Hallo liebes Forum, ich bin immernoch dabei einen Stepdown-Wandler diskret aufzubauen, den Schaltplan findet Ihr oben (den Kurzschluss der Gates habe ich mittlerweile entfernt, ohne Veränderung). Angesteuert wird er mit einem 200kHz PWM-Signal. Soweit funktioniert alles wie gewünscht, lediglich auf die Spikes am gefilterten Ausgangssignal, immer zu den PWM-Schatlzeitpunkten, kann ich mir keinen Reim machen. Gemessen wurde mit einem 1GHz Aktivtastkopf an einem 450MHz Oszi, mit minimaler Masseleitung, wenn erwünscht kann ich ein Bild vom Aufbau hochladen. Bild_2 zeigt das ungefilterte PWM-Signal direkt vor der Speicherdrossel in gelb, und in lila das gefilterte Ausgangssignal. Ich frage mich wo die Spikes herkommen, und wie man sie wegbekommt, da ich den LC-Schwingkreis aus Tastkopfkapazität und Leitungsindulktivität mittlerweile ausschließe. Ist die MOSFET-Kombination überhaupt sinnvoll? Vielen Dank und viele Grüße, Andreas
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Andreas F. schrieb: > Ich frage mich wo die Spikes herkommen Drosselkapazität Andreas F. schrieb: > und wie man sie wegbekommt langsamer schalten; zweistufig filtern
Andreas F. schrieb: > Ich frage mich wo die Spikes herkommen Von den Schaltplanken, und davon dass der Ausgangskondensator die hohen Frequenzanteile nicht schlucken kann. Andreas F. schrieb: > und wie man sie wegbekommt Schalte kleine keramische Kondensatoren paralell. Es kann sehr entscheidend sein welche Masseverbindung die Kondensatoren bekommen.
ArnoR schrieb: > Drosselkapazität Im Datenblatt ist eine Reihenresonanz bei 90MHz angegeben. Sehe ich es Richtig dass die Spikes demnach Schwingungen um die 90MHz sind, für die die Reihenimpedanz des Schwingkreises ihr Minimum hat? Fern Schnätzer schrieb: > Schalte kleine keramische Kondensatoren paralell. Es kann > sehr entscheidend sein welche Masseverbindung die > Kondensatoren bekommen. Komisch ist dass am Ausgang direkt nach der Spule bereits 100nF und 2x10uF X7R hängen. Die Masseleitung der N-Ch-Source-Drain-Drossel-Ausgangskondensator-Masche ist 2mm breit, und dick mit Lötzinn überzogen. Könnte es sein dass bei 90MHz bereits der Skineffekt zuschlägt und das Zinn nicht zuträglich ist? ArnoR schrieb: > langsamer schalten; Wie macht man das am besten? An den Gates hingen bei obiger Messung bereits 100R. Weiter erhöhen oder C parallel zur Gate-Source-Strecke? PS: Danke fürs verschieben...
Andreas F. schrieb: > Ich frage mich wo die Spikes herkommen, und wie man sie wegbekommt Du hast keine Totzeit zwischen Abschalten des einen FET und Anschalten des anderen. Wegen der unterschiedlichen Schaltzeiten der FETs kann es da für einen kurzen Moment zu einem Kurzschluss kommen (Shoot-through). Das ist eines der Nachteile von synchronen Wandlern. Miss vielleicht mal wie stark dieser Effekt bei Dir ist, z.B. zwischen Masse und N-Fet einen Shunt und damit dort den Strom messen. Was dagegen hilft, wäre eine Totzeit einzuführen. Evtl. kriegt man das pro Gate mit 2 antiparallelen Dioden und unterschiedlichen Gatewiderständen für Laden und Entladen hin. Kann aber ein wenig Gefummel werden die richtigen Werte zu finden. Auf der Ebene der Ansteuerung ist es meist leichter die passenden Zeiten zu wählen. Aber bei Dir mit den einzelnen Gattern natürlich etwas aufwendiger umzusetzen, braucht eine weitere Stufe Gatter mit RC-Gliedern, Dioden etc.
Die Transienten genau während des Umschaltens sind schon an richtigen Stelle. Etwas schwächer werden diese öfters, wenn man statt der MOS internen Freilaufdioden, richtige Schottky Dioden parallel schaltet. Bau mal in den Sourcepfad von M12 einen kleinen Widerstand ein und Messe dort den Verlauf.
Wie sieht das Layout aus? -> Gutes Bild vom Platinenlayiutprogramm Wie sieht die Platine aus? -> Gutes Foto der bestückten Platine Wie sind die Tastköpfe angebracht? Das ist vermutlich nicht der ganze Schaltplan, da der Eingangskondensator fehlt, du redest vom 100 Ohm an den Gates, ich sehe aber 22 im Schaltplan, ... Zeige bitte alles relevantes!
Die Spikes sind wohl das Resultat von 1. der parasitären Kapazität der Drossel und 2. des ESR deiner Ausganskapazität und 3. durch den Querstrom in den MOSFETs beim Umschalten kann evtl. auch genügend Spg. in deinen Tastkopfanschluß induziert werden - ein paar cm2 Schleifenfläche genügen dafür schon. Du könntest außerdem eine einfach Totzeit generieren, indem Du parallel zu den 22R-Widerständen jew. eine Diode hängst (d.h. Anode beim Gate); das beschleunigt das Entladen.
Die obere Diode muss gedreht werden. Bei den 4-5 nC QG von dem Transistor kannst du den Gate-Widerstand auch mal auf 270 Ohm hoch setzen.
Du solltest noch ein paar Rahmenbedingungen ergänzen, wie etwa Spannung und Strom, den die MOSFETs bewegen sollen. Mit etwas Suche geht es hier um Peanuts, d.h. <1A und irgendetwas mit 12V Versorgungsspannung. Die Spitze ist nun mal eine Spitze. Eine Schwingung kann ich da nicht erkennen. Du schaltest die MOSFETs hart ein und hart wieder aus. Nebenbei rechnest du mit dem Prinzip Zufall, d.h. wann welcher Zweig wirklich gesperrt ist, kann man nicht erkennen. Dein P-Kanal-MOSFET hat eine deutlich höhere Eingangskapazität. Bis du den geladen hast, ist der N-Kanal gesperrt. Allerdings dauert es deutlich länger, ihn Auszuschalten, d.h. das Gate zu räumen. Da ist der N-Kanal schon auf dem Weg zum Einschalten. Welchen Teil der Einschaltkurve er gerade durchschreitet, sieht man nicht. Deswegen möchtest du das Einschalten des N-Kanal verzögern (R-C-Glied nur beim Einschalten) UND das Ausschalten des P-Kanal beschleunigen (Diode parallel zum Widerstand, in Richtung Treiber, das Gate schneller durch den Treiber leer zu bekommen). Ich denke mal die Entkopplungskondensatoren hast du im Schaltbild nur weggelassen. Sowohl am Treiber als auch an der Halbbrücke müssen sie aber vorhanden sein. Dickes Kupfer allein reicht nicht. (Sicher ist deine Versorgung mit Kabeln angeschlossen und ein halber Meter 0,5mm² bei 200kHz ist schon relevant. Zumal noch MLCCs ins Spiel kommen, vielleicht gar am Eingang und da schöne Spitzenströme fließen, Stichwort di/dt.) Da auf den Bildern nicht mehr zu erkennen ist, finde ich 0,5V Spannungsspitze ohne Klingeln für diesen Schaltregler unkritisch. Welches Problem willst du also beheben? Versorgung 3V3, aus dem Schaltplan noch gepickt, nicht 12V…bleibt aber unkritisch.
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Jürgen W. schrieb: > Ist das jetzt ernst gemeint? Selbstverständlich. Bei so kleiner Betriebsspannung verwendet man natürlich Schottky-Dioden. Die Widerstände verzögern das Einschalten etwas. Mit deren Wert kann man eine Totzeit einstellen. Um einen Effekt zu erzielen, müssen diese einen Wert in der Nähe des Ausgangswiderstandes der Gatter haben.
der schreckliche Sven schrieb: > Und zwar so. Korrekt. Jürgen W. schrieb: > Ist das jetzt ernst gemeint? Aber klar. Beim P-Ch wird zum Ausschalten das Gate über die Diode schneller positiv geladen. Ist kein 2 x N-Ch Totempfahl, sondern komplementär.
Wenn der obere Treiber bei 2,7 und 3,0 der untere bei 0,3 und 0,7 seine Schaltschwellen hätte, dann könnten die Ansteuerungen eine Überlappung der Einschaltzeiten verhindern, sofern das Ansteuersignal nicht zu steilflankig wäre. So etwas hat man früher auch gebaut. Besser ist die Lösung mit der kleinen Verzögerung von Gattern, die in speziellen IC bereits enthalten sind.
der schreckliche Sven schrieb: > müssen diese einen Wert in der Nähe des > Ausgangswiderstandes der Gatter haben. Mir scheint auch der Ri1 zu klein. Treibt man den Eingang über diese 47 Ohm aus niederohmiger Quelle, dann könnten die ICs kaputt gehen. Würde ich anders machen, steht sicher im Datenblatt (Max. Ratings). Kommt auch drauf an, ob die Schaltung fest an eine Signalquelle m. höherem Ri käme oder nicht, aber... Dieter schrieb: > Besser ist die Lösung mit der kleinen Verzögerung > von Gattern, in speziellen IC bereits enthalten. Meines Wissens gibt es irgendwo sogar Gatetreiber für P und N Kanal, die das so implementiert haben.
hok schrieb: > Mir scheint auch der Ri1 zu klein. Treibt man den > Eingang über diese 47 Ohm aus niederohmiger Quelle, > dann könnten die ICs kaputt gehen. Wieso denn das? Das sind normale Logikgatter, 74LVC14. Deren Eingänge sind sehr hochohmig, da fliesst so gut wie gar kein Strom und deshalb braucht es diesen Widerstand innerhalb einer Schaltung normal gar nicht. Wenn links von dem Widerstand eine längere Leitung oder offener Eingang hängt, macht er aber z.B. gegen ESD oder als Serienterminierung schon Sinn und ist dafür auch mit 47 Ohm nicht unrealistisch dimensioniert.
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Gerd E. schrieb: > Wieso denn das? Das war Unsinn, entschuldigt bitte. Das sind ja Bausteine an der selben 3,3V Versorgung. Wo hab ich nur meinen Kopf?
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