Hallo, Ich habe ein Problem mit dem Schalten einer Hochfrequenten
Spannung.
Ich möchte 2 Pins einer Spule kurzschließen, um die Ausgangsspannung
minimal zu halten. Dies soll im 100Hz Rhythmus Ein/Aus passieren durch
ein 5V Steuersignal. Die Spannung beträgt ca 40V bei max. 15KHz.
Momentan probiere ich es mit einem IGBT 4063, da ich den schon hatte:
VCES = 600V
IC = 48A, TC = 100°C
tSC ≥ 5µs, TJ(max) = 175°C
VCE(on) typ. = 1.65V
Habe eine einfache Treiberschaltung mit einem BC550C davor geklemmt, mit
meinem Labornetzteil und einer 12V LED funktioniert die Schaltung.
Allerdings nicht in meiner Hauptschaltung oder wie kann ich das genau
überprüfen?
1. Deine Ansteuerung ist invertierend.
Daß Du bei Anlegen eines z.B. 50/50 Rechtecks (sei es nur positiv, also
uni-, oder auch posi/nega = symmetrisch bipolar) aus z.B. einem
Funktionsgenerator schon, wie geplant, eine blinkende LED bekommst, ist
klar.
Aber im Grunde macht Deine "Lowside-Transistor-mit-PullUp"-Geschichte
halt aus einem positiven Impuls am Transistor dann einen negativen am
Gate...
2. Ein Vorwiderstand am Gate fehlt, dafür aber ist der PullUp ganz schön
hochohmig. Das Ganze sorgt so, wie es ist, für extrem langsames Ein- und
übertrieben schnelles Aus-Schalten (und hohe Pulsbelastung des
Transistors).
Ich bezweifle, daß diese Eigenschaften so gewollt sind.
Lies doch mal das durch ( und achte auch auf Bild "LS-FET - 2b" ).
https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber
Also das Bild ganz rechts. Die zusätzliche Komplementärstufe sorgt für
"schlagartige" Schaltvorgänge, ganz links sieht man "Deinen" Transistor.
Sag aber erst mal (bevor Du Dir etwas aussuchen würdest - die Seite ist
nur mal zum Ansehen / Lernen da), ob Du die Invertierung willst, und
weiteres (der "Schaltplan" ist wenig aufschlußreich) - also Infos und
Randbedingungen, bitte.
Dass die Ansteuerung invertierend oder nicht ist spielt für mich keine
Rolle da die Impuls und Pausenzeiten identisch sind.
Zu den Randbedingungen:
Ich habe 2 Minipuls Schaltungen diese erzeugen Wechselspannungen im
Bereich von 5-20kHz mit Amplituden von bis zu 10kV.
Nun möchte ich diese 2 im 100Hz Takt gegensätzlich ein und
(nahezu)ausschalten.
Das abschalten/oder verringern der Spannung(reicht mir schon aus) am
Ausgang geht nach Absprache mit dem Hersteller wohl über den Kurzschluss
von PIN 1 und PIN 6 der Spule U$9.
Der Strom der beim Kurzschluss der Spule fließt ist relativ klein ca.
20mA.
Erzeugt werden 10kV an der kompletten Kaskade der Spulen, ich schließe
aber die erste kurz dort sind es 40V. Für mich sind nur die 40V die ich
schalten möchte relevant.
Im IGBT 4063 ist intern eine Diode, damit hast du
für eine Halbwelle immer einen Kurzschluß, oder du
muß über ein Kondensator an die Wechselspannung gehen.
Wenn dann der Kondensator aufgeladen ist fließt kein
Strom mehr.
der schreckliche Sven schrieb:
>Ein IGBT kann nicht Wechselstrom schalten.
Wenn ein Kondensator vorgeschaltet ist, geht das schon.
Die positive Halbwelle fließt durch den IGBT und die
negative Halbwelle durch die interne Diode.
der schreckliche Sven schrieb:> Und, hat Kaiplan einen Brückengleichrichter verwendet?
Okay, Punkt für dich
der schreckliche Sven schrieb:> Ich finde es eh etwas seltsam, einen fetten IGBT zu verwenden, um> 20mA/40V zu schalten.
Hm vielleicht hat er den gerade rumliegen?
Zudem hält es die FIT Rate schön klein ;-)
Habe bisher noch keinen Brückengleichrichter verwendet. Würde gerne
einen dimensionieren oder erstmal mit einem Kondensator ausprobieren wie
groß sollte den so einer sein 1µF? um die Schaltzeiten eher gering zu
halten.
Ich hatte den gerade rumliegen. Bin aber natürlich auch offen für andere
Bauteile habe nur nicht so viel Ahnung mit dem schalten von Spannungen
mit höheren Frequenzen.
Mir ist leider immer noch nicht klar was du nun genau für ein Signal
schalten möchtest. Wenn ich es richtig verstanden habe 40V
Wechselspannung mit 15kHz und die möchtest du mit 100Hz ein/aus
schalten?
Mit dem Brückengleichrichter könntest du es so aufbauen
https://www.mikrocontroller.net/attachment/5507/AC_switch.jpgGünter Lenz schrieb:> Wenn ein Kondensator vorgeschaltet ist, geht das schon.> Die positive Halbwelle fließt durch den IGBT und die> negative Halbwelle durch die interne Diode.
Der Ansatz mit dem Kondensator ist mir nicht klar. Kannst du bitte eine
Skizze machen? :-)
Er will ja die negative Halbwelle auch sperren. Zudem haben IGBT`s
anders als Mosfet keine parasitäre Diode. Man müsste darauf achten einen
zu verwenden welche eine im selben Gehäuse eingebaut hat/extern eine
dazu schalten.
MiMa schrieb:> Zudem haben IGBT`s anders als Mosfet keine parasitäre Diode.
Der IRGP4063 hat aber eine (integrierte, antiparallele) FRED.
MiMa schrieb:> Er will ja die negative Halbwelle auch sperren.
Nein, er will mit dem Schalter parallel zur Spule kurzschließen.
Dummerweise braucht man auch dafür einen richtigen AC-Schalter,
genau wie man ihn auch zum "Zuschalten" einer AC bräuchte.
Dein Bild ist schon ok, aber es geht eben auch die klassische
Serienschaltung (wie in vielen SSRs), oder gar noch anders. Hier:
http://www.ti.com/lit/ug/tiduc87a/tiduc87a.pdf
sieht man, wie so eine Serienschaltung aussieht. Und auch, wie
man durch etwas Zusatzbeschaltung eine Vollwellengleichrichtung
zur Erzeugung einer DC macht, die dann nur noch abwärtsgewandelt
werden müßte.
MiMa schrieb:> Mir ist leider immer noch nicht klar was du nun genau für ein Signal> schalten möchtest.
Mir auch nicht wirklich, hoffe der Ansatz stimmt.
Bitte besser erklären...
MiMa schrieb:> Der Ansatz mit dem Kondensator ist mir nicht klar. Kannst du bitte eine> Skizze machen? :-)
Ich schließe mich da ebenfalls an...
notsogood schrieb:> oder gar noch anders
Man könnte die Spannungsfälle an den (FREDs oder Body-)Dioden noch
verhindern, indem man statt 2 aktiven Schaltern 4 Stück benutzt,
wenn mich nicht alles täuscht. Macht nur keiner, weil das erst bei
sehr niedrigen Spannungen überhaupt sinnvoll wäre.
Habe Unsinn geschrieben.
Klar könnte man gerade genannte Schaltung auch mit IGBTs (FREDs)
machen - aber die FREDs haben kaum höheren Spannungsfall als
die IGBTs, weshalb das nur bei FETs sinnvoll wäre. Wenn überhaupt.
notsogood schrieb:> Nein, er will mit dem Schalter parallel zur Spule kurzschließen.
..und im ausgeschalteten Zustand positive sowie negative Halbwelle
sperren oder?
notsogood schrieb:> Dein Bild ist schon ok, aber es geht eben auch die klassische> Serienschaltung (wie in vielen SSRs), oder gar noch anders.
Viele Wege führen nach Rom. Ich nehme trotzdem den kürzesten ;-)
Versteh mich nicht falsch. Jede einzelne Schaltung hat durchaus ihre
Berechtigung, für diesen Anwendungsfall genügt jedoch eine simple.
Gibt es eigentlich Thyristoren welche bei diesem dv/dt noch sicher
abschalten können? Dann hätten wir eine 1-Bauteil-Lösung (+
Basisvorwiderstand)
MiMa schrieb:
>Der Ansatz mit dem Kondensator ist mir nicht klar. Kannst du bitte eine>Skizze machen? :-)
Von der Trafowicklung geht es zum Kondensator, vom Kondensator
zum Drain, von Source zum anderen Pol der Trafowicklung.
>Er will ja die negative Halbwelle auch sperren.
Wenn der FET abgeschaltet ist, ist nur noch die interne Diode
des FET im Stromkreis. Sie läd den Kondensator auf. Wenn der
aufgeladen ist, kann kein Strom mehr fließen. Durch einen
Kondensator kann kein Gleichstrom fließen. Wenn der FET
durchgesteuert ist, fließt die positive Halbwelle durch den
FET und die negative Halbwelle durch die interne Diode
des FET. Wir haben jetzt einen Kurzschluß für Wechselstrom.
Günter Lenz schrieb:> Von der Trafowicklung geht es zum Kondensator, vom Kondensator> zum Drain, von Source zum anderen Pol der Trafowicklung.
Coole Idee! Danke für die Erklärung :-)
Für kleine Leistungen um Welten besser/einfacher als der
Brückengleichrichter.
Hätte ich diese Schaltung nur schon vor 3 Jahren für eine Arbeit
gekannt..
GOPR3554_1_.JPG
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GOPR3555_1_.JPG
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