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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik H-Brücke -> Source to Gate Spannung zu hoch...


Autor: martinwisi (Gast)
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Hallo

Also mir sind heute auf meiner Steuerkarte für 3 Schrittmotoren alle 12
N Mosfets durchgeschmort...

Das Problem ist, dass die Spannung von Source zum Gate nur max 16 Volt
betragen darf bei meinen N Kanlal Mosfets und das habe ich nicht
eingehalten. Ok Schwam drüber aber wie kann ich verhindern dass das
noch einmal passiert? Ich meine ich kann mit der Gate Spannung nicht
heruntergehen, sonst würde der P-Kanal Mosfet immer schalten... Gibt es
da einen Weg ohne andere Mosfets zu kaufen die höhere Source zu Gate
Spannungen vertragen? Ich mein ich habe mir überlegt mit einem
positiven und einem negativen Spannungsregler für beide Mosfets die
richtigen Spannungen zu erzeugen, aber der Schaltungsaufwand ist dann
schon um einiges größer...
Andere einfachere Ideen?

Gild der Schaltung ist angehängt...

Danke

MfG Martin

Autor: Benedikt (Gast)
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Ich würde sagen du hast ein anderes Problem:
Leg mal die Gatespannung auf halbe Betriebsspannung und mess mal den
Strom (ohne Last) !
Bei jedem Umschalten machst du einen Kurzschluss, bei dem Ströme im
Bereich 10-100A fließen ! Daher gehen die MOSFETs kaputt...

Wie hoch ist die Betriebsspannung, welche MOSFETs, erforderlicher
Strom, Frequenz usw. ?

Autor: martinwisi (Gast)
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Hallo

Naja also das ist mir schon klar, aber das die Gatespannung auf einem
mittlerem Niveau ist ist eigentlich ausgeschlossen, außer ganz kurz
beim Umschalten, da hast du recht! Aber soviel Strom kann dann da auch
nicht fließen, weil die P-Kanal Mosfets einen Widerstand von 1,5 Ohm
haben. Außerdem ist die Frequenz nur sehr gerning. Sollen ja
Schrittmotoren angesteuert werden und so schnell drehen die nicht.
Spannung sollte max 20 Volt betragen...

Gibts da auch eine Lösung nur mit N Mosfets? P-Kanal sind sehr
teuer...

MfG Martin

Autor: Benedikt (Gast)
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Ja, wird fast überall so gemacht mit 2 N Kanal, da
a) billiger
b) besser

Ich hatte mit der Schaltung genau dasselbe Problem und es lag definiv
am Kurzschluss. Sind immerhin 13A bei 20A...
Eine häufig verwendete Möglichkeit:
Kleinen Kondensator mit wenigen Verlusten an Source des oberen.
Ist der untere MOSFET aktiv, läd sich der Kondensator auf die volle
Betriebsspannung auf (hier 20V, kann man aber über Widerstand + Z-Diode
begrenzen.)
Diesen über 2 Optokoppler ansteuern: Ist der eine aktiv wird das Gate
mit dem Kondensator verbunden und so der MOSFET eingeschaltet. Der
andere OK schließt das Gate nach Masse kurz.
Es gibt viele Variationen, wie man den oberen MOSFEt letztendlich
ansteuert, die meisten laufen auf diese Bootstrapschaltung mit einem
kleinen Kondensator hinaus.

Autor: martinwisi (Gast)
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Ok Danke

Also dann werd ich jetzt mal Mosfets kaufen gehen!
Habe da an http://www.ampslab.com/PDF/irf640n.pdf gedacht... Wären für
den Zweck im D²Pak eigentlich sehr geeignet dafür oder?

Wo finde ich einen genauen Schaltplan für die H-Brücke mit 2 N-Mosfets?
Und die Vorbeschaltung mit Optokoppler oder was auch immer...?
Danke

MfG Martin

Autor: martinwisi (Gast)
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Hallo

Hab jetzt eine Schaltung selber gezeichnet. Vielleicht kann ja mal
einer drüber schauen ob das so funktionieren könnte...

Die Spannungen werden mit positiven und negativen Spannungsreglern
erzeugt. Aufpassen muss man da dass die auch die Spannung vertragen
oder vorher schon herrunterregeln...

MfG Martin

Autor: Benedikt (Gast)
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Nicht ganz... so wie im Anhang. Außerdem wird durch die
Dioden/Widerstände und der Gate Kapazität verhidnert dass beide MOSFETs
gleichzeitig leiten.

Schau dir auch mal das an:
http://www.sorobotics.org/hbridge1.html



Oder wenn es einfach sein soll: Nimm den L6202

Autor: harry (Gast)
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hi,

is nich so toll, der obere transistor geht als n-type nur bis ca. 14.4
volt auf. leg auf den opto statt 15v 24v und 'nen basis- bzw
gatewiderstand mit rein, sonst wird der opto verkocht, weil er zuviel
strom liefern muss.
du kannst statt mosfets auch 'normale' transistoren nehmen,
darlingtons sind nicht schlecht dafür. (machen auch 100KHz und mehr)

gruss, harry

Autor: Profi (Gast)
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So würde ich es auf keinen Fall machen, da ja beim Umschalten kurzzeitig
beide FETs leitend sind. Nicht umsonst haben FET-Treiber-ICs (z.B.
IR2113 oder TC4425) "Break before Make".

Dazu gab es schon viele Threads:

suche mal nach fet-treiber  oder  PWM

http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-90352.html
http://www.ganter.at/elektronik/mikrocontroller/la...

Autor: martinwisi (Gast)
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Hallo

Ok Danke für die Tips

Ich finde die Schaltung von http://www.sorobotics.org/hbridge1.html
ganz gut! Hätte da aber noch Fragen! Und zwar benötige ich da D2
wirklich? Ich meine die ist doch bei den meisten Mosfets eh schon
integriert oder?
Und 2. ob ich die Transistoren durch standart Typen alla BC547 und 557
ersetzen kann? Ich meine so hohe Ladestrome für das Gate brauch ich eh
nicht, so schnell will ich nicht schalten...
3. Da wird eine Spannungsverdopplungsschaltung gebraucht. Habe ich zwar
schon für GLCDs gebaut, aber wenn ich mit 24 Volt arbeiten will benötige
ich da schon 48Volt... 8 Volt über den 24 Volt müsste doch auch schon
reichen um das Gate aufzumachen oder? Und da fällt mir gerade auf ich
müsste paralell zu R6 und R8 noch ZDioden einbauen oder? Weil sonst
habe ich wieder das Problem das die Gate Spannung zu hoch wird?

Noch einwände?

MfG Martin

Autor: Benedikt (Gast)
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@harry
>is nich so toll, der obere transistor geht als n-type nur bis ca. 14.4
volt auf.
Eben nicht ! C1 läd sich auf 15V auf und der MOSFET wird damit voll
durchgesteuert.
OK, in die Leitung zum Gate kann man noch 10 Ohm einbauen, dann gehts
aber problemlos. Das ganze stammt nicht von mir, sondern aus einem 1kW
Frquenzumrichter mit 10kHz PWM... Ist also Praxiserprobt !

@Profi
>So würde ich es auf keinen Fall machen, da ja beim Umschalten
kurzzeitig beide FETs leitend sind.
Auch falsch !
Dafür dient der 100Ohm Widerstand mit der Diode parallel. Dadurch wird
der FET schnell aus, aber langsam eingeschaltet.
Läuft bei mir in einer 300kHz 500W Endstufe seit Jahren...
Die MOSFETs erwärmen sich an einer 5x10cm Aluplatte nicht über 40°...

Autor: martinwisi (Gast)
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Hallo

Also habe mir die Teile jetzt gekauft und mal einen Testaufbau nach
http://www.sorobotics.org/hbridge1.html gemacht.
Läuft super, was mir aber sorgen macht ist noch immer die Gate to
Source Spannung. Meine Mosfets vertragen da allermax. 16 Volt.
Habe deswegen bei R6 und R8 noch Z Dioden eingesetzt die die Spannung
auf 9 Volt bei den unteren Mosfets begrenzen.
Auch bei den oberen Mosfets ist das gleiche Problem, weswegen ich nicht
mit der doppelten Spannung fahre sondern nur mit einer 9 Volt
höheren...

Noch verbesserungs Vorschläge bevor ich ans zeichnen des Layouts gehe?

MfG Martin

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