Mosfets brennen durch

[J. Hebeler (Gast)]

Hallo Forum.

Ich stehe vor einem Problem, dass ich mir nicht erklären kann. Wie im 
Schaltplan zu sehen versuche ich eine Synchron-Step-Down Schaltung 
aufzubauen. Hier geht es aber nicht um die Dimensionierung der Bauteile.

Ich habe eben diese Schaltung aufgebaut und ohne Last und Schaltvorgang 
getestet. Und dabei erzeugen die beiden Mosfets einen Kurzschluss, sie 
werden Warm und das NT schaltet ab. Die Frage die sich mir stellt ist: 
wieso?
Auf meiner Fehlersuche habe ich schon festgestellt, dass der Treiber 
invertierend ist(0V am Eingang und der Mosfet steuert durch). Deswegen 
habe ich, wie auch im Schaltplan zu sehen, mit Bipolar-Technik 
sichergestellt, dass auch kurz nach dem Einschalten definierte Pegel am 
Mosfet-Treiber liegen. Eben im Gegentakt, einer ist High, der andere 
Low. Ich habe das auch geprüft.
Was ich auch festgestellt habe, ist dass das ganze auf dem Steckbrett 
anscheinend Funktioniert. Auch Funktioniert es, wenn beide Mosfets 
sperren.
Ich habe schon vermutet das es die Mosfets durch ESD gekillt haben 
könnte, oder beim Löten zu heiß. Hab daraufhin die unter besonderen 
maßnahmen ausgetauscht, aber immer noch das selbe.
Ich Arbeite nur mit 12V, der 7812 ist daher erstmal nicht in Verwendung.
Wüsste irgendwer, was da los ist?

MfG J.Hebeler

[Me (Gast)]

Der untere FET ist verpolt.... also leitet sofort auch die Bodydiode, 
wenn der obere durchsteurt....

[TSE (Gast)]

Body diode berücksichtigt?

[Mine Fields (Gast)]

Gatewiderstände fehlen.
Wird eine vernünftige Totzeit von der Ansteuerung generiert?

[Verwirrt (Gast)]

Mine Fields schrieb:
> Wird eine vernünftige Totzeit von der Ansteuerung generiert?
Es gibt nur einen Signaleingang und der ICL7667 wird kein Signal 
bevorzugen.
Das Schaltzeichen für den FETs sind schon etwas verwirrend. Wie soll man 
da ohne Blick auf die Body-Diode wissen, wo Drain und wo Source ist.

[Bernd K. (bmk)]

Du benötigst hier einen Treiber, der HighSide treiben kann.

Dieser Treiber liefert seine Ausgänge auf GND bezogen.
Beim unteren FET liegt Source auch auf GND, da klappt das.

Der obere FET möchte aber auch sein Gate auf Source bezogen
haben, und sein Source liegt nie auf GND, sondern sonst wo.

[J. Hebeler (Gast)]

>>Du benötigst hier einen Treiber, der HighSide treiben kann.

>>Dieser Treiber liefert seine Ausgänge auf GND bezogen.
>>Beim unteren FET liegt Source auch auf GND, da klappt das.

>>Der obere FET möchte aber auch sein Gate auf Source bezogen
>>haben, und sein Source liegt nie auf GND, sondern sonst wo.
Würde das nicht bedeuten, dass der obere nie durchschalten würde?
Aber danke für den Hinweis zu dem High/Low-Side Treiber
>>Gatewiderstände fehlen.
>>Wird eine vernünftige Totzeit von der Ansteuerung generiert?
Das Datenblatt sieht keine Gate-Widerstände vor. Totzeit ist egal, es 
ging bei den test nur darum, dass ein Schaltzustand stabil erreicht 
wird, was aber nicht der Fall war/ist.

Für meine Verwendung wäre ein High/Low-Side Treiber erforderlich, wenn 
ich das richtig verstanden habe?

MfG J. Hebeler

[Holler (Gast)]

J. Hebeler schrieb:
>>>Du benötigst hier einen Treiber, der HighSide treiben kann.
>
>>>Dieser Treiber liefert seine Ausgänge auf GND bezogen.
>>>Beim unteren FET liegt Source auch auf GND, da klappt das.
>
>>>Der obere FET möchte aber auch sein Gate auf Source bezogen
>>>haben, und sein Source liegt nie auf GND, sondern sonst wo.
> Würde das nicht bedeuten, dass der obere nie durchschalten würde?
> Aber danke für den Hinweis zu dem High/Low-Side Treiber
>>>Gatewiderstände fehlen.
>>>Wird eine vernünftige Totzeit von der Ansteuerung generiert?
> Das Datenblatt sieht keine Gate-Widerstände vor. Totzeit ist egal, es
> ging bei den test nur darum, dass ein Schaltzustand stabil erreicht
> wird, was aber nicht der Fall war/ist.
>
> Für meine Verwendung wäre ein High/Low-Side Treiber erforderlich, wenn
> ich das richtig verstanden habe?
>
> MfG J. Hebeler

Ich fasse das mal zusammen:

1. der untere FET ist verpolt, also Drain und Source sind vertauscht. 
Deshalb gibts beim Einschalten des oberen einen Kruzschluss, da die 
Bodydiode des unteren leitet.

2. Du brauchst einen High-Side Treiber, denn du für den oberen FET einen 
N-Kanal nehmen willst. Der schaltet zwar auch so durch, aber eben nicht 
voll, es bleiben im eingeschalteten Zustand einige Volt über der 
Drain-Source-Strecke hängen, deshalb wird der bei höheren Strömen heiss.
Stichwort: Emitter bzw Source-Follower. Bitte 
Transistor-Grundschaltungen ansehen und verstehen.

Alternativ könntest du für den oberen Transistor einen P-FET nehmen, 
aber du hat sehr leistungsfähige Typen ausgewählt und ich weiss nicht ob 
es die als P-Kanal-MOSFET gibt. Außerdem müste man wieder die 
Ansteuerung ändern, man spart sich aber einen Highside-Treiber.

3. die Ansteuerung des unteren FET funktioniert ohne Verluste: Stichwort 
Emitter bzw Source-Schaltung. Ein Lowside-Treiber ist ein ganz normaler 
Treiber. Kann man auch mit zwei kleinen kompementären 
bipolar-Transistoren in Kollektorschaltung basteln.

4. die Totzeit zwischen den beiden Mosfets ist durchaus kritisch, vor 
allem weil du sehr kräfitge Exemplare verwendest. Wieviel Ampere willst 
du schalten? ggf erstmal mit kleinen Strömen testen und entwickeln. Beim 
Testen in Reihe zum Drain einen 0,22 Ohm-Widerstand einbauen. Wenn der 
abbrennt, kostet das nur 5 ct.

[J. Hebeler (Gast)]

Danke für die Zusammenfassung, mit geänderterem Anschluss des Mosfets 
kommt es nicht mehr zum kurzschluss.
Ich werde mir jetzt IR 2184 Halbbrücken-Mosfet Treiber bestellen, der 
kommt ja laut Datenblatt schon mit einem High- und einem Low-Side 
Treiber und braucht recht wenig Außenbeschaltung.
Geschaltet werden sollen maximal 3A, die Mosfets sind dafür zwar schon 
recht überdimensioniert, haben aber eine recht kleine Gate-Kapzität und 
einen geringen Rdson, was ich für meine Applikation haben wollte.

MfG J.Hebeler