Hallo zusammen,
im Schaltbild im Anhang sieht man links ein PWM Signal (einige kHz), das
auf eine ganz normale Emitterschaltung geht. Rechts im Bild ist ein FET,
der eine induktive Last mit max. 2,5 A eff. treibt.
Kann mir bitte jemand erklären, wie der rot umrandete Schaltungsteil in
der Mitte funktioniert? Ich nehme an, dass der Transistor hier als
zweifache Diode genutzt wird. Also der B-C Pfad geht in
Durchlassrichtung nach +UB und der B-E Pfad in Durchlassrichtung zum
FET.
Parallel dazu verläuft ein getrennter Pfad zum FET über Diode und
Widerstand.
Was ist der Sinn dieses Schaltungsteils? Was würde passieren, wenn man
ihn einfach weg ließe?
Grüße
Olaf
Olaf S. schrieb:> wie der rot umrandete Schaltungsteil in> der Mitte funktioniert?
Das ist ein Emitterfolger, der lädt durch seinen niedrige
Innenwiderstand die Gatekapazität schneller.
Der Fervolger schrieb:> Das ist ein Emitterfolger, der lädt durch seinen niedrige> Innenwiderstand die Gatekapazität schneller.
Da es sich um einen p-MOSFET handelt, entlädt der das Gate.
Olaf S. schrieb:> Kann mir bitte jemand erklären, wie der rot umrandete Schaltungsteil in> der Mitte funktioniert?
Von der Doppeldiode darunter wird nur eine verwendet. Durch diese Diode
und den den 2k7 Widerstand wird das Gate des MOSFET aufgeladen.
Der Transistor dienst dazu, das Gate möglichst schnell zu entladen. Wenn
an seiner Basis eine hohe Spannung anliegt, fließt ein Entladestrom vom
Gate zum Emitter zum Kollektor.
Der Transistor lädt das Gate auf, die Diode+Widerstand entladen das
Gate.
Olaf S. schrieb:> Was ist der Sinn dieses Schaltungsteils? Was würde passieren, wenn man> ihn einfach weg ließe?
Beim Aufladen des Gate würde kurzzeitig ein fast unbegrenzt hoher Strom
fließen, welcher die Stabilität der Stromversorgung und die Lebensdauer
des ganz linken Transistor (außerhalb deiner Markierung) gefährdet.
Das Entladen würde viel langsamer durch den 10kΩ Widerstand stattfinden.
Dadurch befindet sich MOSFET länger ich der Übergangsphase zwischen voll
leitend und voll sperrend. In dieser Phase hat er einen hohen
Innenwiderstand an dem viel Leistung verheizt wird.
Olaf S. schrieb:> Kann mir bitte jemand erklären, wie der rot umrandete Schaltungsteil in> der Mitte funktioniert?
Es ist keine Diodenfunktion.
Wenn der Transistor links ausschaltet, soll das Gate abgeschaltet
werden, aber der Strom fliesst nur über 10k, das ist wenig Strom.
Daher also der eingezeichnete Transistor.
Nun fliesst der geringe Strom der 10k in seine Basis und das Gate wird
über den von ihm deutlich verstärkten Strom umgeladen, so als ob der
Widerstand 220 Ohm hätte, aber ohne die Nachteile (hoher Stromverbrauch
wenn der linke Transistor länger eingeschaltet bleibt).
Warum braucht man keinen zweiten Transistor zum Entladen des Gates ?
Weil das der linke Transistor schon gut kann, der schaltet niederohmig
an Masse, man muss es dem abfliessenden Strom nur erlauben, über die
BAV99 Diode.
Doch uups, dort ist ein 2k7 Widerstand. Jemand hat also absichtlich das
Umladen des MOSFET-Gates in die Richtung verlangsamt.
Nicht damit es absichtlich langsamer umgeladen wird sondern damit die
18V Z-Diode zum Schutz des Gates vor Überspannung nicht beschädigt wird
wenn +Ub über 18V liegt.
Eine blöde Konstruktion. Nicht in der Form nachbauen.
MaWin schrieb:> Warum braucht man keinen zweiten Transistor zum Entladen des Gates ?> Weil das der linke Transistor schon gut kann
Sehe ich auch so.
Ich finde die Schaltung maximal unelegant. Man hätte bestimmt den 10kΩ
Widerstand durch 1kΩ ersetzen können und dann den rot eingekreisten Teil
durch 220Ω. Damit würde der MOSFET trotz eingesparter Bauteile sogar
noch schneller schalten.
g457 schrieb:> ..und langsam geladen.
Genau das ist der entscheidende Hinweis. Denn sowohl die Doppeldiode
BAV99, als auch der Transistor BC817, sind schon zwei Bauteile im SOT23
Gehäuse. Statt dessen könnte man auch einen Push Pull Treiber aus BC817
und BC807 nehmen. Das sind dann auch zwei Bauteile im SOT23 Gehäuse und
das Gate würde sich dann auch schneller entladen. Aber das will man aus
Gründen hier nicht.
Da war ich ja richtig auf dem Holzweg. Vielen Dank für Eure Erklärung!!
Jetzt, wo ich weiß, wie es gedacht ist, ist die Schaltung vielleicht
doch nicht so unelegant. Der FET treibt ja, wie eingangs geschrieben,
eine induktive Last. Jetzt würde die Emitterschaltung allein (also ohne
Emitterfolger) den FET schnell ein- und langsam ausschalten. Ein
unlimitierter Einschaltstrom wäre bei Lasten aber nicht gerade schön.
Genauso würde ein schnelles Ausschalten zu einer starken Selbstinduktion
führen.
Mit dem Emitterfolger, Diode und Widerstand dreht sich das Ganze um: der
FET wird langsam ein- und schnell ausgeschaltet. Dadurch wird der
Einschaltstrom begrenzt. Der Ausschaltstrom, der eh langsam sinkt,
dagegen kaum. Passt perfekt.
Wie seht ihr das?
MaWin schrieb:> Doch uups, dort ist ein 2k7 Widerstand. Jemand hat also absichtlich das> Umladen des MOSFET-Gates in die Richtung verlangsamt.>> Nicht damit es absichtlich langsamer umgeladen wird sondern damit die> 18V Z-Diode zum Schutz des Gates vor Überspannung nicht beschädigt wird> wenn +Ub über 18V liegt.
Stimmt schon. Ich vermute aber, der Widerstand begrenzt in erster Linie
den Strom Richtung Emitterschaltung (also den Transistor ganz links).
Ohne ihn müsste er ja in dem Moment, in dem er durchschaltet, gegen den
immer noch voll durchgeschalteten Emitterfolger arbeiten.
Sorry, ich hätte die Bauteilnamen eintragen sollen. Jetzt ist es
unübersichtlich geworden :-/
Olaf S. schrieb:> Wie seht ihr das?
Bei einer Induktiven last steigt der Einschaltstrom langsam an. Ich
wüsste nicht, warum man das durch die Transistorschaltung noch weiter
verlangsamen will.
Nachtrag:
Olaf S. schrieb:> Mist, ich habe gerade das Verhalten von induktiver und kapazitiver Last> verdreht. Mea culpa!
Und ich habe zu früh geantwortet :-)
FET_Driver.png
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