Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Empfehlung Halbbrücke mit Treiber 50V, 2A


von Peter (Gast)


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Hallo,
ich würde gerne eine Halbbrücke aufbauen, die ich mit 50V ansteuere. 
Belastet wird diese mit maximal 2 A. Die Frequenz soll variable zwischen 
30kHz und 60kHz einstellbar sein.

Ich habe bereits eine Brücke mit einem IGBT-Modul und dem Skyper_32 
Modul von semikron getestet. Dies ist jedoch sehr überdimensioniert. Die 
Brückenschaltung incl. Treiber möchte ich möglichst platzsparend 
aufbauen.

Als Treiber bin ich über den lm5106 gestolpert.
http://www.ti.com/product/lm5106

Hat jemand in diesem Bereich Erfahrung nach was man den Treiber und die 
Brücke auslegt bzw. diese Bauteile auswählt?


Viele Grüße
Peter

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Hi Peter,

der Treiber sieht ja wirklich nett aus. Ich selbst habe gerade einen 
anderen verwendet.
Die Bauteile sind nicht sehr kritisch zu sehen, eher das Layout!
Der Boot kondensator so 100n-1uF die Diode der Spannung entsprechend.
Vcc mit ebenfalls 10uF dicht am IC.
Leiterbahn zum Gate so kurz wie möglich.

von Peter (Gast)


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Gut, Danke Martin.
Ich habe jetzt zwei N-Mosfets CSD19531KCS und den LM5106 bestellt. Ich 
melde mich, wenn der erste Aufbau steht.

von Peter (Gast)


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Hallo,
ich habe die Schaltung mit den N-Mosfets und dem LM104 nach Datenblatt 
aufgebaut. Nur die Diode von VCC zu HB habe ich nicht angeschlossen, da 
sie als optional beschrieben wird. Kann mir jemand die Funktion der 
Diode erklären?

Im Leerlauf bekomme ich am Pin HS ein alternierendes Signal. Beide 
Mosfets werden richtig angesteuert. Bevor ich einen Schwingkreis 
aufbaue, wollte ich die Brücke mit einer ohmschen Last testen. Jedoch 
brennt der LM104 durch, sobald ein Widerstand kleiner 2kOhm 
angeschlossen wird. Der Drainstrom des High-Mosfets war maximal bei 
40mA.

Kann mir jemand erklären wieso das IC durchbrennt, wenn ich die Mosfets 
belaste?

Vcc = 11V
Vin = 18V

von Peter (Gast)


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ich meinte den LM5104...

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Hi,
die Diode muss da rein. Diese dient als sog. Bootstrap d.h. Etwas 
ähnliches wie eine ladungspumpe. Diese macht das durchschalten das hs 
fet's gerade erst möglich!
Wenn du den hs fet misst muss Masse vom oszi an Source!

von Peter (Gast)


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Hallo Martin,
Danke für die Antwort. Messen ist klar. Ich löte eine Diode mal ein.

Aber wieso steht im Datenblatt vom LM5104 auf Seite 12, dass diese Diode 
optional ist?

von Martin (Gast)


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Hallo Peter,

Sobald Vcc kleiner Vin ist, muss die Diode drin sein.

von Peter (Gast)


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Ich habe nun eine Diode eingelötet. Es ändert jedoch nichts an der 
Stromaufnahme meines ICs. Sobald ich eine Last anschließe, steigt der 
Strom von meinem IC. Ich habe den Strom auf 50mA begrenzt, sonst wird 
das IC zu heiß. Der Drainstrom steigt im Vergleich nur sehr gering an, 
etwa bis 20mA.

Ich kann mir einfach nicht erklären, wieso der Strom vom IC ansteigt und 
nicht der Drainstrom. Hat jemand eine Idee?

Die Schaltung habe ich mehrmals kontrolliert. Sie stimmt mit der 
Schaltung im Datenblatt überein.

von Maedelmacher (Gast)


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Nur mal eine Anmerkung. Darf den V_In überhaupt grösser als VDD sein ???

Laut Datenblatt doch nicht oder irre ich mich da.

Gruss Maedelmacher

von Maedelmacher (Gast)


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Maedelmacher schrieb:
> Nur mal eine Anmerkung. Darf den V_In überhaupt grösser als VDD sein ???
>
> Laut Datenblatt doch nicht oder irre ich mich da.
>
> Gruss Maedelmacher

Mist.....mit Vin meinst du ja die Versorgung der Halbbrücke und nicht 
den Steuereingang.....

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Hallo Peter,

mach mal bitte Fotos, Zeichnungen oder was dir gerade noch so einfällt.
Ich muss sehen was du da gebaut hast sonst kann ich den Fehler nicht 
erahnen.
Bauteilwerte sind ebenfalls sehr wichtig!

von Peter (Gast)


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Ich glaube ich habe das Problem gefunden. Nachdem ich eine andere Diode 
eingelötet habe ( SS1P3L ), funktioniert die Schaltung. Stromaufnahme 
bleibt jetzt konstant bei 50mA. Der Drainstrom ändert sich entsprechend 
zur Last.

Trotzdem danke für die Hilfe. Falls noch Probleme auftauchen, melde ich 
mich gleich mit einer Zeichnung.

Da kommt mir noch eine andere Frage. Könnte ich die Halbbrücke auch so 
schalten, dass die Masse von Vcc und Vin getrennt sind und die beiden 
Mosfets mit einer +/- Spannung versorgt werden. Die Masse von der 
Mosfet-Spannung würde dann am anderen Ende der Last liegen.
Ich habe beide Varianten in Schaltungen gesehen jedoch noch keine 
Erklärung gefunden, welche Vorteile die jeweilige Schaltung mit sich 
bringt.

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> Trotzdem danke für die Hilfe.

Klar gern!

> Da kommt mir noch eine andere Frage. Könnte ich die Halbbrücke auch so
> schalten, dass die Masse von Vcc und Vin getrennt sind und die beiden
> Mosfets mit einer +/- Spannung versorgt werden.

Masse=GND darf höchstens 1-2V von VSS unterschied haben, wenn zuviel 
potentialunterschied vorhanden ist, schaltet der LS MosFET nicht mehr 
oder nur ganz beschissen. Natürlich ist Masse=GND=VSS immer das beste.

> Die Masse von der
> Mosfet-Spannung würde dann am anderen Ende der Last liegen.

Da weiß ich nicht was du meinst...

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


Angehängte Dateien:

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ok, ich habe mich etwas umständlich ausgedrückt. Hier ein kleiner 
Schaltplan was ich meine. Die Anschlüsse am Treiber habe ich offen 
gelassen, es geht mir nur um die Verschaltung der Mosfets.

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Die LO Leitung taktet ja mit Rechteck Vpp 11V und bezogen auf -15V heißt 
das 26V,15V,26V,15V usw. Also kann es nicht funktionieren. Im Datenblatt 
zum mosfet findest du die Gate Spannung im Diagramm zum widerstand. 
Daraus ließt du ab wann er schaltet und wann nicht. Sollte etwa bei 5V 
liegen

von Peter (Gast)


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Ja, du hast recht man bräuchte für jeden Mosfet eine eigene Quelle um 
ein ausreichend großes U_GS zu erhalten.

Dennoch, was für einen Vorteil bekommt man, wenn die Mosfets mit +/- 15V 
und GND nach der Last liegt? Wird das praktisch überhaupt verwendet?

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> Dennoch, was für einen Vorteil bekommt man, wenn die Mosfets mit +/- 15V
> und GND nach der Last liegt? Wird das praktisch überhaupt verwendet?

Wenn du einen trafo (ohne mittelabgriff) betreiben möchtest spart man 
sich so 2 mosfets und kann quasi jeden trafo/Übertrager einsetzen den 
man will.

Würde ich aber trotzdem nie so machen...

von Peter (Gast)


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ok, danke

von Gregor B. (Gast)


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Martin D. schrieb:
> Hi,
> die Diode muss da rein. Diese dient als sog. Bootstrap d.h. Etwas
> ähnliches wie eine ladungspumpe. Diese macht das durchschalten das hs
> fet's gerade erst möglich!

Nein, die Diode muss nicht hinein, denn der LM5104 hat eine interne 
Bootstrap-Diode.
Die ist nur ziemlich beschissen.

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