Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gate-Treiber Isolation


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von Marco (Gast)


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Hallo Leute,

ich würde von einem uC gerne einen Mosfet steuern, dessen 
Drain-Potential gegen globale Masse zeigt und Source gegen ein deutlich 
tieferes Potential gegenüber Masse ( ca -50V).

Meine Idee war erst einfach NMos+Gate-Drive-Transformator+GateDriver.

High-Side Gate-Treiber machen ja aber auch eine galvanische Isolierung. 
Kennt einer ein Gate-Treiber mit dem diese Applikation möglich wäre?

von Marco (Gast)


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Würde mir gerne den Trafo sparen, sofern dies möglich ist.

von nachgefragt (Gast)


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Prinzipiell ist das auch ohne GDT machbar. (Was ist übrigens außer dem 
µController Output [welchen Pegel und wie viel Ausgangsstrom hat der 
überhaupt; bzw. was ist das für ein Controller] noch so vorhanden? 
Vielleicht niederohmige 5V, 12V, oder gar -12V oder ähnliches?)

Darf man nachfragen, was und wofür diese negative Versorgung genau ist?

von Falk B. (falk)


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@Marco (Gast)

>ich würde von einem uC gerne einen Mosfet steuern, dessen
>Drain-Potential gegen globale Masse zeigt und Source gegen ein deutlich
>tieferes Potential gegenüber Masse ( ca -50V).

>Meine Idee war erst einfach NMos+Gate-Drive-Transformator+GateDriver.

>Würde mir gerne den Trafo sparen, sofern dies möglich ist.

Es gibt vollintegrierte Optokoppler + Gatetreiber. Allerdings brauchen 
die dann noch eine isolierte Stromversorgung.

Z.B. Si826x von Silicon Labs.

Mit einem Gate-Trafo kann man sich die extra Versorgung sparen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber#Siehe_auch

von Marco (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Si826x

nachgefragt schrieb:
> Prinzipiell ist das auch ohne GDT machbar. (Was ist übrigens außer
> dem
> µController Output [welchen Pegel und wie viel Ausgangsstrom hat der
> überhaupt; bzw. was ist das für ein Controller] noch so vorhanden?
> Vielleicht niederohmige 5V, 12V, oder gar -12V oder ähnliches?)

Genau genommen ist es kein Microcontroller, es ist ein MicroBlaze der in 
einem Kintex-7 FPGA läuft.
Die Bank an dem das laufen würde, läuft auf 2.5V Logikpegel.

Wirklich richtige niederohmige Stromversorgung habe ich nicht.
Die -50V sind in einem 1uF großen Kondensator der über einen Trafo 
gepulst aufgeladen wird.
Also viel Strom kann ich daraus nicht ziehen.
Einen IC der konstant Strom zieht würde ich daher ungern anschließen.

Der Si826x klingt schon interessant aber kann leider nur bis max 30V.
Trotzdem danke für den Tipp.

Mhh schwierig schwierig evtl. wirds wohl wirklich der Gate-Drive Trafo 
werden.

von THOR (Gast)


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Also mit nem PMOS müsste man nur -5V auf das Gate geben, das entspannt 
die Situation etwas.

Wenns tatsächlich ein NMOS sein muss, könnte man das Gate über ne 
Ladungspumpe aufladen und dann über nen Entladewiderstand wieder 
entladen. Die Schaltzeiten sind dann arg niedrig, aber es ist einfach.

Schaltplan mit Frequenzangaben und Last wäre hilfreich.

von Marco (Gast)


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THOR schrieb:

> Schaltplan mit Frequenzangaben und Last wäre hilfreich.

Darf ich leider nicht rausgeben. Klar ist das nichts mega special 
jetzt..
Aber ist eine Masterthesis bei einer Firma und habe eine 
Verschwiegenheitserklärung unterzeichnet. Daher will ich nichts 
riskieren.

Es geht in den Bereich SMPS-SoftSwitching

von voltwide (Gast)


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Gate-Trafos werden immer dann problematisch, wenn nicht nur 50%, sondern 
ein weiterer Bereich an Tastverhältnissen zu übertragen ist.,

von Falk B. (falk)


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@ Marco (Gast)

>Die Bank an dem das laufen würde, läuft auf 2.5V Logikpegel.

Als brauchst du einen Treiber.

>Wirklich richtige niederohmige Stromversorgung habe ich nicht.
>Die -50V sind in einem 1uF großen Kondensator der über einen Trafo
>gepulst aufgeladen wird.

Also werden deine 50V nur gepulst entladen. Das schreit nach einem 
Trafo. Einfacher geht es kaum.

Aber wie immer gilt die Netiquette! Beschreibe dein Problem 
grundlegend, dann kann man dir sinnvoll helfen.

>Der Si826x klingt schon interessant aber kann leider nur bis max 30V.

Das ist für eine Gateansteuerung mehr als ausreichend! Du verwechselst 
das mit der Schaltspannung des MOSFETs!

von THOR (Gast)


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Quasi-resonant gate switching wäre auch noch son Begriff zu dem man sich 
informieren könnte.

Dann ist die Gateansteuerung an sich praktisch ein Schaltwandler was 
deinem Softswitching ggf. zugute kommt.

von Ali Baba (Gast)


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THOR schrieb:
> Quasi-resonant gate switching wäre auch noch son Begriff zu dem man sich
> informieren könnte.

"Quasi-resonant gate switching" bei google:

https://www.google.de/search?num=30&client=firefox-b-ab&q=%22Quasi-resonant+gate+switching%22&oq=%22Quasi-resonant+gate+switching%22&gs_l=serp.3...39207.42051.0.42105.2.2.0.0.0.0.154.154.0j1.1.0....0...1.1.64.serp..1.0.0._N7qg2i6RiU

(Genau zwei Treffer, und zwar hier im Forum: "...mal raten, von wem?")

Quasi-resonant gate switching bei google:

https://www.google.de/search?q=Quasi-resonant+gate+switching&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b-ab&gfe_rd=cr&ei=VgFuWda4OfCA8Qe4hrbACA

...also alle möglichen quasi-resonanten Schaltwandler.

Oder soll er nach "quasi-Resonant Half-Bridge" suchen, um daraus einen 
Gate-Treiber zu konstruieren?

Sascha, Du hast die Empfehlung/en "quasi-resonant gate switching" bzw. 
"quasi-resonant gate driver" schon mehrfach gegeben. Aber man findet 
halt nichts dazu. Und wenn es Deine eigene Erfindung ist, dann solltest 
DU ihn informieren - woanders kriegt er nichts her.

Was es definitiv gibt, sind resonante Gate-Treiber (ohne "quasi"):

https://www.google.de/search?q=resonant+gate+drive&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b-ab&gfe_rd=cr&ei=lANuWaCKF-eA8Qf_7LTACg

von THOR (Gast)


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Beitrag #5081632 wurde vom Autor gelöscht.
von Ali Baba (Gast)


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Du hast ja so recht.

Soll sich doch jeder 10. Leser ebenfalls fälschlicherweise 
"quasi-resonant gate-Schei.." ins Hirn ritzen - nur damit Du keinen 
Fehler zugeben mußt.

Danke für die 4 Irrläufer.

von Amateur (Gast)


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Das sollte doch kein unlösbares Problem sein.

Die Gate-/Steuerspannung von der Ausgangsspannung ableiten und von einem 
Optokoppler schalten lassen. Um ersteres kommst Du ja sowieso nicht 
herum.
Eine Masseverbindung, zwischen den zwei Systemen, ist eigentlich gar 
nicht nötig

Solange Du die üblichen 2000V Volt, die ein 08/15 Optokoppler trennt, 
nicht überschreitest, sollte es keine Probleme geben.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Eine ganze Reihe von Gatetreibern kann auch negative 
Isolationsspannungen brücken, Beispiel;: 
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-1EDIxxI12MH-DS-v02_00-EN.pdf?fileId=5546d46253f6505701543843b7f30277

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