Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Halbbrückentreiber (L6743), grundlegendes Problem


von Lukas D. (doberslu)


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Hallo an alle Forumleser,

ich habe hier ein sehr deprimierendes Problem. Ich habe mir einige der 
oben genannten Treiber vom Modell L6743 von Hersteller ST zugelegt.

http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00168777.pdf
Im Anhang außerdem die Schaltung.

Und jetzt zu dem Problem:
- Eine der Aufgaben eines Brückentreibers ist es das Highside-Gate mit
  genügend Spannung zu versorgen. Daher auch der Bootstrap-Kondensator.
  Leider passiert genau das nicht.
- Der Kondensator(10nF) hat nur eine Spannung von ca. 1V (bei 6V Vcc).
  Der Highside-Pin nur ca. 0,5V und sobald er "belaste" wir (1kOhm UGATE
  gegen Phase) bricht die Spannung auf 0V ein.
- Der Lowside-Fet wird normal durchgeschaltet(dem PWM-Pin entsprechend).
  Nur der Highside eben nicht, was den Treiber unnütz macht.

Ich habe inzwischen schon einige dieser Chips verloren und keine Ahnung 
warum es jedes mal passiert. Nicht dass sie heiß werden oder abrauchen, 
sie gehen einfach nicht.

Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte ?

von Rocker (Gast)


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Hallo Lukas,

was für FETs schaltest Du denn damit? Wenn es keine Logic Level Typen 
sind, sind 6V abzüglich Diodenflussspannung am Gate zu wenig und der 
LowSide FET steuert evtl. gar nicht genug durch, sodass der BootCap nie 
geladen wird.

Ausserdem ist der BootCap (abhängig von den FETs) wahrscheinlich viel zu 
klein. Er muss ja in der Lage sein, die Gateladung aufzubringen, ohne 
dass seine Spannung nennenswert absinkt. Wenn Dein FET jetzt z.B. 5nF 
Gatekapazität hat, ist klar, dass die Spannung über dem 10nF-BootCap 
stark einbricht.

Versuch's mal mit einem 470nF...1µF Keramikkondensator. Figure 5 im 
Datenblatt Deines Treibers gibt (etwas) Aufschluss über die 
Bootkapazität.

von Lukas D. (doberslu)


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Hallo Rocker,

Danke für deine Antwort.
Ich habe verschiedene Aufbauten versucht:
-leer (nur der Treiberbaustein)
-mit Fets, aber ohne Last
-mit Fets und Last (kleiner DC-Motor)

Die Fets sind Logiglevel (~ 0.7 nF):
http://www.sm0vpo.com/_pdf/ND/NDS8936.pdf


Ich habe bereits so viel mitbekommen, dass man den PWM-Pegel niemals auf 
100% legen darf (weil C_boot geladen wird während LGATE aktiv ist).

Aber das hier:
>> ... und der LowSide FET steuert evtl. gar nicht genug durch, sodass der
>> BootCap nie geladen wird.

würde ja bedeuten, dass der Baustein vom Prinzip her gar nicht 
funktionieren kann, wenn ich ihn leer betreibe?

Ist das richtig soweit ?

von Rocker (Gast)


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Lukas Doberstein schrieb:
> würde ja bedeuten, dass der Baustein vom Prinzip her gar nicht
> funktionieren kann, wenn ich ihn leer betreibe?

Natürlich nicht. Der BootCap wird ja über die interne Bootstrapdiode und 
den LowSide FET geladen. Ohne schaltenden LowSide FET kann der BootCap 
nicht geladen werden.

Der LowSide FET muss also in jedem Taktzyklus eingeschaltet werden, d.h. 
100% DutyCycle ist nicht möglich.

Dein FET hat eine Gateladung von max. 30nC. Bei 10nF Bootcap führt das 
mit der Grafik im Datenblatt des Treibers auf ca. 3.3V Spannungseinbruch 
am BootCap. Dann reicht die Spannung nicht mehr, um den HighSide FET 
durchzusteuern.

--> BootCap vergrössern.

von Michael (Gast)


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Lukas Doberstein schrieb:
> Im Anhang außerdem die Schaltung.

Hat es einen besonderen Grund, dass du R_Boot=0Ω verwendet hast?

von Lukas D. (doberslu)


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Danke Rocker.

Das mit dem Lowside-Fet hab ich nicht gewusst. Wie gesagt ein 
grundlegendes Problem (und mein erster Versuch mit Brückentreibern).

Den C-boot werde ich erhöhen (200nF sollten reichen) und dann noch mal 
eine Schaltung mit Fets aufbauen. Werde bis heute Abend das Ergebnis 
hier Posten.

von Lukas D. (doberslu)


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@ Michael.

Nun ja: R_boot begrenzt soweit ich das verstanden habe den Ladestrom von 
C_boot. Wenn jetzt eine hohe PWM-Frequenz anliegt wird C_boot schnell 
entladen und der Strom ist evtl. zu hoch für die interne Diode. Da ich 
aber mit nur ca. 1kHz arbeite sollte die Diode damit fertig werden (habe 
aber auch schon mal einen 150 Ohm widerstand dazwischen getan, ohne 
Änderung).

von Lukas D. (doberslu)


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Zwischenfrage noch:

Sind die Bausteine die ich bis jetzt "leer" (ohne Fets) betrieben habe 
zerstört ?
Ist das für die interne Elektronik tödlich oder kann ich die nach 
verwenden ?

Danke in voraus.

von Rocker (Gast)


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Lukas Doberstein schrieb:
> @ Michael.
>
> Nun ja: R_boot begrenzt soweit ich das verstanden habe den Ladestrom von
> C_boot. Wenn jetzt eine hohe PWM-Frequenz anliegt wird C_boot schnell
> entladen und der Strom ist evtl. zu hoch für die interne Diode. Da ich
> aber mit nur ca. 1kHz arbeite sollte die Diode damit fertig werden (habe
> aber auch schon mal einen 150 Ohm widerstand dazwischen getan, ohne
> Änderung).

Die PWM-Frequenz beeinflusst den Spitzenstrom über die Diode nicht. 
Dieser hängt ausschliesslich von der Spannungsdifferenz zwischen BootCap 
und Versorgungsspannung und dem Widerstand im Strompfad ab. Ohne 
Widerstand fällt die Differenzspannung an den treiberinternen Elementen 
ab. Daher schadet es nicht z.B. einen externen  10 Ohm (maximal) 
Widerstand zu verwenden. 150 Ohm sind deutlich zu viel.

Lukas Doberstein schrieb:
> Sind die Bausteine die ich bis jetzt "leer" (ohne Fets) betrieben habe
> zerstört ?
> Ist das für die interne Elektronik tödlich oder kann ich die nach
> verwenden ?


Die leben noch. Ohne FETs schalten die Ausgänge einfach ins Leere. Das 
ist überhaupt kein Problem.

von Lukas D. (doberslu)


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Also irgendwie hatte ich mir das einfacher vorgestellt. Konnte leider 
keinen der Treiber zum laufen bringen.

Ich werde wohl ne Nacht drüber schlafen und dann nochmal von vorne 
anfangen.

Großes Danke an Rocker.

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