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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MosfetTreiber gegen kapazitiven Spannungsteiler-> Wärme


Autor: Freak5 (Gast)
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http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/EndstufeHot.gif
Das ist meine Mosfetendstufe. Später Möchte ich damit eine Spule
ansteuern. Deshalb die Freilaufdioden und die Dioden in Reihe zu den
Mosfets, damit die mosfetinternen Dioden nicht schalten.
Die Frequenz soll bis zu 500kHz betragen.

Wenn man das Ausgangssignal gegenüber GND misst, bekommt man diese
Ausgabe(Das obere Signal ist immer das Signal, welches durch den 1.
Überträger übertragen wird. Das signal durch den 2. Überträger ist
identisch, aber um 180 Grad Phasenverschoben. Ein Abstand zwischen den
Signalen zur Vermeidung von Shoot throughs ist gewollt. Die Länge muss
noch eingestellt werden.):
http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Endstufe%2...
Zum Spannungsteiler:
http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Endstufe%2...
Gegen 12V:
http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Endstufe%2...

Ist die "komische" Ausgangsspannung gegenüber dem Spannungsteiler
normal, wenn die Endstufe nicht belastet wird??? Gewollt ist eine Art
Rechteckspannung in der Form: Positives Rechteck-Leerlauf-negatives
Rechteck-Leerlauf usw.

Warum wird die Endstufe nach ein paar Minuten Leerlaufbetrieb so heiß,
dass man Brandblasen an den Fingern bekommt, wenn man die Mosfets
anfasst? Shoot Through, sollte bei der Deadtime eigentlich nicht
auftreten können.(Die Hitzeentwicklung ist erst nach >3 min so stark.
Es könnte sich, da ich das noch nicht öfter durchgeführt habe und nach
dieser starken Hitzeentwicklung keine weiteren Experimente durchgeführt
habe, auch um ein Defekt handeln)

Autor: Freak5 (Gast)
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http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Endstufe%2...

So sieht das auch hin und wieder aus. Dabei ist es sogar egal, ob ich
gegen GND, gegen den Spannungsteiler oder gegen 12V messe....

Autor: Freak5 (Gast)
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Wobei bei 12V bin ich mir nicht so sicher. Bei GND und dem
Spannungsteiler war es auf alle Fälle gleich

Autor: Freak5 (Gast)
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http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Endstufe%2...
So sieht es aus, wenn die Ausgabe, die ich zwei Posts weiter oben
gepostet habe, über einen 20Ohm Widerstand belaste.(Dabei bleiben die
Mosfets kalt bis leicht warm)
So soll es sein. Es stellt sich nur die Frage, warum die Ausgabe mal so
ist, wie sie sein sollte und warum sie dann wieder komisch verzerrt
aussieht und man sich die Finger an den Mosfets verbrennt.

Kann das eine kalte Lötstelle verursacht haben?

Autor: Thomas O. (Gast)
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Wenn die Mosfets heißwerden ist das ein Zeichen das Sie nicht voll oder
zu langsam durchsteuern und die Dioden als Lastersatz erzeugen ja nen
Kurzschluß deswegen wird die Erwärmung mit den 20 Ohm Lastwiderständen
auch geringer. Wozu die Spulen im Ansteuerzweig? Soll das ne
galvanische Trennung werden? C8 und C9 schwächen die Ansteuerung der
MOSFETs auch um einges ab(Hochpass). Wieso nicht einfach nen
MOSFET-Treiber nehmen, dann kannste dir die ganze Beschaltung sparen.

Autor: Benedikt (Gast)
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Also eigentlich sollten die MOSFETs kalt bleiben. Bei mir tun sie das
zumindest.
Wenn das grüne die Gate Signale sind, dann schalten die MOSFETs viel zu
langsam.
Die Spitzen bei dem blauen Signal sehen auch nicht gerade gut aus.

Leg mal ein Radio neben die Schaltung.
Wenn auch im UKW Bereich Störungen auftreten, dann gibt es Shoot
Through.

Autor: Freak5 (Gast)
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@Thomas: Welche Dioden als Lastersatz??? Die im Ansteuerungsteil
beseitigen Spannungsspitzen, da das Signal sonst über 20V geht und
einige Spikes auf 30V gehen und die Mosfets nur 20V vertragen.

Die Transformatoren in der Ansteuerung sorgen für eine galvanische
Trennung, damit ich die N-Channel mosfets auch auf der positiven Seite
noch mit einer positiven Spannung steuern kann.
Außerdem ist das die einzigste Möglichkeit, die ich kenne um später
vielleicht auch 100V steuern zu können.

@Benedikt: Irgendwie finde ich das komisch, dass bei einer soo langen
Deadtime noch Shoot throughs auftreten können. Die Deadtime ist doch
fast 100ns.

Und warum bekomme ich so ein tolles Signal:
http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Endstufe%2...

Das mit dem UKW bereich ist ein problem. Wenn man sich einfach mal die
Versorgungsspannung im Steuerteil ansieht:
http://www.freak5mynew.no-ip.info/muell/Frequenzun...
Das ist sogar nur die Frequenzgenerierung. Alle Mosfets im Steuerteil
verursachen einen Shoot Through. Dieser ist zwar jeweils mit einem
Kondensator überbrückt, aber die Störungen, die ich dadurch verursache
müssten enorm sein.
Das bedeutet, dass ich garantiert Störungne im UKW-Bereich bekomme,
oder?

Autor: Thomas O. (Gast)
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sorry bi nda irgendwie durcheinandergekommen weil du in deinem
allerersten Bild statt Spulen Dioden drin hast (ich meine nicht die
antiparallen. Weiter unten schreibst du das du die Schaltung mit 20 Ohm
Widerständen belastest, das sind aber wieder ganz andere Verhältnisse
als richtige Spulen, wenn du die Spule zu lange bestromst und sie in
die Sättigung gerät steigt der Strom sehr stark an was auch zu einer
starken Erwärmung deiner Fets führen kann.

Autor: Freak5 (Gast)
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Mit Spulen habe ich das noch garnicht getestet, weil ich im Leerlauf
schon die Probleme habe.
Weil Spulen solche Probleme verursachen können habe ich als Last bis
jetzt auch nur Widerstände genommen. Ich will ja nicht, dass ich das
später alles neu zusammenlöten muss, weil eine Spannungsspitze alle
Fets gekillt hat.

Also Spulen habe ich(abgesehen von den Übertägern) Noch garkeine drin.
Ich habe sie extra aus dem Schaltplan entfernt, weil ich dachte, dass
das dann verständlicher ist, damit keiner denkt, dass ich schon Spulen
als Last verwenden würde.

Autor: Profi (Gast)
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Das kann so gar nicht funktionieren.
Die musst die Gate-Kapazität nicht nur schnell laden, sondern  am
besten noch schneller  entladen.
Über den 10K dauert das eine halbe Ewigkeit.

Du brauchst einen Mosfet-Treiber. Die IR2111 / IR2113 / IR2184 /
IR21844 halten 600V aus.
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2111.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2112.pdf
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2184.pdf

Autor: Freak5 (Gast)
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Du meinst auch wirklich meinen Schaltplan???
Wo siehst du da einen 10kOhm Widerstand???
Ich habe da einen X Ohm Widerstand drin...(Ich war mir nicht sicher, ob
da später einer eingebaut werden sollte)
Im Moment ist da einfach ein Stück Draht mit 0.5mm² Querschnitt.

Die Überträger haben übrigens ordentlich Leistung. An dem Widerstand,
welcher den Kondensator entläd,  kann man sogar die Wärmestrahlung
spüren ^^. Wobei Das mit den 10kOhm ist falsch. Das sollten
ursprünglich 10kOhm sein, aber dann wurden die Spannungsspitzen der
nächsten Periode nicht mehr abgefangen, weil der Kondensator sich auf
über 17V aufgeladen hat. Im Moment sollten da 75Ohm sein.

Die Fets werden ja auch nicht nur über den Widerstand entladen. An den
Überträgern liegt ja Wechselspannung an. Die negative Periode wird zwar
durch D2 und D4 kurzgeschlossen, aber da D2 und D4 bei mir durch 2 in
Reihe geschaltete Dioden realisiert wird, liegen immernoch mindestens
-1.5V(ich bin mir nicht sicher wie hoch der Drop der Dioden ist, aber
viel nidriger ist er nicht) Über diesen Dioden. Das sollte zum Entladen
reichen und die Fallzeit ist eigentlich ganz OK.

Mir fällt gerade auf, dass die Fallzeit wirklich etwas lang ist. Wenn
ich das richtig erkenne sind das jeweils 50ns. Normalerweise müssten
die Fets aber 20ns schnell sein...

Vielleicht sollte ich ein paar Spannungsspitzen zulassen um die
Steigzeit zu verkürzen und noch ein paar Dioden hinzulöten, damit ich
mehr Volt zum entladen habe?

Autor: Benedikt (Gast)
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@Profi
Die Schaltung ist schon OK, das entladen geschieht über die fallende
Flanke des Signals vom Übertrager. Der 10k Widerstand dient nur als
Überspannungsbegrenzung.
Die normalen MOSFET Treiber werden bei 500kHz gut warm, vor allem wenn
diese 2 Mosfets treiben.

@Freak5
Lass mal die 4uF Kondensatoren und die 1N4148 weg.

Autor: Freak5 (Gast)
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Du meinst alle Dioden im Ansteuerungsteil?

Autor: Profi (Gast)
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Entschuldigung, ihr habt recht, da habe ich nicht ganz genau
hingesehen.
Wenn die Treiberstufen Gegentakt sind, dann wir das Gate darüber
entladen.
Der 4µF und die 4148 dienen nur dazu, den Gleichspannungsanteil ein
wenig nach oben zu verschieben.

Sind die 4µF schon hochwertige Cs? FKP o.ä. oder mehrere verschiedene
parallel. Low ESR und geringe Induktivität!

Wozu sollen die MBR gut sein?

Beim Parallelschalten von FETs spendiert man idR jedem einen eigenen
Gate-R (3-47 Ohm).


"Die Überträger haben übrigens ordentlich Leistung. An dem
Widerstand,
welcher den Kondensator entläd,  kann man sogar die Wärmestrahlung
spüren ^^. Wobei Das mit den 10kOhm ist falsch. Das sollten
ursprünglich 10kOhm sein, aber dann wurden die Spannungsspitzen der
nächsten Periode nicht mehr abgefangen, weil der Kondensator sich auf
über 17V aufgeladen hat. Im Moment sollten da 75Ohm sein."

???  Das ist aber mMn nicht im Sinne des Erfinders. Etvl. steuerst Du
die Trafos zu stark an. Ich würde das so lassen wie im ersten
Schaltplan, mit je einer Diode und den 10k (R12 und R13). Die sollen
nur dafür sorgen, dass die (zu 0V) symmetrische Ausgangsspannung um
Vpp/2 nach oben verschoben wird.

Der Aufbau ist sehr kritisch, da jeder cm Leitung eine parasitäre
Induktivität darstellt, an dem bei so steilen Flanken riesige Spikes
und Ringing entstehen. Möglichst

Erzähl mal bitte etwas ausführlicher, was die ganze Schaltung bezwecken
soll und wie die Ansteuerung der Trafos / die ganze Schaltung aussieht.

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