Hallo, ich möchte demnächst H-Brücken mit IRF7389 MOSFETs aufbauen (bipolarer Schrittmotor). Das ganze soll mit einem ATMega gesteuert werden. Auch ein Chopper ist vorgesehen, der ist in einem CPLD an das letztenendes auch die Fets angeschlossen sind. Das kritische an der ganzen Sache ist natürlich die Umschaltphase, da ich den Shoot-Through vermeiden will (d.h. das sowohl der P-Kanal- als auch der N-Kanal-FET leitfähig werden -> Kurzschluss) weil ich nicht will, dass meine FETs in den gasförmigen Zustand übergehen :-). Wie gehe ich da am besten vor um sowas zu vermeiden? Einfach ein Vielfaches der Zeit aus dem Datenblatt, die die FETs brauchen um zu sperren, warten bevor der andere eingeschaltet wird, oder gibt's da bessere Lösungen? MfG - C. Lechner
Lösungsansatz, ohne jetzt einen Schaltplan zur Hand zu haben : Stromprüfung durch einen Shunt (z.B. 0,01 oder 0,1 Ohm ) in beiden Zweigen der H-Brücke. Erst umschalten, wenn nach einem "Stop"- oder "Umpol"- Befehl Strom => 0 bzw. dann ja Spannung => 0
Hallo, je nach der benötigten Schaltgeschwindigkeit deiner Mosfets bietet sich ein integrierter Treiberbaustein an. Ein Voll- oder Halbbrückentreiber wie z.B. ir2104 oder ir2111 , hat eine entsprechende Totzeitschaltung schon drin.
Die Idee mit dem Treiberbaustein kling nicht schlecht. Ich habe das gleiche Problem und habe es im ersten Schritt mit einer Spule in der Versorgungsspannung erschalgen, bin mir aber nicht sicher wie zuverlässig das ist. Idee 2 war ein zusätzlichen Transistor und entsprechend Port zu spendieren, und die Versorgungsspannung erst zuzuschalten, wenn die Umschaltung erfolgt ist. Praktische Tests dieser Schaltung stehen aber noch aus.
@Wolle: Schaltplan hab ich auch noch nicht, kommt aber noch :-) Das mit dem Shuntwiderstand ist nicht schlecht, weil der Chopper sowieso schon einen braucht. Einfach noch nen LM339 in entspr. Beschaltung dran und fertig. Die Verzögerung nachdem kein Stromfluss mehr feststellbar ist kann ja dann das CPLD machen. BTW: Ich finde es sehr riskant, H-Brücken an die Ports eines Mikrocontrollers anzuschließen, wie es leider häufig gemacht wird, da beim Einschalten die Pins mitunter irgendwelche Zusatände haben. Andere Möglichkeit für tote FETs: Software-Bug. Das ist wie die Ideen mancher Leute hier, ein Schaltnetzteil mit Microkontroller zu bauen, der den Strom durch die Spule steuert ;) Deswegen hänge ich den Mikrocontroller ans CPLD und das CPLD steuert die FETs. Das ist sicherer. - cl
BTW: Auch der IR2111 ist nicht übel, jetzt müsste ich nur noch wissen, wo ich den in "normalen" Stückzahlen für Bastler und im SO8-Gehäuse herbekomme (Reichelt hat nur DIP8!). - cl
HI ich arbeite gerade an einem ähnlichen Projekt. Ich benutze dazu auch einen Treiber IC (IR2110) und die Hexfets (IRC 640) Der 2110 ist ein High und Low Side Halbrückentreiber.Der Vorteil ist du kannst nur NPN Mosfets einsetzen und die einelnen Mosfets sind seperat ansteuerbar.Du kannst also durch eine entsprechende Logik vor den Eingänge verhindern das beide gleichzeitig durchschalten. Die Mosfets(Hexfets)IRC 640 haben einen eigenen Stromsensor schon eingebaut und du sparst dir die Stromshuntwiderstände. Du kannst natürlich auch jeden anderen NPN Mosfet einsetzen.
Es kann ja sein, das ich im Moment total auf dem Schlauch stehe, aber ist es nicht eben genau der Clou einer H-Brücke, das es gerade ganz egal ist, ob der µC nun beim reset die Ports auf High oder low zieht, weil, solange beide Richtungsports den gleichen Pegel haben in der Brücke NIX passiert? @Christoph Du hast ja in gewisser Weise Recht, aber sobald es an kritische Anwendungen geht, musst Du eh einen überwachten Not-Aus Kreis spendieren. Selbst ein Schütz kann kleben bleiben, oder liege ich da falsch?
Genau so ist das. Anders sieht es aus, wenn man 2 N-Kanal FETs verwendet. Dann muss man schon etwas aufpassen. Ich habe das bei meinen Motortreibern immer so gelöst: Alle Gates (ich habe immer 6, da ich einen 3 Phasen Motor steuere) kommen an einen Port. An diesem Port werden die Möglichen Gate Kombinationen angelegt. Die Pegel aller PINs ändern sich genau zum gleichen Zeitpunkt. Damit hat es nie Probleme gegeben. Ich schalte so in jeder Brücke 50A. Dazu kommt noch, dass ich die Low side FETs mit einem PWM Signal überlagere, um auch die Leistung zu steuern. Das allerdings macht eine externe Logik die mit dem PWM Ausgang verbunden ist. Mattias
@tex: Naja ich entwickle ja (zum Glück) keine kritische Anwendung, d.h. wo Personen- oder Sachschäden entstehen können. Aber ich finde das mit den Ports trotzdem ein bisschen gefährlich, wie schon gesagt ....
Man kann auch die Gate-Spannung messen, und solange die über einem kritischem Wert ist, wird das jeweils andere Gate nicht freigegeben.
@Michael (ein anderer): AFAIK ist doch die Gatespannung = 0V kein hinreichendes Kriterium, dafür das der MOSFET gesperrt ist. Der braucht doch noch ein paar Nanosekunden, um gesperrt zu werden. CU - C. Lechner
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