Hi Leute, ich möchte einen Hochsetzsteller (HSS) betreiben, bei dem ich die Diode durch einen weiteren FET austausche. Dazu habe ich mir das IC IR2111 herausgesucht, das aus einem PWM Signal zwei macht, wovon eines logisch invertiert ist. Das Datenblatt findet ihr hier: www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2111.pdf Ich habe das IC gemäß Anhang auf einer Lochrasterplatine aufgebaut und mit einer Versorgungsspannung von 15V in Betrieb genommen. Die Ausgänge sind entgegen meiner Zeichnung zunächst unbelastet - ich habe das IC also ohne HSS getestet. Der HSS im Bild dient nur der Vollständigkeithalber, was ich mit dem IC IR2111 zu realisieren gedenke. Bei einer Spannung von 15V funktioniert auch alles super. Ich habe an den beiden Ausgängen das gewünschte Signal mit der gewünschten Totzeit. Erhöhe ich die Ausgangsspannung jedoch auf 18V, brechen die Ausgänge ein. An beiden Ausgängen messe ich dann ein konstantes LOW Signal. Die Versorgungsspannung kommt aus einem Netzteil. Den Eingang für das PWM Signal speise ich mit einem Funktionsgenerator. Das Rechtecksignal hat eine Amplitude von 5V und eine Frequenz von 1kHz. Ich frage mich nun, warum das IC bei 15V Versorgungsspannung einwandfrei funktioniert, bei 18V jedoch die Ausgänge zusammenbrechen. Steinigt mich bitte nicht. Ich arbeite zum ersten Mal mit diesem IC. Ich danke euch.
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Mit der Diode (die du weggelassen hast) zwischen VCC und VB und dem Kondensator von VB nach VS wird die Versorgungsspannung für den Highside-Treiber generiert (natürlich nur wenn man einen Eingangstakt hat). Bei Vout=15V mag der "obere" MOSFET noch einigermaßen angesteuert werden, aber bei 18V geht es halt nicht mehr aus...
@ Klaus (Gast) >Ich habe das IC gemäß Anhang auf einer Lochrasterplatine aufgebaut und Falsch. Die Verbindung VCC-VB ist eine NO-GO! Vin und Vout sind vertauscht! Schau dir das Datenblatt an! Was ist an dem Bild auf der 1. Seite unklar? Bau es GENAU so auf und es wird funktionieren! >Ich frage mich nun, warum das IC bei 15V Versorgungsspannung einwandfrei >funktioniert, Zufall und Glück. MfG Falk
Ach ja, der IR2111 hat KEINEN 5V Logikeingang, sondern einen VCC-abhängigen CMOS-Eingang. Bei 15V an VCC hätte er gern mindesten 12,6V als High, siehe Datenblatt Seite 3 unten.
Hallo, danke schon mal. Aus dem Blockdiagramm auf Seite 4 habe ich es jedoch so interpretiert, dass der obere Treiber und der untere Treiber quasi "unabhängig" voneinander sind. Aber so wie ich dich verstehe, funktioniert mein Ansatz aus der Zeichnung vom Eingangspost nicht. Ich kann also nicht auf die Diode geschweige denn den Kondensator verzichten? Was mich an der ganzen Sache verwirrt, ist, dass die Last am HSS ja am Drain des FETs liegt. Entgegen einer Halbbrücke, bei der die Last am Mittelpunkt angesetzt wird. Ist der Halbbrückentreiber für meine Zwecke ungeeignet? Gruß
Hallo Falk, danke für deinen Beitrag. Ich werde mich an der ersten Seite orientieren. Was daran unklar ist/war? Ganz einfach. Ich habe das Blockschaltbild auf Seite 4 missverstanden. Und da ich keine Halbbrücke verwende, sondern einen HSS, bei der die Last nicht am Pin Vs gepackt wird, dachte ich, mein Ansatz würde gehen. Tut mir Leid, dass ich falsch gedacht habe.
Eine Frage hätte ich aber noch an dich, Falk: Du sagst, Vin und Vout seien vertauscht. Können wir versuchen, die selben Wörter zu verwenden. Was genau ist bei dir Vout? Bei mir gibt es LO und HO. Gruß
Klaus schrieb: > > Aus dem Blockdiagramm auf Seite 4 habe ich es jedoch so interpretiert, > dass der obere Treiber und der untere Treiber quasi "unabhängig" > voneinander sind. > Aber so wie ich dich verstehe, funktioniert mein Ansatz aus der > Zeichnung vom Eingangspost nicht. Der Treiber ist zwar weitgehend "unabhängig", benötigt aber trotzdem eine ausreichende Versorgungsspannung. Überlege einmal: Soll der "obere" MOSFET eingeschaltet werden, so werden an S und D Vout (bspw. 18V) liegen. Um voll eingeschaltet zu sein, muss die Gatespannung 15V gegenüber der Sourcespannung sein - also rd. 33V. Diese generiert sich der IC selber, benötigt dazu jedoch die periodischen Potential-Sprünge an der Brückenmitte und die Diode+Kondensator. Dabei sehe ich gerade: VS hast du auch falsch angeschlossen - der Pin muss auf die Brückenmitte!
@ Klaus (Gast) >dass der obere Treiber und der untere Treiber quasi "unabhängig" >voneinander sind. Jain. Die Stromversorgung von oben funktioniert nur im Zusammenhang mit dem unteren Schalter. >Aber so wie ich dich verstehe, funktioniert mein Ansatz aus der >Zeichnung vom Eingangspost nicht. Hmm, kann sein. >Ich kann also nicht auf die Diode geschweige denn den Kondensator >verzichten? nein. >Was mich an der ganzen Sache verwirrt, ist, dass die Last am HSS ja am >Drain des FETs liegt. Entgegen einer Halbbrücke, bei der die Last am >Mittelpunkt angesetzt wird. Eben. >Ist der Halbbrückentreiber für meine Zwecke ungeeignet? Gute Frage. Vielleicht könnte es klappen, aber nur mit der Diode und Kondensator. Klaus (Gast) Datum: 03.05.2012 10:34 >Du sagst, Vin und Vout seien vertauscht. Ich hatte deinen Hochsetzsteller übersehen. > Können wir versuchen, die >selben Wörter zu verwenden. Was genau ist bei dir Vout? Das, was in deiner Skizze als Vout bezeichnet ist ;-) MFG Falk
Aaaaah, jetzt bin ich ganz verwirrt :D Lass uns noch mal bei 0 anfangen. Ich habe einen Hochsetzsteller. Dieser Hochsetzsteller soll eine Ausgangsspannung von 500V haben. Ich möchte gerne die Diode vom HSS gegen einen weiteren FET tauschen. Ergo brauche ich "irgendwas", das aus einem PWM Signal zwei PWM Signale macht. Eines davon muss logischerweise invertiert sein, damit die beiden FETs nicht gleichzeitig eingeschaltet sind. Ich habe noch mal die Schaltung eingefügt. Meine Frage nun an euch: Wie kann ich das realisieren? Ich hatte an den IR2111 gedacht, weil er eben aus einem Signal 2 macht und eines davon invertiert ist. Dadurch, dass ich das Blockschaltbild missverstanden habe, dachte ich, dass das eine elegante Lösung sei. Gibt es eine elegantere Lösung für mein Vorhaben? Ich danke euch. gruß
@ Klaus (Gast) >Hochsetzsteller soll eine Ausgangsspannung von 500V haben. >Ich möchte gerne die Diode vom HSS gegen einen weiteren FET tauschen. Kann man machen, bringt aber nicht viel. >Wie kann ich das realisieren? Ich hatte an den IR2111 gedacht, weil er >eben aus einem Signal 2 macht und eines davon invertiert ist. Könnte klappen. >eine elegante Lösung sei. Gibt es eine elegantere Lösung für mein >Vorhaben? Einfach die Diode lassen. Rechne mal nach wieviel Wirkungsgrad du da vielleicht gewinnen kannst.
Hi Falk, über Sinn oder Unsinn meines Vorhabens möchte ich ungerne diskutieren. Denn genau das soll eine Teilkonklusion meiner Arbeit sein. :D Ergo "muss" ich meine Idee erstmal realisieren, durchmessen und dann sagen, ob das Kosten/Nutzen Verhältnis gegeben ist oder nicht. Ich bitte dich, dies zu berücksichtigen. Ich bin im wahrsten Sinne des Worten nämlich bereits mitten in der Arbeit. Hier jetzt abzubrechen mit dem Argument "Bringt eh nichts" wäre ein unsauberer Abgang meinerseits. Ich bin dir natürlich nach wie vor sehr dankbar, wenn du einen Tipp hättest, wie ich meine Idee umsetzen kann. Gruß
@ Klaus (Gast) >Ich bin dir natürlich nach wie vor sehr dankbar, wenn du einen Tipp >hättest, wie ich meine Idee umsetzen kann. Hab ich das nicht bereits? Nimm die Schaltung aus dem Datenblatt Seite 1 und bau sie so nach. Einziger Unterschied. Deine Eingangsdrossel kommt an den Mittelpunkt der Brücke, deine Ausgangsspannung an den Drain des oberen FETs, so wie ind deiner Skizze. MFG Falk
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Hi Falk, ich danke dir für deine Hilfe. Ich werde deinen Tipp so mal weiter im Auge behalten. Eine (theoretische) Frage hätte ich aber noch. Lös dich dazu mal bitte von dem Gedanken, dass das IC zwei FETs ansteuern soll. Ich werde keinen HSS an das IC ranpacken. Ich werde das IC also schlichtweg dazu missbrauchen, um aus einem PWM Signal zwei PWM Signale zu generieren, die zueinander invertiert sind und eine Totzeit besitzen. Ginge das? Meine Idee wäre die folgende, wie man sie auch im Anhang finden kann. Und hier, was ich erwarte: Die Versorgungsspannung versorgt den unteren Treiber. Das PWM Signal ist im Initialzustand 0V. Der untere Treiber gibt ein 0V Signal aus und zieht den Kondensator C2 auf Masse. Dieser lädt sich nun über die Diode D1 auf die Versorgungsspannung (18V) auf. Jetzt kommt die logische 1 vom PWM Signal (z.B. 15V). Der Ausgang vom unteren Treiber springt auf 15V. Die Spannung am Kondensator bleibt konstant, hebt sich aber um 15V an. Dadurch fängt die Diode D1 an zu blocken. Der obere Treiber wird mit 18V+15V am positiven Versorgungspin und mit 15V am negativen Versorgungspin versorgt. Der Ausgang des oberen Treibers ist low. Der Kondensator wird durch den Treiber entladen. Ist eine Periodendauer vorüber, beginnt das Spiel von vorne. Ich habe also aus einem PWM Signal zwei PWM Signale erzeugt, die zueinander invertiert sind und eine Totzeit besitzen. Stimmst du mir in meiner Ausführung überein oder habe ich einen gravierenden Gedankenfehler? Der Grund meines Anliegens ist, dass ich gerne eine galvanische Trennung hätte und deshalb gerne an die beiden Ausgänge des IR2111 jeweils einen Optokoppler ACPL-332j dranhängen möchte. Das Problem ist nun, dass ich aus einem PWM Signal zwei Signale benötige, die zueinander invertiert sind. Und eine Totzeit wäre auch nice. Über ein Feedback freue ich mich. Danke
Weißt du was ein Inverter ist? Mit sowas kann man sich solche Schaltsignale erzeugen. Mit einem RC und ner Diode bekommt man dann eine Totzeit. Einen Treiber nur für eine invertierung zu nutzen ist schlichtweg nur out. Also mal nicht so kompliziert denken, der 40106 währe schonmal ein Inverter. Ingo
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Oh grandios, Ingo! Ich hatte das IR2111 verwendet, weil mir keine andere Möglichkeit einfiel. Dass es auch wesentlich einfacher geht, freut mich sehr! Ich muss allerdings gestehen, dass ich die Aufgabe der Diode noch nicht ganz sehe. Das RC Glied wird ein simpler Tiefpass sein? Die Ausgangsspannung nimmt dann den üblichen Verlauf der Ladekurve an, so dass das High Signal ein wenig später erreicht ist. Magst du das noch mal ein wenig näher erklären? Alternativ habe ich gerade eine Variante in meinem Buch gefunden, die ich wenigstens verstehe :P Das Bild stammt aus dem Buch "Switch-Mode Power Supplies" und ist geschrieben von "Christophe Basso". Die ISBN Nummer lautet 0071508589 Das Urheberrecht des Bildes liegt bei ihm. So, jetzt müsste ich mich rechtlich abgesichert haben :D Die Idee mit den UND Gattern und den RC Tiefpass kann ich nachvollziehen. Trotzdem bin ich über deine Variante neugierig. Vielen Dank!
@ al3ko (Gast) >HSS an das IC ranpacken. Ich werde das IC also schlichtweg dazu >missbrauchen, um aus einem PWM Signal zwei PWM Signale zu generieren, >die zueinander invertiert sind und eine Totzeit besitzen. Ginge das? Wahrscheinlich schon. >also aus einem PWM Signal zwei PWM Signale erzeugt, die zueinander >invertiert sind und eine Totzeit besitzen. Dazu braucht man aber keine Bootstrapschaltung, da reicht eine direkte Verbindung von VB und VCC. >aus einem PWM Signal zwei Signale benötige, die zueinander invertiert >sind. Und eine Totzeit wäre auch nice. Kann man wie bereits gesagt auch ohne so einen Treiber machen. >Ich muss allerdings gestehen, dass ich die Aufgabe der Diode noch nicht >ganz sehe. ganz einfach. SCHNELL ausschalten, verzögert einschalten -> Totzeit. > Das RC Glied wird ein simpler Tiefpass sein? Ja. >Die Ausgangsspannung nimmt dann den üblichen Verlauf der Ladekurve an, so >dass das High Signal ein wenig später erreicht ist. Magst du das noch >mal ein wenig näher erklären? Man sollte NANDs mit Schmitt-Trigger Eingängen nutzen, ala 74HC132.
Lieber Falk, lieber Ingo, ich möchte euch ganz herzlich danken. Ich habe den Totzeitgenerator heute auf Lochrasterplatine aufgebaut. Er funktioniert soweit. Jetzt muss ich nur noch mal ein wenig mit dem Widerstand und dem Kondensator herumspielen, um die passende Totzeit zu erhalten. Aber das sollte nun das geringste Problem sein. In diesem Sinne: Euch ein schönes WE Gruß
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