Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständisproblem zur Halbbrücke mit MOSFETs


von Reinhold K. (Firma: privat) (rkellermann)


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Hallo:

Ich habe immer wieder im Schaltungsentwurf -wie z.B. Halbbrücke von 
MOSFET’s- Überlegungsschwierigkeiten und manche Entwürfe waren für die 
Schrottkiste. Nehmen wir den Brückentreiber IR2104 und den 
Schaltungsentwurf  lt. Datenblatt: Hier wird als Vcc max. 25 V angegeben 
und kann damit mit der Halbbrückenspannung von beispielsweise 100V nicht 
versorgt werden.
Für den lowside MosFet reicht ja die Spannung von 10- 20 V um diesen zu 
schalten und für den highside MosFet ist ja die Ladungspumpe für die 
Gatespannung da. Nun ist folgender Fall: Die Versorgungsspannung vom 
IR2104 darf ja 25V nicht überschreiten (die Treiberspannung vom IR2104 
am Ausgang wird mit 10-20V angegeben) und die Halbbrückenspannung ist 
z.B. 100V und damit teilt sich die Spannung der beiden MOSFETs auf 50V. 
Ist nun der lowside-MosFet nicht geschaltet und der highside MosFet soll 
geschaltet (Gegentakt) werden, so liegt Vss vom highside-MosFet auf 50 V 
und damit kann die Ausgangsspannung (nach GND) von 10-20 Volt den Mosfet 
nicht durchsteuern! Kann das funktionieren oder was mache ich falsch?
Gibt es eine Alternative dazu?

Mit besten Dank für eine Antwort
R. Kellermann

: Verschoben durch Admin
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Die Bezugsspannung für die Ladungspumpe ist nicht GND, sondern (bei 
N-Kanal FETs/IGBTs) die Source der Highside (Vs im IR Datenblatt), die 
im Schaltmoment ja nicht auf GND liegt ( LowSide ist ja offen ) sondern 
höher. Für den Highside Schalter ist die Spannung zwischen Gate und 
Source entscheidend. Wenn diese höher ist als die 'Gate Threshold 
Voltage', schaltet er durch, mit der Spannung der Ladungspumpe.

von Reinhold K. (Firma: privat) (rkellermann)


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Hallo:
Ich danke ihnen für die rasche und verständnisvolle Erklärung des 
Sachverhalts. Irgendwie habe ich das ja vermutet, dass der Pin Vs mit 
dem Lowside FET gehoben wird und für den Treiber-IC ein kurzzeitiger 
"virtueller GND" vorhanden ist.

Einen schönen Tag noch
R. Kellermann

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Reinhold Kellermann schrieb:
> Hallo:
> Ich danke ihnen für die rasche und verständnisvolle Erklärung des
> Sachverhalts. Irgendwie habe ich das ja vermutet, dass der Pin Vs mit
> dem Lowside FET gehoben wird und für den Treiber-IC ein kurzzeitiger
> "virtueller GND" vorhanden ist.
>

Nichts zu danken ! Ich habe daran auch schon geknabbert :P Übrigens 
brauchts dann natürlich auch keine 25 Volt an Vcc , ich z.B. betreibe 
meine IR2110/2112 mit 12-15 Volt. Hauptsache, Vcc ist höher als die Gate 
Threshold Voltage der verwendeten IGBTs/MOSFets.
> Einen schönen Tag noch
> R. Kellermann
Musste erstmal Schnee schippen :P

von Daniel R. (daniel_r)


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Matthias Sch. schrieb:
> Hauptsache, Vcc ist höher als die Gate
> Threshold Voltage der verwendeten IGBTs/MOSFets.

Das ist nicht ausreichend. Die Threshold Voltage gibt an, ab welcher 
Spannung der FET anfängt zu leiten, oder anders gesagt unter welcher 
Spannung er mit Sicherheit sperrt.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Matthias Sch. schrieb:
> Hauptsache, Vcc ist höher als die Gate
> Threshold Voltage der verwendeten IGBTs/MOSFets.

Na dann schreibe ich einfach :
Hauptsache, Vcc ist deutlich höher als die Gate Threshold Voltage der 
verwendeten IGBTs/MOSFets.
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