Highside N-FET Treiber: HIP4083

[Markus O. (pipimaxi)]

Derzeit versuche ich einen N-FET (RLU7821PBF) mit dem Highside Driber 
HIP4083 zum laufen zu kriegen.
Datasheet des Treibers: http://www.intersil.com/data/fn/fn4223.pdf

Meine Schaltung sieht aus wie auf Seite 3 der PDF, zum Testzweck benutze 
ich nur einen Kanal.
Der "Lastteil besteht aus dem N-FET und einem einfach Widerstand, zum 
einfachen testen halt.
xHS ist gegen GND statt einer Phase geschalten, so dass der Bootstrap-C 
immer geladen wird.

Nun zu meinem Problem:
Ist es nicht so, dass ein N-FET dann durchschaltet, wenn U_GS um 5-10V 
größer ist als U_DS? als angenommen ich habe als PowerSupply 12V, dann 
müssten am Gate 12+5V...10V anliegen, damit das Teil richtig 
durchschaltet?!

Bitte nicht umbringen, falls das nicht so ist, vielleicht habe ich da 
einen Denkfehler.

Das Oszibild zeigt den Treiberausgang zum FET (Kanal 1, gelb) und den 
Messpunkt zwischen Widerstand ("Last") und Source des FET.

Am Widerstand erwarte ich ja eigentlich ein Rechteck von 0-10V (in dem 
Fall), aber das kommt nicht wirklich an.
Als GND-Potential für das Oszi wurde GND vom PS gewählt.
Da an Kanal 1 max. nur 10V ankommen, also für das Gate, vermute ich, 
dass der FET nicht ordentlich durchschalten kann. Aber vielleicht irre 
ich mich da.

Als Diode wurde spontan eine 1N4002 genommen und der Bootstrap-C ist 
10nF klein.

LG
Markus

[Simon K. (simon)]

Eine 1N4002 ist eh viel zu langsam. Probier mal eine 1N4148, die ist 
meistens ziemlich problemlos. 10nF sind schon ziemlich klein, aber bei 
10nC Gatecharge wohl tragbar.

Wie misst du? Mit Ground-Spring oder mit Masseklemme? Masseklemme ist 
bei so steilen Signalen absolut untauglich.

Was deine Überlegungen angeht: Ja, das Gate muss gegenüber Source um 
Ugs(th) größer sein, damit der Transistor anfängt zu leiten. Source 
hängt aber an der Lowside auf Masse. Somit reichen die 10V für Lowside 
Transistor aus.
Die Treiberspannung sieht für einen Lowside FET gut aus.

Der Transistor der Highside hängt ja mit seinem Source-Potenzial an der 
Last. Das heißt, wenn dieser ordentlich durchschalten soll, dann muss 
das Gate auf Ugs(th) über der Betriebsspannung liegen. Das wird 
üblicherweise durch den Bootstrap Kondensator und die Diode gemacht. Das 
funktioniert aber nur, wenn man eine komplette Halbbrücke hat, da der 
Bootstrapkondensator nur aufgeladen wird, wenn der Lowside Transistor 
durchschaltet.
Der Bootstrapkondensator dient dann beim Einschalten des oberen 
Transistors als kleine Spannungsversorgung für den Highside Gate Driver.

Was genau hast du jetzt da gemessen. Ein Bild vom Aufbau würde sehr 
helfen.

Wie sieht deine weitere Beschaltung aus? Gatewiderstände? Welchen 
Widerstandswert hat der Lastwiderstand?

[Markus O. (pipimaxi)]

Hallo Simon,
ist der N-FET in meiner Beschaltung aber nicht ein HighSide Treiber?
Zwischen Source und GND hab ich nen Widerstand (Last) mit 22k, damit der 
Strom nicht so groß ist.
Zwischen Gate und dem Gateoutput ist kein Widerstand, hängt somit direkt 
am Pin.
Diode und Kondensator werd ich ma testen, ob das einen Unterschieed mit 
sich bringt.

Edit:
Also Unterschied hat es bisher keinen gebracht.
Ich messe mit der Signalstrippe am Punkt und die Krokoklemme vom 
passiven Tastkopf an Masse geklemmt.

[Simon K. (simon)]

Habe jetzt erst reingeschaut, was das für ein Gate Driver ist. Dachte 
der 4083 ist der Drei-Halbbrücken Treiber. Aber es sind ja nur 3 
Highside Driver.

Dann bist du wohl auf den klassischen Fehler gestoßen: Du hast die 
Ladungspumpe nicht verstanden, die benötigt wird, um einen Highside 
N-Kanal durchzuschalten.

Wie schon gesagt, mit dieser Beschaltung muss dafür gesorgt werden, 
dass der Source Pin (wo auch das eine Ende des Bootstrap Kondensators 
angeschlossen ist) regelmäßig (!) auf ein Potential nahe dem 
Massepotential gezogen wird. Ansonsten arbeitet der Highside Treiber 
nicht korrekt. Der kann ja nicht mal eben 10V dazuzaubern.

Wenn du das nicht willst, dann musst du dir eine extern getaktete 
Ladungspumpe aufbauen. Zum Beispiel mittels NE555 und ein paar 
Kondensatoren.

[Markus O. (pipimaxi)]

D.h. also wenn ich den Pin xHS periodisch mal gegen Vcc und Gnd toggeln 
lassen, also eher an dessen Potential, dann sollte es gehen?

Wie gesagt, Denkfehler waren nicht auszuschließen :D