Hallo zusammen,
ich bin derzeit auf der Suche nach einem High-(&Low-)Side
Mosfet/IGBT-Treiber, der eine Offset-Spannung bis 600V mitmacht.
Das an sich ist kein Problem, da gibt es von Fairchild
(FAN7382/FAN7390/...) schöne Treiber-ICs, mit denen ich auch ein Gate
eines Power-MOSFET, bzw. IGBT gut leerräumen kann.
Da die Transistoren aber als Schalter in einer PWM fungieren sollen,
soll das schnell gehen. Und damit die Frequenz hoch kann, noch
schneller.
Wenn ich z.B. eine Gateladung von 120nC @ 10V habe und einen FAN7390
verwende (4500mA Strom), dann ist das Gate nach optmistischen t=Q/I 27ns
leer. Trotzdem will der Chip sich vor dem Leerräumen eine
Propagation-Delay-Time von bis zu 200ns gönnen.
Mir ist bewusst, dass das schon ziemlich gut ist, sobald ich aber mit
der Schaltfrequenz sehr hoch gehen möchte, komme ich sehr nah an die
Grenze dessen, was alleine der Treiberchip kann. Meine Tastverhältnisse
der PWM können teilweise recht stark variieren (0,125...0,875 als
Arbeitspunkt).
Bevor ich mich damit befasse, ob es durch eine individuelle
Treiberschaltung noch schneller gehen könnte (müsste mich einarbeiten),
suche ich erstmal ab, was es so auf dem Markt gibt und würde mich über
den ein oder anderen Tipp sehr freuen!
Viele Grüße!
P.S.: Linear Technologies habe ich abgegrast - wunderschön bis 114V,
danach totenstill :(
Nicht die Durchlaufzeit bestimmt die max. Schaltfrequenz, sondern die
Anstiegs-/Fallzeiten. Ich frag mich vor allem, wie du die EMV-Kriterien
mit so einer Schaltung auch nur näherungsweise einhalten willst.
Hoffentlich ist das Ding weit von hier entfernt.
ArnoR schrieb:> Nicht die Durchlaufzeit bestimmt die max. Schaltfrequenz, sondern die> Anstiegs-/Fallzeiten.
Sie mag nicht die max. Schaltfrequenz des Highside-Treibers
(+angeschlossenem MOSFET) begrenzen, wohl aber die max. Schaltfrequenz
der (Halb-)Brücke...
Michael schrieb:> Sie mag nicht die max. Schaltfrequenz des Highside-Treibers> (+angeschlossenem MOSFET) begrenzen, wohl aber die max. Schaltfrequenz> der (Halb-)Brücke...
Nein, die Durchlaufzeiten guter Treiber-ICs sind bei High- und LowSide
weitgehend gleich, beim IR2110 z.B. ist die Differenz unter 10ns. Damit
schalten beide Treiber gleichzeitig.
ArnoR schrieb:> Nicht die Durchlaufzeit bestimmt die max. Schaltfrequenz, sondern die> Anstiegs-/Fallzeiten.
Willst du damit sagen, dass so ein Baustein direkt nach dem Einschalten
des Transistors, [i]sofort[/i] wieder ausschalten kann, ohne, dass ich
die Protagation-Delay-Time (=PDT) abwarten muss?
Ich bin davon ausgegangen, dass nach dem PWM-Puls die PDT+Anstiegszeit
abläuft und nach dem Anstieg die PDT wieder ablaufen MUSS, ehe es wieder
runter geht. Bzw. umgekehrt, nach einem Abfall ein Anstieg.
So, wie ihr das gerade beschreibt, soll es einfach ein Zeitoffset
gegenüber dem Eingangssignal sein, der aber nicht die maximale
Schaltfrequenz begrenzt.
Oder doch nicht?
alias5000 schrieb:> Willst du damit sagen, dass so ein Baustein direkt nach dem Einschalten> des Transistors, [i]sofort[/i] wieder ausschalten kann, ohne, dass ich> die Protagation-Delay-Time (=PDT) abwarten muss?
Nein, die PDT musst du immer abwarten, aber wen stört das? Die Taktung
am Eingang erscheint nur etwas verzögert am Ausgang, der sonstige
Verlauf bleibt gleich.
alias5000 schrieb:> So, wie ihr das gerade beschreibt, soll es einfach ein Zeitoffset> gegenüber dem Eingangssignal sein, der aber nicht die maximale> Schaltfrequenz begrenzt.
Ja, genau so ist es. Schau dir einfach die Timing-Diagramme der Treiber
an, da kann man das gut sehen.
Du hast dort eine Ton, die von einer tr gefolgt wird. Dann ist /lange
Pause/ und dann kommt eine toff+tf - Serie.
Meine Frage wäre, ob eine Folge ton+tr+tf möglich ist (--> toff wird im
Ausgangsbild nicht sichtbar, sondern stellt nur eine Verzögerung
zwischen Eingangspwm und Ausgangsreaktion dar). Auf diese Art habe ich
deine Antwort bisher interpretiert.
Richtig?
Ich möchte mein Thema ein wenig fortsetzen und ihm eine andere Richtung
geben.
_Kernfrage_: Was für Treiber (-bausteine/-Schaltungen) gibt es noch
abseits der Bootstrapschaltung für High-Side-Mosfets? Ich brauche ein
hohes PWM-Tempo, aber auch ein Tastverhältnis von 100% bzw. 0% (soll
heißen: High-Side Mosfet immer an)
Etwas ausführlicher:
Ich habe 4 Halbbrücken, von denen 2 im PWM-Betrieb recht schnell
arbeiten sollen (die 27ns von oben waren schon etwas übertrieben,
trotzdem soll es schnell gehen können), die anderen beiden sollen eine
PWM von 0% haben, d.h. der High-Side Mosfet ist immer an, der Low-Side
immer aus. Kurze Nachladezeiten (Duty-Cycle=99,9% oder so) kann ich mir
aller Voraussicht nach nicht leisten.
Im Buch "Schaltnetzteile und ihre Peripherie" (U-Schlienz) ist eine
Schaltung mit Impulsübertrager gezeigt, die dies anbieten würde (Ladung
wird im Gate durch Dioden festgehalten, Impulse an der Ansteuerseite
schieben neue Ladung auf die Sekundärseite des Übertragers). Alles in
allem wird die Schaltung doch recht groß - und das nur für einen
High-Side Mosfet (Low-Side ist da nicht mit drin). Was gibt es denn bei
Impulsübertragern für "Grundschaltungen"?
Gibt es noch andere Schaltungen, die irgendwas in die Richtung bringen
würden?
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Ich kenne auch noch die Variante, Mosfets mit Photo-Optokopplern zu
schalten (z.B. APV1121S). Die sind allerdings sehr langsam, dafür
erlauben sie die 100%. Wenn alle Stricke reißen, könnte man vielleicht
auch eine Kombination aus Opto und Boostrap fahren... (mein Magen
grummelt...)
Ich suche Alternativen, damit ich weitersuchen kann.
Vielen Dank!
Marten
P.S., Michael: möglicherweise wird es doch so sein.
@ Marten P. (alias5000)
>Ich kenne auch noch die Variante, Mosfets mit Photo-Optokopplern zu>schalten (z.B. APV1121S). Die sind allerdings sehr langsam, dafür>erlauben sie die 100%.
Es gibt sehr schnelle Optokoppler, sogar mit intergrierten
MOSFET-Treibern. Avago hat da viele.
> Wenn alle Stricke reißen, könnte man vielleicht>auch eine Kombination aus Opto und Boostrap fahren... (mein Magen>grummelt...)
Mach doch einfach eine kleine, galvanisch getrennte Stromversorgung,
schon ist alles paletti.
MFG
Falk
> Ich suche Alternativen, damit ich weitersuchen kann.
Du könntest einen IC wie den ISO721 nehmen und damit einen schnellen
Low-Side Treiber ansteuern. Du brauchst dazu eine potentialfreie
Spannungsversorgung, um die Sekundärseite des ISO721 und den
Gate-Treiber zu versorgen.
Damit kann man eine propagation delay von ca. 70ns erreichen, der ISO721
hat ca. 20 ns und ein schneller Low-Side Treiber hat ungefähr 50 ns.
>_Kernfrage_: Was für Treiber (-bausteine/-Schaltungen) gibt es noch>abseits der Bootstrapschaltung für High-Side-Mosfets? Ich brauche ein>hohes PWM-Tempo, aber auch ein Tastverhältnis von 100% bzw. 0% (soll>heißen: High-Side Mosfet immer an)
Eine Möglichkeit der 100% Ansteuerung eines Highside MOSFET
mit relativ geringem Aufwand findet sich in folgender AppNote:
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf
Gemeint ist das Schaltbild gemäß Figure 16
