Bei einem Gegentakt-Vorwärtskonverter möchte ich die sekundärseitige
Gleichrichtung mit selbstgeführten MOSFETS bei 500kHz realisieren
(warum: das ist wieder ein Thema für sich)
Frage:
Die Streuinduktivitäten des Übertragers führen zusammen mit den
parasitären Kapazitäten des Schalters im Abschaltmoment zu überaus
starken Schwingungen. Wie kann ich diese vermeiden/reduzieren? Was mir
besonders auffällt: Die Gate-Source Spannung fällt im Ein-Zeitpunkt
stellenweise sogar wieder auf Null, da zur DC-Spannung eine fast ebenso
große Schwingung überlagert ist. In der Simulation fängt sogar die
Substratdiode zu leiten an.
Mir fällt nur nur ein, eine Serienschaltung R+C parallel zu den MOSFETS
(Snubber) anzubringen, um die Schwingung zu dämpfen.
Gibt es hier bessere Möglichkeiten, wie man mit solchen Effekten umgeht?
Oder ist es ganz normal, und man muss damit leben?
In der angefügten Simulation habe ich mich auf das Wesentliche
beschränkt und die Sekundärseite durch Quellen nachgebildet.
Vielen Dank für Tipps!
Michael
Falk B. schrieb:> Lies mal was über Netiquette. Deinen LTSpice Schaltplan kann nicht> jeder öffnen.
Das ist richtig. Hätte ich aber lediglich ein Bild gepostet, so hätte
ich vermutlich gelesen: "Was sollen wir mit einem Bild anfangen. Hättest
du die Güte, die gesamte Simulation hochzuladen?". Ich habe diese Kritik
schon ein paar mal eingesteckt und sende jetzt halt immer die gesamte
Simulation. Wenn das falsch ist, kann ich ja in Zukunft wieder das Bild
posten, oder beides...
@helmuts:
Hier geht es ja erst mal um das Prinzip, welches sich nicht ändert, wenn
ich mit 10V ansteuere. Und die 100nH habe ich vergessen zurückzusetzten,
da ich herumgespielt hatte. Das ändert aber alles nichts an der Tatsche,
dass die Spannung am Schalter schwingt. Ich verstehe zwar einerseits
deinen Unmut, kann aber nicht ganz nachvollziehen wie mir das
weiterhelfen soll.
Hier also die Bilder (Schaltung+Ergebnisse).
Links oben (rot): U(gs) oberer FET
Links unten: Eingangsspannung an Quelle (türkis) und nach
Streuinduktivität (blau)
2x mit 10uH
1x mit 100uH Glättungsdrossel.
Der Snubber hat 30 Ohm || 2nF.
Die Streuinduktivität hat 0.1 Ohm.
Die Ansteuerung der FETS ist "ideal", d.h. aus der Quellspannung
abgeleitet.
Was ich wissen wollte: ob es schaltungstechnische Alternativen zum
Snubber gibt. Dass es - so wie die Schaltung derzeit aussieht -
Schwingungen gibt ist mir klar, nur was man dagegen machen kann nicht so
ganz.
Ich bin Anfänger und habe halt keine 20 Jahre Entwicklungserfahrung.
Umso mehr würde ich mich freuen, wenn mir jemand einen Tipp geben
könnte. Falls sich aber manche gleich in ihrer Ehre beleidigt fühlen,
nur weil ich nicht auf ihrem Niveau schreibe, dafür kann ich halt
nichts. Wüsste ich alles, würde ich wohl kaum hier fragen - oder?
Nettiquette hat u.A. auch damit zu tun, wie man mit Anfängern umgeht...
> Hier geht es ja erst mal um das Prinzip, welches sich nicht ändert,> wenn ich mit 10V ansteuere.
Doch, schon. Die FETs bleiben heil.
Ansonsten sind die 500kHz eine sportliche Anforderung an ein Netzteil.
In diesem Bereich arbeiten Class-D Endstufen. Da hat man wegen der
Gate-Kapazität, die dauernd umgeladen werden muß, ordentlich mit der
Treiberleistung zu tun. Das Gate muß im geschlossenen Zustand auch
sicher auf Source-Potential gehalten werden, damit die Miller-Kapazität
den FET nicht öffnet, wenn die gegenüberliegende Seite öffnet und
dadurch ein großer Spannungsanstieg entsteht.
Probier's doch erstmal mit 100kHz.
Michael W. schrieb:> Hier also die Bilder (Schaltung+Ergebnisse).> Links oben (rot): U(gs) oberer FET> Links unten: Eingangsspannung an Quelle (türkis) und nach> Streuinduktivität (blau)>> 2x mit 10uH> 1x mit 100uH Glättungsdrossel.>> Der Snubber hat 30 Ohm || 2nF.
Anmerkung: Die 30 Ohm fehlen im Schaltplan. Ist etwas lästig.
> Die Streuinduktivität hat 0.1 Ohm.>> Die Ansteuerung der FETS ist "ideal", d.h. aus der Quellspannung> abgeleitet.>> Was ich wissen wollte: ob es schaltungstechnische Alternativen> zum Snubber gibt.
Hmm.
Vor der Therapie kommt bekanntlich erstmal die Diagnose.
Gestützt auf eine profunde Mischung aus Ahnungslosigkeit und
Selbstüberschätzung sage ich mal: Die Simulationen geben für
mich keinen rechten Sinn; ich denke, Du kämpfst noch mit
Simulationsartefakten.
Entscheidungsgründe:
1) Ich sehe nicht, warum bei Simulation 1 und 2 die Gate-Spannung
gegenphasig, bei Simulation 3 jedoch gleichphasig ist.
Habe ich irgend ein geändertes Vorzeichen übersehen?
2) Betrachte in den Diagrammen ohne Snubber die blaue Schwingung:
Die Frequenz von über 20 MHz könnte (geschätzt) hinkommen, aber
was ist mit der Güte? - So langsam, wie die Schwingung abklingt,
muss die Güte im Verhältnis gesehen irrsinnig hoch sein, vor
allem, wenn man bedenkt, dass ja nur Streukapazitäten und
-induktivitäten "resonieren".
Das L/C-Verhältnis dieses parasitären Kreises sollte eigentlich
niedrig, die Güte schlecht sein. Warum klingelt das so ewig?
3) Habe gerade mal gerechnet: 25 MHz und 10 µH gibt ein C
von 40 pF (!!!). Das kommt mir aus dem Bauch heraus deutlich
zu wenig vor.
Wahrscheinlich ist auch die Streuinduktivität bei über 20 MHz
keine Induktivität mehr...
> Dass es - so wie die Schaltung derzeit aussieht -> Schwingungen gibt ist mir klar, [...]
Wohl dem. - Mir ist es nicht klar.
> nur was man dagegen machen kann nicht so ganz.
Nun ja. Wenn ein schwingfähiges System vorliegt, sehe
ich, solange man im Linearen bleiben will, genau zwei
Möglichkeiten: Man kann die Güte verringern bzw. die
Verluste erhöhen (--> Snubber), oder man kann versuchen,
die Schwingung weniger stark anzuregen (--> Schaltzeit
verlängern).
Im Moment glaube ich aber nicht so recht daran, dass
Deine Ersatzschaltung die Verhältnisse korrekt wiedergibt.
Ist aber reine Gefühlssache...
