Hallo liebe Leute.
Schaltungsvorschläge von Halbleiterfirmen haben's in sich.
Der angehängte Schaltplan beruht auf einem Schaltungsentwurf von Linear
Technology. Eine erste Version dieser Schaltung hatte auch schon mal
grundsätzlich funktioniert - auf Anhieb. Wegen anderer Wünsche habe ich
das PCB noch etwas verändert und deshalb eine zweite Variante erstellt.
Glücklich und zufrieden wollte ich das Teil nun in der zweiten Variante
in Betrieb nehmen, so wurde ich trotzdem herbe enttäuscht.
Es sieht so aus, als wenn ich die Bootstrap-Schaltung doch (sehr)
unterschätzt habe. Dass man bei PWM den Zyklus nicht ganz auf 100%
drehen darf, habe ich schon bei der ersten Variante gelernt. Dieses
problematische Verhalten ist aber nicht schwerwiegend, weil lösbar.
Weniger lösbar scheint aber die Tatsache zu sein, dass ich die
notwendige Initialladung der Bootstrap-Kondensatoren nicht beachtet
habe. Dazu sollten die Low-side-Mosfets für eine bestimmte Zeit leitend
sein. Das ließe sich sicher sehr leicht realisieren, wenn die PWM z.B.
durch einen Arduino erzeugt würde, in dem die INbot-Eingänge für eine
definerte Zeit akiviert werden. Geht aber in diesem Falle nicht.
Und nun halte ich die Ausschau nach dem Chinesen Wat-nu. Hat irgendwer
einen Tipp für mich?
Peter D. schrieb:> - P-FETs als High-Side
Hallo Peter. Also klassisch mit P- und N-Channel, dann braucht es den
LT1160 nicht mehr, die Lösung mit dem LT1160 hatte mich sooo fasziniert.
Wäre schade um die Platinen.
Da ich mir gedacht habe, die Schaltung ggf. und ohnehin mit einer
höheren Spannung zu betreiben, würde ich versuchen wollen, die Dioden
501/601 zu eliminieren und den Anschluss 14, der bis maximal 75 VDC
geht, dann auch mit dieser höheren Spannung zu betreiben. Das sollte
ausreichen, den Logik-Teil des LT1160 für die H-Side mit ausreichender
Spannung zu betreiben, damit die H-Side-Mosfets auch sauber
durchschalten können. Liege ich da richtig?
Flash schrieb:> Liege ich da richtig?
Nö, die U_G muß immer über der U_D liegen, um voll aufzusteuern.
Ich nehme mal an, der LT1160 schaltet erst durch, wenn der Bootstrap
aufgeladen ist.
Was ist denn konkret der Fehler?
Peter D. schrieb:> Nö, die U_G muß immer über der U_D liegen, um voll aufzusteuern.
Klar, damit hat sich mein Gedanke schon von selbst erledigt.
> Was ist denn konkret der Fehler?
...dass ich mich bisher noch nicht ausreichend mit Bootstraping
beschäftigt hatte. Hätte ich das vor der Projekt-Realisierung getan,
dann wäre diese Variante nicht zum Zuge gekommen, weil ich mich auf eine
PWM konzentrieren wollte, die durch Hardware erzeugt wird. Bei einer
Soft-PWM könnte ich die INbot-Eingänge leicht bedienen, um die
Initialladung der Boost-Cs durchzuführen.
Die am Boost-C mit dem Oszi gemessene Spannung liegt aber nach dem
Zuschalten der Versorgung dauerhaft auf knappe 15 VDC (gemessen gegen
SGND). U_D auf der H-Side liegt aber bei 20 VDC und so hat der Treiber
am TgateDR keine Chance den H-Side-Mosfet aufzusteuern.
Was mich ärgert (ich über mich), dass in der 1. Variante, das irgendwie
funktioniert hat, weil in der Ruhestellung beide Low-Side-Mosfet leitend
waren - Kurzschluss des DC-Antriebes, wenn besondere Bedingungen
vorgelegen haben. Bei meinem 2. Anlauf mit der veränderten Platine war
das aber nicht der Fall der DC-Antrieb befindet sich im floatenden
Zustand. Und dadurch bin ich auf das Vorhandensein dieser unsicheren
Konstellation gestoßen.
Hallo Flash,
das ist doch im Algemeinen KEIN Problem.
Auch wenn der 1. Highside Zyklus nicht funktioniert, dann kommt
der Lowside Zyklus und die Bootstrap C's werden geladen.
Ab dann funktioniert auch der Higgside....
Ich hab da noch nie Probleme gehabt.
Ludger
Ludger schrieb:> das ist doch im Algemeinen KEIN Problem.
Sehe ich aus so:
"During low supply or start-up conditions, the undervoltage lockout
actively pulls the driver outputs low to prevent the power MOSFETs from
being partially turned on."
Wie steuerst du denn die Treiber überhaupt an? Es gibt ja Varianten,
einen Zweig für die Richtung zu verwenden (=immer an) und den anderen
für die Drehzahl (=PWM) einzusetzen. Du kannst auch Zwischentakte
einführen, die Verlustleistung unter den MOSFETs auszugleichen. Die
Stichworte sind lock-anti-phase, sign-magnitude (<- für dich
interessanter Mittelweg) und async sign-magnitude.
Den Wechsel auf high-side PMOS halte ich bei Versorgungsspannungen >5V
generell für eine ganz schlechte Idee.
Solange Du kein 100% Tastverhälnis benötigst, ist die bootstrap-Version
imho technisch überlegen.
Mit anderen Worten: Da mußt Du jetzt durch!
Mark S. schrieb:> Den Wechsel auf high-side PMOS halte ich bei Versorgungsspannungen >5V> generell für eine ganz schlechte Idee.
Die PMOS sind leicht teurer, das ist aber auch schon alles.
Anbei mal ein Treiber für 24V. Leicht umdimensioniert hab ich damit auch
schon 120V getaktet.
Hallo liebe Leute,
so isses dann auch:
Ludger schrieb:> das ist doch im Allgemeinen KEIN Problem.
und wurde schließlich auch von Peter bestätigt.
Ich hab' dann heute Mittag noch mal neuen Mut gefasst, die Platine mal
ganz scharf angesehen und die alten Mosfets gegen neue des gleichen Typs
ausgetauscht. Vielleicht war ich beim Biegen der Beinchen zu sorglos und
hab' die alten Mosfets beim Biegen und beim Einbau geschossen. Egal,
nach der Austauschaktion lief die Platine auf Anhieb :-) Sie hat dann
auch den Nachmittag im Dauerlauf über 3 Stunden durchgehalten, ohne
merklich warm zu werden. Übrigens, der PWM-Grundtakt liegt bei etwa 4
kHz.
Die Oszi-Bilder sehen auch alle ganz wie erwartet aus. Und die PWM funzt
tadellos. Ich hatte mich ein wenig durch eine Technical Note von
Mitsubichi zu dem Thema ins Bockshorn jagen lassen, dass man eine
gesonderte Initialladung benötigen würde. Also, es geht auch ohne.
Eins habe ich geändert bzw. nicht mehr in den alten Zustand versetzt,
die G-S-Widerstände R501 und R601 habe ich nicht wieder eingebaut, nach
dem ich diese bei den gestrigen Gehversuchen ausgebaut hatte. Der Sinn
dieser Widerstände hat sich mir auch noch nicht erschlossen, zumal
selbst bei Linear Technology Schaltungen auftauchen, die nicht ganz
einheitlich sind.
Ja, trotzdem vielen Dank für die vielen Ratschläge. Ein schönes WE Euch
allen.
Peter D. schrieb:> das ist aber auch schon alles.
keineswegs.
Mach dir mal klar, wie der HiSide-Treiber bei einem PMOS stromversorgt
wird: durch einen chip-internen Längsregler. Das macht dann schon
ordentlich Eigenerwärmung im chip bei Spannungen oberhalb weniger 10V.
Mark S. schrieb:> Das macht dann schon> ordentlich Eigenerwärmung im chip bei Spannungen oberhalb weniger 10V.
Du hast Dir meine Schaltung nichtmal angesehen, stimmts?
Die Version für 120V hat dann noch ne 12V Z-Diode und nen 1W
Vorwiderstand zur Speisung.
Peter D. schrieb:> Mark S. schrieb:>> Das macht dann schon>> ordentlich Eigenerwärmung im chip bei Spannungen oberhalb weniger 10V.>> Du hast Dir meine Schaltung nichtmal angesehen, stimmts?> Die Version für 120V hat dann noch ne 12V Z-Diode und nen 1W> Vorwiderstand zur Speisung.
Und was lerne ich aus Deiner Schaltung, was nicht schon in meinem Text
stand? Dass ein diskreter Aufbau genau dasselbe Problem hat mit den zu
verheizenden Verlusten in der Ansteuerung?
Mark S. schrieb:> Dass ein diskreter Aufbau genau dasselbe Problem hat mit den zu> verheizenden Verlusten in der Ansteuerung?
Echt jetzt?
Ich sehe da nirgends ein Bauteil, was gekühlt werden muß.
Ich hab nicht nachgemessen, wieviel mW da "verheizt" werden für ne 100W
Last.
Hallo Flash,
ein Schaltplan ist die halbe Miete, das Layout ist nicht minder wichtig,
dazu ein paar Anmerkungen:
- Die Verwendung von Gatewiderstände ist dringend anzuraten.
- Entladewiderstände zwischen Gate und Source sollten auf der High und
Lowside existieren. In den Appnotes von IRF (nun Infineon) und TI wird
oft ein Wert von 10K empfohlen.
- Ein Bootstrap-Kondensator von 100nF ist für einen FET mit 81 nC
Gatecharge recht knapp. Du musst auch die Stromaufnahme der Highside des
Treibers berücksichtigen, diese muss sich daraus während der Highphase
versorgen.
- Wo ist der Zwischenkreiskondensator? Die Anbindung der FETs an den
Zwischenkreis ist genauso wichtig wie eine gute Anbindung an dem
Treiber; ansteckbare Zwischenkreise sind keine gute Idee.
LEler
DC-Controller_mit_2_x_LT1160.png
(310 KB)
