommen haben, oder vielleicht weil nicht die volle PWM Bandbreite ausgenutzt wird z.B. nur 30-100% wodurch sich die Impulse in ihrer Energie durch die jeweiligen Transitoren unterscheiden.
Thomas schrieb am 19.07.2008 03:15: ...."hier nur 2 Dioden einen Kühlkörper spendiert bekommen haben,"... Wie ist es denn jetzt, drunter oder drin/drauf ? Am 18.07.2008 13:06 steht nämlich: ..."es sind aber doch 4 verbaut 2 stecken u n t e r Kühlkörpern". Wie sind die Dioden denn verknüpft? Leiterbahnen verfolgen! Max, Eine Supressordiode ist irreveribel wie eine Sicherung! Wo steht das?
@MAX ??? Nun gut, in einer Halb-, Vollbrücke praktisch ja... Aber nur aufgrund des Denkfehlers ! Halbbrücke -> oben schaltet die Supressordiode ein (weil U über Uth der Diode) -> Strom fliesst (uU. nicht wenig) -> unterer Fet mach nun was er soll, er schaltet auch -> ARGH, voller Kurzschluss von +Ub über Supressordiode über Fet nach -Ub !! Somit sind Fet und Supressordiode mit grosser Warscheinlichkeit niederohmig. Fazit: Grundsätzlich unterscheiden sich Supressordioden von normalen Z-Dioden nur durch ihre wesentlich höhere Impulsbelastbarkeit (für paar µs), einige haben noch eine etwas steilere Kurve, das wars. Daher sperren sie im Normalfall auch wieder, sobald die Spannung unter ihre Haltespannung fällt. BTW: Übrings vorsicht beim Einsetzen von grösseren Supressordioden, die haben zT. immense Kapazitäten, die darf man bei getakteten Anwendung immer mit umladen -> Verluste. Schönes WE noch...
ich hatte den Beitrag auf 2 Rechnern offen und nicht gesehen das ich das schon geschrieben hatte. Es sind also jeweils auf einer Platinenseite 2 Transistoren und dazwischen sitzt eine Diode, also 4 Transistoren und 2 Dioden neben diesen 3 Bauteilen auf jeder Seite sitzt noch ein 4tes das unter einem Kühlkörper saß. Und das war auch jeweils eine Diode die ich aber erst nicht beachtet habe. Es wird jetzt also jeder Transistor seine eigene schnelle Diode bekommen die auch was abkann. Die Supressordioden wollte ich ja für Spannungsspitzen nehmen und das sind ja bidirektionale angenommen der Trafo wird mit 400 V getaktet könnte man doch 500er Supressordioden nehmen die dann ja garnicht durchschalten, weil du schreibst es würde einen kurzen geben. Bei Zündschaltungen die ich gesehen habe wird die Spannung so begrenzt das eine Supressordiode gegen das Gate geschaltet wird, und wenn eine Überspannung auftritt die aufs Gäte gelangt schaltet der Transistor wieder durch wodurch die Spannung abfällt.
@ Thomas O. (kosmos)
>Die Supressordioden wollte ich ja für Spannungsspitzen nehmen und das
Die gibt es nicht, wenn die Dioden schnell genug sind. Deine
Suppressordiode macht wahrscheinlich mehr Ärger als sie vermeidet. Denn
sie hat, je nach Typ, schon recht viel Kapazität (500pF++??).
MfG
Falk
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ich habe die Schaltung mal neu gezeichnet und jedem Transistor eine Diode spendiert. Habe aber noch ein paar Fragen zu dieser Schutzbeschaltung mittels Dioden. Angenommen die Transistoren vertragen 600V UCE Spannung und UEC nur 20V. Es liegen erstmal 400V an jetzt wird T1 und T4 gleichzeitig durchgeschalten und die Primärspule erhält ihre 400V. Jetzt werden die beiden Transistoren wieder abgeschalten und es entsteht eine Induktionsspannung von sagen wir mal 1000V. Diese kommt über die Primärleitung1 des Trafos zurück auf den Ermitter von T1 gleichzeitig gehts aber auch über die Diode D1 zum Kollektor, wodurch die Differenz zw. CE -1V(Spannungsbafall der Diode) beträgt, die maximale CE Sperrspannung von 600V nicht überschritten wird die Differenz EC betragt 1 V also bleibt das auch unter der Sperrspannung von 20V. Hoffe das meine Ausführungen bis jetzt richtig sind. Was aber passiert mit T2 wenn hier die Induktionsspannung von 1000V zurückkommt schlägt dieser dann durch, weil er nur bis 600V ausgelegt ist?
Die Induktionsspannung des Trafos wird durch besagte Dioden auf die Zwischenkreisspannung begrenzt. Falls diese Dioden schnell genug umschalten.
@ Thomas O. (kosmos) >Angenommen die Transistoren vertragen 600V UCE Spannung und UEC nur 20V. Die Didoden begrenzen UEC auf ~1V. >Es liegen erstmal 400V an jetzt wird T1 und T4 gleichzeitig >durchgeschalten und die Primärspule erhält ihre 400V. Jetzt werden die >beiden Transistoren wieder abgeschalten und es entsteht eine >Induktionsspannung von sagen wir mal 1000V. Nöö, falsche Vorstellung. Wen T1 und T4 abschalten, will der Strom weiterflissen, weil das Magnetfeld kollabiert. Also steigt die Spannung ein wenig an. und siehe da, nach nur ein paar Volt Spannungsanstieg werden D2 und D3 leitend, weil die SPule ca 400V + 2x Uf "generiert". >1 V also bleibt das auch unter der Sperrspannung von 20V. Hoffe das >meine Ausführungen bis jetzt richtig sind. Letzeres ja. >Was aber passiert mit T2 wenn hier die Induktionsspannung von 1000V >zurückkommt schlägt dieser dann durch, weil er nur bis 600V ausgelegt >ist? Nö, siehe oben. MfG Falk
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Induktionsspitze.GIF
4,1 KB
ich steig da immer noch nicht richtig durch wenn D3 leitend wird dann habe ich die Überspannung ja wieder an den Kollektroen der beiden oberen Transsistoren, irgendwie muss diese Energie doch durch einen Verbraucher der das ganze in Wärme umwandelt. Wieso D2 leitend werden soll verstehe ich in deiner Ausführung auch nicht D2 wird doch nur leitend wenn an der K eine negativere Spannung als GND auftritt. Was für ein Impuls entsteht an den Punkten 1 und 4 des Trafos wenn T1 und T4 abschalten eine negative oder positive Spannungsspitze, diese sollte doch immern entgegengesetzt sein.
Bedenke, dass der Strom in die selbe Richtung!!! durch die Spule weiterfließt, aber die SPannung ÜBER der Spule sind umdreht! Transistoren AN: Strom durch L und Spannung über L IN GLEICHE RICHTUNG Transistoren AUS: Strom fließt weiter und Spannung dreht sich UM! Mal es dir mal auf, und nimm Falks Erklärung dazu!
Ich glaube jetzt hab ich das ganze verstanden. Ich bezeichne diese Spannungsspitze mal als Reflektion. Es reflektiert also zusagen am gesperrten T4 und diese Reflektion geht als erstes durch D3 und da D2 auf der anderen Seite (negativ) der Primärspule liegt wird Sie auch leident. D1 und D4 sind also in diesem Prozess garnicht beteiligt und erst beim Gegentakt die Hauptaktöre. Aber wo wird jetzt die Energie dieses Impulses abgebaut? Durch die Verluste die in den Dioden entstehen? Denn der Imuls wird ja wieder auf den Kollektor gelenkt und könnte die max Sperrspannung des Transistors doch überschreiten, also muss dieser doch irgendwo abgebaut werden.
Nein. Der Strom fließt weiter durch die Spule, aber zurück in den ZK
Elko.
Transistor T1&T4 AN:
UB-----o----------------o-----------------------o---------------
=> | => => || | |
| /\ \/ | |
| || (X) T1 ( ) T2
| | | UL = UB - 2UT
===== ENTLADEN | => => => => |
elko o---------SPULE---------o ||
----- | + UL - | \/
| | |
| /\ ( ) T3 (X) T4
| || | |
| | |
GND----o----------------o-----------------------o---------------
<= <= <= <= <= <= <= <=
alle Transistoren AUS
UB-----o----------------o-----------------------o---------------
| <= <= <= | <= <= <= <= |
| || | |
| \/ (X) T1 / \ D_T2
| | |
===== LADEN | => => => => | UL = UB + 2UF
elko o---------SPULE---------o
----- | - UL + |
| | |
| || / \ D_T3 ( ) T4
| \/ | |
| | |
GND----o----------------o-----------------------o---------------
=> => =>
Hinweis: Aus EMV-Gründen sollten die hier gemalten Stromschleifen von
der FLäche her so klein wie möglich sein!
also die Energie kommt wieder zum Elko der diese auch aufnimmt weil ja teilweise entladen wurde und nur alle 10mSek vom Gleichrichter wieder geladen wird. Da der Impulse eine höhere Spannung als der 400V Kondensator hat macht also nicht weil diese höhere Spannung durch die Ladung sofort wieder abfällt.
>also die Energie kommt wieder zum Elko der diese auch aufnimmt Ja. >teilweise entladen wurde und nur alle 10mSek vom Gleichrichter wieder >geladen wird. Naja, weil die Induktionsspannung so lange steigt (siehe Falks Erklärung + mein Bild), bis dieselbe (also die Spule) in der Lage ist, den (eigenen) Strom zurück in den Elko zu "drücken" >Da der Impulse eine höhere Spannung als der 400V Kondensator hat siehe oben. >weil diese höhere Spannung durch die Ladung sofort wieder abfällt. Was?
>weil diese höhere Spannung durch die Ladung sofort wieder abfällt. >Was? wo geht den die Induktionsspitze hin die vielleicht 1000V oder mehr hat in einen 400V Elko? Sollte es da nicht peng machen? Oder ist es so wie ich sage das der Elko eine hohe Last durch die Aufladung darstellt so das die Spannung abfällt. Wäre es vorteilhaft T1 verzögert abzuschaltet? So hätte man doch den Effekt wie bei einer Freilaufdiode bei einem Relais das nur in eine Richtung bestromt wird. Ich werde mal ganz klein mit einem L293D und einer Releisspule mit dem Oszi mir die Spannungsverläufe an den verschiedenen Punkten anschauen, dann spare ich mir erstmal den Aufbau mit HV und die beschaltung mit speziellen High Side Driver.
>wo geht den die Induktionsspitze hin die vielleicht 1000V oder mehr hat >in einen 400V Elko? Wer sagt, dass diese Spannung von 1000V überhaupt entsteht? 1) ist es sehr wahrscheinlich, dass das an Leiterschleifen bei der Messung entsteht. => Schlechter Aufbau. 2) entstehen hohen Spannungen immer an Induktivitäten. Das können auch Kabel/Leiterbahninduktivitäten sein. (deshalb meine Info mit den kleinen Flächen). Diese Induktionsspannungen gelangen aber nicht bis an den Elko, sondern werden ja bis dahin "aufgezehrt", wegen der Leitungsinduktivität. 3) Wenn die Freilaufdioden nicht schnellgenug durchschalten, dann fällt diese hohe Spannung über dieser Diode (in Flussrichtung!) ab, und zwar solange, bis die Dioden leitend geworden sind (einige ns..µs). Man bedenke, dass die Sperrschicht ein Kondensator darstellt, der (um)geladen werden muss.
@Thomas O. (kosmos) >wo geht den die Induktionsspitze hin die vielleicht 1000V oder mehr hat Es entstehen keine 1000V. Denn der Strom kann weiter fliessen, durch die Dioden. Damit ist die Stromänderungsgeschwindigkeit dI/dt eher klein, und es entstehen nur knapp über 400V. >ich sage das der Elko eine hohe Last durch die Aufladung darstellt so >das die Spannung abfällt. Du denkst in die falsche Richtung. Es geht erstmal um Energie, die uas der Spule zurück in den Elko fliest. >Wäre es vorteilhaft T1 verzögert abzuschaltet? Nein. Abschalten müssen die Transistoren so schnell wie möglich. EINschalten etwas verzögert, so 0,5..1us. Während der Zeit sind die Dioden aktiv. >Ich werde mal ganz klein mit einem L293D und einer Releisspule mit dem >Oszi mir die Spannungsverläufe an den verschiedenen Punkten anschauen, Gute Idee. Oder nimm PSpice. MfG Falk
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