8x NMOS galvanisch getrennt schalten

Georg schrieb:
> Bislang setze ich Optokoppler und kommerzielle DC/DC Konverter ein, das
> wird aber zu groß und zu teuer
Hast du da Zahlen dafür? Wie groß? Wie teuer?

Gate-Übertrager.

http://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/2960070

Wenn man mal die Dokumente studiert und etwas drüber nachdenkt, kann man 
auch mit einem sehr kleinen Übertrager 100% Tastverhältnis erreichen. 
Stichwort Entmagnetisierung mit geringem Strom, Remanenzkurve.

Georg schrieb:
> Bislang setze ich Optokoppler und kommerzielle DC/DC Konverter ein,

Kannst du die Highside-Transistoren vielleicht mit einer 
Bootstrap-Versorgung betreiben? Das würde vermutlich am meisten 
Kostenersparnis bringen.

Ansonsten könntest du für die potentialfreie Versorgung auch einen 
ungeregelten Durchflusswandler mit z.B. 4 Sekundärwicklungen verwenden 
(jewils für 4 Mosfets), also zwei solcher Wandler für alle Mosfets 
zusammen. Je nach Stückzahl könnte es günstiger sein, Übertrager mit 
jeweils 2 Sekundärwicklungen zu verwenden; da braucht man zwar doppelt 
so viele, dafür sind sie entsprechend kleiner und billiger.

Was kosten denn deine Optokoppler im Moment? Ich denke nicht, dass 
andere Technologien (z.B. Adum) billiger sind, die haben eher den 
Vorteil, dass sie eine geringere Propagation-Delay haben.

Brauchst du eine galvanische Trennung zwischen Treiber und Low-Side 
Potential? Wenn nicht, könnte ein Highside-Treiber wie z.B. ein FAN73711 
interessant sein. Falls du doch eine galvanische Trennung brauchst, dann 
könnte man einen 4-Kanal Optokoppler oder Adum nehmen mit der 
Ausgangsseite auf Low-Side Potential und dann 4 Highside-Treiber ohne 
Potentialtrennung.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/163278/an-950.pdf

Figure 7, Seite 3

Ansteuerung mit einem Puls 10V/1us, das reicht zum schalten. Danach 
negativer Puls mit 0,5V/20us. Schwups ist der Kern wieder 
entmagnetisiert, ohne dass der Mosfet abgeschaltet wurde. Für das 
Abschalten das Gleiche mit anderer Polarität. Damit ab un an das Gate 
nachgeladen wird, muss man halt per Taktgenerator alle paar ms einen 
Refreshpuls erzeugen, sollte aber kein großes Problem sein.

Einfach und preiswert ohne exotische Bauteile. Spannungsfeste Übertrager 
braucht man so oder so. Müssen aber keine sichere Trennung haben, damit 
werden sie klein und billig. Z.B. 7156951 bei RS Components

http://de.rs-online.com/web/p/ringkern-transformatoren/7156951

Siehe Anhang. Der TLC555 macht ein Rechtecksignal mit ca. 5% 
Tastverhältnis und 40kHz, macht ~1uS breite Pulse. Die gehen einmal 
normal und einmal invertiert auf den Leistungstreiber IC2, der als 
H-Brücke den Übertrager ansteuert. Der Kondensator hält den Gleichanteil 
vom Trafo fern. Der Steuereingang ON_OFF steuert die Invertierung des 
Rechtecksignals, sodass man einmal 5% und einem 95% Tastverhältnis 
erreicht. Duch den Kondensator C1 wird daraus 5% positiver Puls und 5% 
negativer Puls. Im Moment ist er für Schaltströme von ca. 1A für 1us 
ausgelegt.

Njoy

Und mittel zweier antiserieller MOSFETs kann man sogar Wechselspannung 
schalten.

Gefällt mir, der Ansatz mit der Zwischenentmagnetisierung!

Georg schrieb:
> Oder
> gibt es was ähnliches mit H-Brücke um noch höhere Spannungen oder
> galvanisch getrennte +-12V zu erzeugen um den NMOS sicherer
> abzuschnüren?

Da brauchst du keine H-Brücke, es geht auch ein 
Halbbrücken-Gegentaktwandler.

So wie hier, aber ohne die Speicherdrossel am Ausgang:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/hgw_smps.html

Sekundärseitig kann man da im Prinzip beliebig viele Wicklungen drauf 
machen und die Ausgangsspannung lässt sich über die Windungszahl 
einstellen.

Statt der beiden Mosfets kann man bei kleinen Leistungen einen 
Gate-Treiber-IC mit internen Mosfets verwenden.

@  temp (Gast)

>Ein kleiner Nachteil bleibt aber. Wenn die Primärseite ausfällt und
>nicht immer On-Impulse nachschiebt wird das Gate der Leistungsfets nur
>durch die Selbstentladung entladen. Damit floatet der Fet schön langsam
>durch die Kennlinie und raucht sicher bei genügend Last ab. Bei vielen
>Anwendungen würde ich Bauchschmerzen kriegen, wenn zum sicheren
>Ausschalten ein Impuls kommen MUSS.

Stimmt, aber das ist ja keine vollständige, erprobte Schaltung sondern 
eine Idee. Für die sichere Abschaltung packt man halt ein retriggerbares 
Monoflop ans Gate und schaltet beim Ausbleiben der Steuerpulse aus.

Ach ja, kleiner Nachtrag. Man braucht nur einen Leistungstreiber als 
Halb-Brücke, nicht zwei. Denn mit zwei hat man am Ausgang die doppelte 
Spannung, was hier ~24V wären, die man aber eher nicht für eine 
MOSFET-Ansteuerung braucht. Also einfach ein Ende des Trafos auf GND. 
Damit reduziert sich auch der Aufwand auf EIN XOR Gatter. Damit braucht 
der OP für seine 8 Kanäle nur 4x ICL7667 und 2x4030. Wenn das nicht 
preiswert ist?!?

@  Gregor B. (gbo)

>http://www.ti.com/lit/an/slva444/slva444.pdf

Naja, zwischen einer Handvoll Volt Eingangsspannug und 400VDC ist dann 
doch ein kleiner Unterschied. Klar kann man auch eine 400V Kaskade 
bauen, aber irgendwann wird es albern.

@ Georg (Gast)

Was passt dir denn an meiner Idee nicht? Einfacher und billiger geht es 
kaum.

Falk Brunner schrieb:
>>http://www.ti.com/lit/an/slva444/slva444.pdf
>
> Naja, zwischen einer Handvoll Volt Eingangsspannug und 400VDC ist dann
> doch ein kleiner Unterschied. Klar kann man auch eine 400V Kaskade
> bauen, aber irgendwann wird es albern.

Diese Schaltung ist nicht wirklich für hohe Spannungen geeignet.

Ich setzte diese Schaltung aus einer App-Note von IRF (s. 18) in einem 
Projekt mit 360V DC-Spannung ein:

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf

Den 100k-Widerstand muss man natürlich an die Spannung anpassen.

@  Johannes E. (cpt_nemo)

>Ich setzte diese Schaltung aus einer App-Note von IRF (s. 18) in einem
>Projekt mit 360V DC-Spannung ein:

>http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf

Clever! Aber warum baut sowas kein Hersteller schon in seine ICs ein, 
der Aufwand ist doch eher gering?