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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET high side driver - boot strap - charge pumpe


Autor: Michael (Gast)
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Hallo erst mal,

ich versuche meinen Problemfall nun schon seit 2 Wochen zu lösen- aber 
ich schaffe es einfach nicht - darum wende ich mich an euch und hoffe 
das ihr mir zumindest ein paar Tips geben könnt!

Ich habe mich schon durch alle möglichen Beiträge und Datenblätter 
duchgewühlt,... leider ohne nennenswerten Erfolg!

Aufgabenstellung:
ich will 100A bei einer Maximalspannung von 80V mit N-Channel Mosfets 
schalten - über einen microcontollerausgang!

das Problem:
Die Mosfets müssen leider vor der Last im Stromkreis sein was alles 
recht kompliziert macht. Ich weiß mittlerweile, das ich eine 
Ladungspumpe und eine Bootstrapschaltung in Kombination mit einem gate 
driver brauche.

microcontroller -> levelshifter -> IRS2117 in komb. mit chargepump (laut 
irf deign tip) - N-CHANNEL MOSFET

Damit ich die gesamte Last schalten kann, benötige ich natürlich mehrere 
MOSFETS - ich will aber nicht für jeden MOSFET alles extra aufbaun!

In allen Datenblättern der treiber ic's ist immer die rede davon das der 
ic nur einen einzlnen Fet versogen kann,...das glecihe mit der 
ladungspumpe.

Meine Frage an euch ist nun - kennt wer einen ic der die ladungspumpe 
und den ganzen grimsgrams schon integriert hat ud mit dem ich zumindest 
4 MOSFETS ansteuern kann??

mfg Michael

: Verschoben durch Admin
Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Mit "vor der Last" meinst Du sicher, daß +Ub geschaltet werden soll, 
richtig?

Warum kannst Du dort keinen P-Kanal-Mosfet einsetzen?

Wenn es dann aber unbedingt ein N-Kanaler sein muß, könntest Du über 
eine potentialfreie Ansteuerung über einen Übertrager nachdenken.

Da gibt es fertige Lösungen.

guude
ts

Autor: Bensch (Gast)
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> Meine Frage an euch ist nun - kennt wer einen ic der die ladungspumpe
und den ganzen grimsgrams schon integriert hat ud mit dem ich zumindest
4 MOSFETS ansteuern kann??

Mit dem genannten IRS2117 bist du doch schon nah dran, zumindest 2fach 
müsste es die geben bei IR oder NS.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Wenn es dann aber unbedingt ein N-Kanaler sein muß, könntest Du über
>eine potentialfreie Ansteuerung über einen Übertrager nachdenken.

Ich würde dir einen kleinen DC/DC-Wandler a la SIM1212S empfehlen. Damit 
hast du ne getrennte Versorgung. Die Ansteuerung könnte über einen 
Optokoppler zB SFH6720 geschehen. Dieser treibt eine kräftige 
Push-Pull-Stufe, welche alle Gates ansteuert.


Noch ein Hinweis zu den High-Side-Treibern:

Diese gehen gewöhnlich  nur, wenn das Tastverhältnis die 100% nicht 
erreicht, sonst kann sich über die Diode (über dem Treiber) die 
Bootstrap-Kapazität nicht mehr aufladen.

Autor: Michael (Gast)
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Hallo Thomas,

ich danke für die äußerst schnelle Antwort !

ja +ub wird geschaltet!

das mit den p-Kanal Mosfets ahb ich natürlich schon überlegt - aber die 
haben alle so hohe Rdson,... ich will ja keine heizung baun ;) - wenn 
ich die verlustleisung minimieren will muss ich eine höhere anzahl von 
p-fets nehmen und das ist wieder schlecht wegen meinem 2.ten problem - 
platzproblem!

wenn mir nichts besseres einfällt werd ich aber die p-fetvariante 
probieren - von der ansteuerung is das schon um einiges einfacher.

ja die geschichte mit den übertragern wäre noch eine option die ich noch 
nicht berücksichtigt habe - hast du einen link zu einer fertig lösung??

mfg michael

Autor: Michael (Gast)
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Wahnsinn wie schnell das in dem Forum geht - DANKE!!

nochwas zum Umfeld:
mein ganzes system ist transportabel - es handels ich um ein akkupack 
mit 80V geladen ca 60V entladen - das heißt ich muss alle meine 
spannungen daraus erzeugen,...

@Bensch: soweit ich weiß gibts die nur einfach! aber ich werd nochmals 
schaun!

@lippi: die idee gefällt mir gut! werd mal schaun ob ich einen kleinen 
dc dc wandler finde der álle meine anforderungen erfüllt!!!

NOCHMALS DANKE AN ALLE !!!!

mfg michael

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>@lippi: die idee gefällt mir gut! werd mal schaun ob ich einen kleinen
>dc dc wandler finde der álle meine anforderungen erfüllt!!!

Reichelt:

http://such001.reichelt.de/?;ACTION=444;LA=444;SEA...

Autor: Roberto (Gast)
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Hallo
Der Beitrag ist ja schon 1 Jahr alt, aber ich schreibe mal wier weiter.

Komischerweise such ich auch gerade nach einer Möglichkeit, 80V und ca. 
5 Ampere zu schalten.

P-Fet hat zu viel Wiederstand , darum jetzt ein N-Fet.

Meine derzeitige Idee ist ein kleiner 12V Trafo der mit die 12 Volt dann 
für das Gate bringt. (geschalten durch einen Opto)

An einen Spannungswandler dachte ich auch schon, aber wie beschalte ich 
den dann  bei 80 Volt ?
Am Gate sollen dann ja ca. 90 Volt anstehen..

@Michael
Hast Du inzwischen das Problem gelöst ?
Warum eigentlich 80Volt ? Was hast Du da für einen Akku.

l.G. Roberto

Autor: Andreas R. (rebirama)
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> P-Fet hat zu viel Wiederstand , darum jetzt ein N-Fet.

Nur bei einem gleichgroßen FET hat die P-Version mehr Widerstand. Bevor 
du also für 5 A einen Ansteuerzirkus (Trafo + Opto + hastenichgesehen) 
aufmarschieren lässt, tu dir einen Gefallen und nimm den nächstgrößeren 
P-Fet. Der ist immer noch kleiner und billiger als der Zirkus, der lohnt 
sich erst bei mehr Strom bzw hohen Frequenzen (kHz bis Mhz).

Grüße
Andreas

Autor: Roberto (Gast)
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Hallo Andreas

Danke für die schnelle Antwort..

Ja, bin am überlegen.... vielleicht hast Du recht ?!

Hatte ja schon mal mit einem P-Fet probiert.
IRFI9620G .... der hat aber nur -3A

Habe inzwischen einen bei Conrad gefunden...
IRF9530 mit -100V / -14A und nur 0,2R

Durch den P-Fet brauche ich jetzt nicht auf 90V (Gate).
Das könnte dann mit 100V reichen..?!

Danke.

l.G. Roberto

Ps.:
trotzdem würde mich noch interessieren, welchen Akku da der Michael mit 
80V hat :-)

Autor: BMK (Gast)
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Da gibts erheblich bessere P-Kanal MOSFETs z.B. diese:

http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...
Also den IRF5210 in verschiedenen Gehäuseausführungen.

Und eine Ansteuerung per Levelshifter ist hier zu sehen:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png
Muss halt ggf. an eine höhere Spannung angepasst werden.

Autor: Mine Fields (Gast)
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Roberto schrieb:
> An einen Spannungswandler dachte ich auch schon, aber wie beschalte ich
> den dann  bei 80 Volt ?
> Am Gate sollen dann ja ca. 90 Volt anstehen..

Der GND vom DC-DC-Wandler-Ausgang kommt an den Source-Anschluss vom FET. 
Du brauchst also logischerweise einen galvanisch getrennten Wandler.

So etwas ist aber doch recht teuer und lohnt sich eigentlich eher, wenn 
man relativ schnell schalten muss.

BMK schrieb:
> Und eine Ansteuerung per Levelshifter ist hier zu sehen:
> http://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png
> Muss halt ggf. an eine höhere Spannung angepasst werden.

Wie soll diese Schaltung funktionieren? Wenn ich das richtig sehe hast 
du immer noch mindestens ca. -30V am Gate, und das dürfte für einen 
gewöhnlichen FET zu viel sein.

Besser wäre es da, die Gatespannung mit einer Z-Diode zu begrenzen.

Autor: GB (Gast)
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Autor: Roberto (Gast)
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Hallo GB  (Danke)
Der Sum90P10 ist ein Wahnsinn :-)

Frage:
Wie sucht man im Netz eigentlich nach guten P-Fet's ?
Hast Du da eigene Quellen (links)
oder hast Du dir die mal zusammengesucht?
l.G. Roberto

Autor: BMK (Gast)
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Stefan L. wrote:

>Wie soll diese Schaltung funktionieren? Wenn ich das richtig sehe hast
>du immer noch mindestens ca. -30V am Gate, und das dürfte für einen
>gewöhnlichen FET zu viel sein.

>Besser wäre es da, die Gatespannung mit einer Z-Diode zu begrenzen.

Jo, das war auch mein erster Gedanke. Dem ist aber nicht so.
Lies dir mal die Erklärung von Lippy hierzu durch, echt gut:

Beitrag "Re: Wie Ugs (p-FET) sinnvoll begrenzen?"

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