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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Versorgung eines MOSFET-Highside-Treiber-IC


Autor: Felix (Gast)
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Hallo Zusammen,

ich plane den Aufbau eines Step-Down-Wandlers als Akku-Lader für größere 
Leistungen (bis 500W).
Da bei dem Projekt der Wirkungsgrad eine große Rolle spielt, bin ich auf 
einen N-Kanal-MOSFET angewiesen (IRF1405).
Die (High-Side-)Ansteuerung des MOSFETs soll mit dem IR2125 erfolgen, 
aufgrund des scheinbar geringen Schaltungsaufwandes. (Beispielschaltung 
s. Anhang)

Mein Problem ist nun die Bereitstellung der Versorgungsspannung, bzw. 
des -stromes für diese Schaltung. Für das schnelle Laden/Entladen des 
Bootstrap-Kondensators werden laut Datenblatt bis zu 3.2A bei 15V 
benötigt.
Zur Verfügung stehen ein 48V/500W Schaltnetzteil als Versorgung sowie 
später einmal 2-3 48V Solarpanels (400-500W). Es kann also nicht mit 
einer einfachen Trafo-Gleichrichter-Lösung gearbeitet werden. 
Ursprünglich hatte ich dafür Linearregler eingeplant, weil zusätzlich 
3.3V und 5V für die Digialtechnik (µCs,..) benötigt werden. Bei einer 
Spannunngsdifferenz von 48V-15V und mind. 3A sind diese allerdings 
überfordert, zumal noch ein LCD-Display vorgesehen ist.
Meine Überlegung ist nun, einen weiteren Step-Down-Wandler vorzuschalten 
um die Versorgung zu gewährleisten.

Meine Bedenken dabei sind, die starken Oberwellen, die durch das 
schnelle Laden der Bootstrap-Kondensatoren entstehen.
Könnten diese die Versorgung der restlichen Komponenten beeinflussen ?
Hat jemand eine bessere Idee bzw. Erfahrung mit der 
Gleichstromversorgung einer derartigen Schaltung ?

Für eine sehr einfache Step-Down-Topologie gefällt mir der LM2576 sehr 
gut. Dieser kann aber maximal 3A bereitstellen. Das ist sehr 
grenzwertig. Kennt jemand einen IC mit ähnlich einfacher Beschaltung der 
4-5A bringt ?

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Felix schrieb:
> Kennt jemand einen IC mit ähnlich einfacher Beschaltung der
> 4-5A bringt ?
Nein, aber die parametrischen Suchen der üblichen Verdächtigen (Linear, 
National, TI etc. um mal einige zu nennen) können dir weiterhelfen. Bei 
National kann man sich auch gleich das gesamte Design basteln und 
berechnen lassen.

Autor: Felix (Gast)
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Danke für die Hinweise. Das habe ich aber bereits alles versucht. Das 
Ergebnis dabei ist immer ein aufwendigerer Aufbau, der weitere Probleme 
(EMV) erwarten lässt. Der LM2576 gefiel mir eben gerade wegen der sehr 
einfachen Beschaltung (Anhang) und des guten Wirkungsgrades bei kleiner 
Schaltfrequenz (51kHz) sehr gut. Die Frage bezog sich also konkret auf 
dieses Bauteil. Also ein genauso einfacher IC mit nur 1-2A mehr am 
Ausgang wird gesucht.
Viel wichtiger ist aber die Frage nach den Oberwellen. Wenn dadurch 
keine neuen Probleme entstehen, lohnt sich auch eine aufwendigere 
Schaltung.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Felix (Gast)

>des -stromes für diese Schaltung. Für das schnelle Laden/Entladen des
>Bootstrap-Kondensators werden laut Datenblatt bis zu 3.2A bei 15V
>benötigt.

Aber doch nicht DAUERHAFT!

>Meine Überlegung ist nun, einen weiteren Step-Down-Wandler vorzuschalten
>um die Versorgung zu gewährleisten.

>Meine Bedenken dabei sind, die starken Oberwellen, die durch das
>schnelle Laden der Bootstrap-Kondensatoren entstehen.

Tja, das ist wohl so. Kann man aber mit guten Kondesatoren und Spulen an 
der Stromversorgung minimieren.

>Könnten diese die Versorgung der restlichen Komponenten beeinflussen ?

Ja.

>Hat jemand eine bessere Idee bzw. Erfahrung mit der
>Gleichstromversorgung einer derartigen Schaltung ?

Und DU willst aus dem Stand einen 500W Akkulader bauen?
Mein Tip, fang kleiner an, 50W oder weniger. Dann reden wir weiter.

MFG
Falk

Autor: Felix (Gast)
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Falk Brunner schrieb:

>>des -stromes für diese Schaltung. Für das schnelle Laden/Entladen des
>>Bootstrap-Kondensators werden laut Datenblatt bis zu 3.2A bei 15V
>>benötigt.
>
> Aber doch nicht DAUERHAFT!

Das ist mir bewußt, dem LM317 z.B. ist das aber nicht egal, denn der 
schaltet sich bei 1,5A ab.

Oder meinst Du damit, das man u.U. doch die 3A Variante mit dem LM2576 
bauen könnte ?

>>Meine Bedenken dabei sind, die starken Oberwellen, die durch das
>>schnelle Laden der Bootstrap-Kondensatoren entstehen.
>
> Tja, das ist wohl so. Kann man aber mit guten Kondesatoren und Spulen an
> der Stromversorgung minimieren.

Das ist mir auch klar, nur will ich eben gerade weiteren 
Schaltungsaufwand durch eine einfachere Lösung vermeiden.

>>Hat jemand eine bessere Idee bzw. Erfahrung mit der
>>Gleichstromversorgung einer derartigen Schaltung ?
>
> Und DU willst aus dem Stand einen 500W Akkulader bauen?
> Mein Tip, fang kleiner an, 50W oder weniger. Dann reden wir weiter.

Du weißt doch gar nicht was mein Stand ist. Den Großteil der oben 
beschriebenen Schaltungsteile habe ich bereits umgesetzt, nur das ich 
eben diese Versorgung momentan von außerhalb zuführen muß, und vor dem 
Problem stehe dies über das vorhandene 500W Schaltnetzteil zu 
realisieren.

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