Nur N-Kanal Powermosfets für Brushlessregler?

Gast #311901
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Hallo

Ich möchte eine einen Brushlessregler mit ca 60V Betriebsspannung
bauen.

Normalerweise benötigt man dazu 3 Stk. p-Kanel und 3Stk. n-Kanel
PowerMosFets.

Ich möchte aus verschiednen gründen aber 6 n-Kanal verwenden.

Damit er möglichst schnell durchschaltet muss ich auf den Gate ca. 20
Volt draufgeben.

Für die 3 FETs unten an der Brücke bei GND ist das kein Problem.
Aber für die Oberen müsste ich ja 60V + 20V = 80 Volt draufgeben.

Also müsste ich einen Spannungspumpe verwenden.

Es gibt hier sicher Experten die erfahrung damit haben.
Wie würde ihr das Problem so lösen dass ich 6 n-Kanel Fets verwenden
kann?


Gruss

Hornet
Gast #311904
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> Damit er möglichst schnell durchschaltet muss ich auf den Gate ca.
> 20 Volt draufgeben.

Da sollten eigentlich 10 bis 15V genug sein.

Ein IR2130 wäre auch eine Möglichkeit. Der beinhaltet bereits
Gegentakttreiber für alle 6 FETs und braucht versorgungsmäßig nur die
Spannung, die du dann als Gatespannung haben willst. Für die High-Side
setzt er die Spannung dann selber hoch.
Gast #311908
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Genau, du solltest MOSFETS mit mehr Spannungsfestigkeit wählen. Es kommt
auch nicht auf die Gatespannung an, wenn es um Schaltgeschwindigkeit
geht. Vielmehr der Strom ist entscheidend, insofern du eine
Mindestspannung am Gate einhälst. Also 10V und großer Strom anstatt 20V
und geringerer Strom. Das Gate muss schnell umgeladen werden, dafür ist
der Strom entscheidend.

Würde dir auch die irf-Treiber empfehlen. Machen z.B. auch die Jungs
von  http://www.geckodrive.com/ in ihren Servoendstufen so.
Gast #311912
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Hallo

Zuerst mal Dank für die vielen Tipps.


Aber warum reichen 75 Volt FETs nicht bei einer Betriebspannung von 60
V? Gibt es da einen Fausformel wieviel Sicherheit ich da einrechnen
muss?


Auch habe ich schon gelesen dass es gar keine Freilaufdioden braucht da
die schon im FET enthalten sind. Ich selber bin der Meinung dass es
diese denoch braucht. Ich habe schon mal einen kleinen Regler ohne
Freilaufdioden gebaut und der machte keine Probleme.

Kann ich jede Diode als Freilaufdiode verwenden oder braucht es
besonders schnelle ?
Gast #311913
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Extern braucht es die besonders schnellen Freilaufdioden, weil Mosfets
extrem empfindlich bei Überspannung sind. Ich vermute, dass die
internen Freilaufdioden da manchmal nicht schnell genug sind. Eine
typische schnelle Diode ist z.B. die BYV27 oder die BYV95.

Bei der Spannungsfestigkeit musst du halt schauen, was im Worst-Case
maximal auftreten kann, Induktionsspannungen etc. eingerechnet. Und
dann mindestens 20-30 % zusätzlich als Sicherheit.
Gast #311914
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Den ir2130 gibt's bei Reichelt und bei Kessler. Wie's in der Schweiz
aussieht, weiß ich nicht.

Zwecks Freilauf habe ich auch mal im bldc-Forum was von aktivem
Freilauf gelesen. Da werden WIMRE jede Phase des Motors nach deren
Ausschalten immer für eine gewisse Zeit kurzgeschlossen, was sich durch
entsprechende Wahl der Schaltzeitpunkte der FETs erreichen lässt.
Gast #311915
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Ich habe noch eine Frage in zum Thema Freilaufdioden.

Mir ist klar dass man hier eine sehr schnelle Diode nehmen muss.
So 25-35 ns.

Aber welchen Strom müsste so eine Diode denn verkraften?

Wenn ich z.B. einen Laststrom von 30A habe. Wie  viel strom müsste dann
die Diode mindestens überstehen.

Gibt es dazu einen Faustformel ?


Gruss

Hornet
Gast #311917
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Hallo,

ich würde die Schaltgeschwindigkeit nur so schnell machen wie nötig.
Wenn Du die Fets binnen ein paas Nannosekunden durchschaltest, dann
hast Du erfahrungsgemäß viel mehr Probleme mit hochfrequenten
Störungen. Und die sollten nicht unnötig groß sein, falls Du die BEMF
auswertest - also einen sensorless BLDC ansteuerst.

Gruß

Wolfgang

www.ibweinmann.de
Gast #311918
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Es gibt den "aktiven Freilauf": man schaltet den Fet auch dann ein,
wenn die Diode leitend ist. Das Problem ist nur zu erkennen, wann man
den Fet ausschalten muss.
Entweder man arbeitet mit Strom- oder Spannungssensor, oder man läßt
nur den oberen ODER den unteren Teil der Endstufen aktiv gleichrichten,
oder man verwendet für eine feste (vom Strom abhängige)Zeit aktiven und
anschließend den oben beschriebenen semi-aktiven Freilauf.

Der HIP4081 (die ganze Familie) ist auch ganz passabel.
Kennt jemand ein Treiber-IC mit 4 Endstufen (für 2 Vollbrücken)?

Sehr schnelles Schalten der Fets bringt leicht EMV-Probleme und ist nur
bei hohen Schaltfrequenzen (>200kHz) notwendig.
Gast #311919
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<<Ich habe noch eine Frage in zum Thema Freilaufdioden.

Mir ist klar dass man hier eine sehr schnelle Diode nehmen muss.
So 25-35 ns.

Aber welchen Strom müsste so eine Diode denn verkraften?

Wenn ich z.B. einen Laststrom von 30A habe. Wie  viel strom müsste
dann
die Diode mindestens überstehen.

Gibt es dazu einen Faustformel ?>>

Also normalerweise haben die FETs meistens eine Freilaufdiode mit
drin.
Da über die Freilaufdioden ja nicht permanent ein Strom fließt (es wird
ja selbst bei Vollgas immer nur 1/3 der Zeit ein Transistor
durchgesteuert) und nur nach dem abschalten des FETS die Diode benutzt
wird, reichen normalerweise die eingebauten Freilaufdioden aus.

Gruß

Wolfgang

www.ibweinmann.de
Gast #311920
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Vollgas ist ja auch nicht DAS Problem.
Um bei langsamen Drehzahlen den Spulenstrom in der Schaltphase nicht
über die Maßen ansteigen zu lassen (die Motorinduktivität stellt ja
eine feste Größe dar lässt sich ja schlecht erhöhen) werden in diesem
Fall die Motoren ähnlich wie beim Schrittmotor gechoppert. Die
Chopperfrequenz liegt bei wesentlich höheren Werten, als beim normalen
Durchlauf der Schaltsequenzen und ist in jeder der sechs/drei
Schaltphasen present. Und ab dann wirds kritisch. Und es fliesst noch
einmal deutlich mehr Strom im Motorkreis, wenn die Kreisspannung sinkt.
--> Step-Down wandler als Vergleich.

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