Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gate-Treiber passt das so?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Stefan (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,
Ich betreibe einen Sinus Spannungswandler 48VDC auf 230VAC. Das 
Steuerungsmodul läuft bereits seit Jahren ohne Probleme. Dieses Modul 
möchte ich weiter verwenden und den Leistungsteil entsprechend 
anpassen/neu aufbauen.

Die PWM wird mit einem µC erzeugt, dieser übernimmt auch die 
Schutzschaltung und Spannungsanpassung am Ausgang.
Die PWM wird über IR2110 zu den FET's übertragen.
Das Steuerungsmodul wurde damals so aufgebaut, dass die verbauten 4x2 
Fets direkt über den Treiber betrieben wurden (Leistung 800W).

Da der neue Leistungsteil (ca. 5kW) über 4x8FET verfügt, reicht mir die 
Treiberleistung des IC's nicht mehr aus.
Daher möchte ich auf dem neuen Leistungsteil 4 diskrete Treiber 
aufbauen, mit welchen ich die Endstufen ansteuern kann.

In der Zeichnung ist aktuell nur eine Halbbrücke gezeichnet, es fehlen 
auch die externen Schutzdioden der FET's und die Strommessung..

Meine Frage, passt die Treiberschaltung so?

Beitrag #6645024 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Stefan (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ok, stimmt..
hier nochmal neu

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Stefan schrieb:
> passt die Treiberschaltung so?

Nein.

Der IR2110 IST bereits ein Gate Treiber.

Stefan schrieb:
> reicht mir die Treiberleistung des IC's nicht mehr aus.

Na ja, 20nF MOSFETs

Machst es aber schlimmer, so schlimm daß ein Feuerwerk entsteht.

Deine Dioden sind schnarchlangsam.

Die Ansteuerung des 48V high side MOSFETs falsch, eventuell sollte der 
Elko nicht nach Masse gehen.

Der 220uF Elko viel zu gross (ESL).

Die PNP Transistoren falsch.

Also eigentlich ist alles falsch.

Du schaltest nur um 100A. Da reicht eigentlich 1 MOSFET. Dein Problem, 
wenn 1 nicht reicht, liegt woanders.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Wie kommst du auf die Idee TIP41/42 zu nehmen? Die sind lahm und haben 
wenig Verstärkung.

von Flip B. (frickelfreak)


Lesenswert?

Der Pulldown muss vor den Treiber.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

die PWM Frequenz beträgt etwa 24Khz.
schnellere Dioden kann ich verwenden BAT xx.

ja, der IR2110 ist schon ein Gate Treiber, der ist auf der schon
vorhandenen Steuerplatine verbaut. Ich würde diese Steuerplatine gerne
unverändert lassen, da diese in mehreren Ausführungen verwendet wird.

daher möchte ich eine zusätzliche hinzufügen.

die C's sollten 22µF haben.

Der Elko auf der HighSide geht nicht nach Masse,

dieser Wandler wird in verschiedenen Spannungs/Leistungsklassen 
verwendet.
aktuell gibt es verschiedene Leistungsteile (1 - max. 7kW, 24/36/48V), 
welche alle mit der gleichen Steuerplatine betrieben werden. Ein neuer 
Leistungsteil soll alle Klassen abdecken und wird entsprechend nach 
Bedarf bestückt. Die LP soll immer die gleiche sein. Es handelt sich bei 
dem ganzen Teil um Kleinstmengen, welche Speziell für den 
Anwendungszweck aufgebaut werden.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

Lese Datenblatt des IR2110. Der erzeugt ungefähr 0-60V bei deinen 
Spannungen, um den high side Mosfet anzusteuern.

Es ist besser, diesen Baustein einfach 4x zu verwenden für je 2 Mosfet.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

ja, aber ich kann dann die zusätzlichen IR2110 nur mit den Gate-Signalen 
die ausgegeben werden ansteuern,

die Eingangsseite (TTL) auf der Steuerplatine wird am Steckverbinder 
nicht ausgegeben, also mir bleibt nur das G-Steuersignal.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

Doof.

Zum ansteuern der high side brauchst du jedenfalls 48+12V, sonst wird 
das nix.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

Dann bleiben ja nur noch 2 DCDC Wandler welche mir eine potentialfreie 
Spannung für die GS Stecke erzeugen.

Alternativ müsste ich die Steuerplatine auch neu erstellen..

von NichtGast (Gast)


Lesenswert?

Bitte mal den Artikel Treiber in Leistungselektronik lesen, da wird 
eigentlich alles erklärt

von temp (Gast)


Lesenswert?

Helge schrieb:
> Zum ansteuern der high side brauchst du jedenfalls 48+12V, sonst wird
> das nix.

Bitte genau hinsehen. Bevor die PWM startet werden die parallelen T6 
eingeschaltet. Damit kann über D1 der Elko C1 geladen werden. Wenn die 
PWM dann loslegt sorgt das Einschalten von T6 dafür, dass sich der Elko 
nachlädt. Damit hat er gegenüber dem Source von T3 12V und in der Zeit 
wo T3 leitet 48V+12V. Allerdings müssen die Dioden auch für diesen Zweck 
gedacht sein. Das abgebildete (ohne den IRS) findet man sehr oft in 
Verbindung mit Opto-Gatetreibern wie FOD3182 und ist eine einfache 
klassische Bootstrap-Schaltung.

von Stefan (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,
hab nochmal darüber geschlafen.. denke so wie es @temp beschreibt, 
sollte die Schaltung funktionieren. Das deckt sich auch mit einer 
Beschreibung von TI:
https://www.ti.com/lit/an/slua887/slua887.pdf?ts=1617688935276&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.de%252F

Ich hab den Plan nochmals etwas überarbeitet.
Ich werde mal ein Muster aufbauen mit den TIP41/42 Transistoren
und schauen wie es läuft. Die Endstufe arbeitet bei 40kHz, das sollten 
die TIP
schon schaffen..

von Wilfried O. (wilfried_o)


Lesenswert?

Gibt es ein Layout für das ganze? Ohne das geht das ganze in Rauch auf.
Es geht nicht das einfach lose zu verdrahten, da gibt es 
Spannungsspitzen.
Auch das Layout ist noch Ohne.
Bei 48V geht doch ein Diskret aufgebauter Treiber.Warum den IR 
verwenden?
Ist das SPWM oder Pulscode Modulation? Ist das ein 50Hz Trafo?

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

Das Layout gibt es aktuell noch nicht fertig, es wird aber später eine 
Platine werden.

Der IR ist auf der Steuerplatine verbaut, diese Steuerplatine ist seit 
Jahren im Einsatz und soll auch weiterhin verwendet werden. Die Platine 
ist steckbar auf der Leistungsplatine befestigt. Auf dieser alten 
Leistungsplatine waren bisher 2x4 FET, die direkt von der Steuerplatine 
angesteuert wurden.
Problem am alten System, die Leistung reicht oft nicht mehr aus.

Daher möchten wir das System variabler aufbauen.

Der alte Steuerteil soll weiterhin verwendet werden, dieses läuft seit 
vielen Jahren einwandfrei, hier wird die PWM erzeugt, die 
Ausgangsspannung geregelt
sowie die Endstufe überwacht (Temperatur / Strom)

Es soll ein neues Leistungsteil geben, welches max. 4x8 FET's 
verarbeiten kann. Dieses soll je nach Anforderung (Leistung / 
Ausgangsspannung) individuell Bestückt werden, also praktisch 4x1 FET - 
4x8FET je nach Leistungsabgabe und Spannung. Auf dem Leistungsteil 
werden dann auch die Spannungsteile für U und I Messung entsprechend 
bestückt. Die restliche Bauteile sind alle bereits auf dem Board, da 
diese für alle gleich sind.

Diesen Wandler gibt es mit Eingangsspannungen von 12 - 60V, 
Ausgangsspannungen von 110/230V mit 50 oder 60 Hz, 0,5 - 5kW.

Ja, mit der H-Brücke wird ein normaler 50Hz Trafo angesteuert, Ringkern 
oder bei den großen Leistungen Schenkeltrafos.

Mein Problem ist aktuell, dass die IR-Treiber sich auf der steckbaren 
Platine befinden, und ich an den Steckern kein TTL-Signal (oglw) 
herausbekomme. Ich hab lediglich die G-Signale vom IR, so wie gezeichnet 
im Plan.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

Signal ist SPWM,

von Wilfried O. (wilfried_o)


Lesenswert?

okay , Danke für die Info :)

Im Prinzip brauchst Du einen HS und LOW Side Treiber den Du mit dem 
Signal was der IR ausgibt Ansteuern kannst.
Welche Maximale Gatekapazität ist da zuerwarten?.
Ich denke die Strombegrenzung muss wahrscheinlich auch abgeändert 
werden, weil von 3KW auch 5KW ist fast Faktor 2.

von Maxim B. (max182)


Lesenswert?

Stefan schrieb:
> hab nochmal darüber geschlafen..

Welche Funktion hat D3?

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

Ja,  ich benötige einen Treiber der mit den Signalen des IR's 
zurechtkommt.
ca. 80nF GateC/FET
Der Strom wird mittels Stromwandler gemessen und entsprechend 
verarbeitet.
Wenn am Eingang der Treiberplatine 0,5V anliegen, greift die 
Strombegrenzung ein.

D3 könnte man weglassen, hab sie nur mit rein, dass mir vom C der 
Treiberstufe L-Side der Strom nicht in die anderen Treiber zurückfließen 
kann.

von Wilfried O. (wilfried_o)


Lesenswert?

Liegt die PWM nur immer am LS Mosfet an?

von Wilfried O. (wilfried_o)


Lesenswert?

das mit 80nF/MOSFET erscheint mir etwas zuviel.Welche MOSFET sind da 
geplant?
Bei 24Khz und dann bei dieser Eingangskapa da fliessen sicherlich +/- 
7A, der Gatevorwiederstand muss da kleiner werden,denke 0.5 Ohm.

von Stefan (Gast)


Lesenswert?

MosFet aktuell IRFP4468,
die PWM liegt nur am LS an.

von Superbeasto (Gast)


Lesenswert?

Wilfried O. schrieb:
> Im Prinzip brauchst Du einen HS und LOW Side Treiber den Du mit dem
> Signal was der IR ausgibt Ansteuern kannst.

Die beiden genannten Treiber sind im IR2110 doch enthalten, was soll das 
Geschwafel?


Wilfried O. schrieb:
> das mit 80nF/MOSFET erscheint mir etwas zuviel.Welche MOSFET sind da
> geplant?
> Bei 24Khz und dann bei dieser Eingangskapa da fliessen sicherlich +/-
> 7A, der Gatevorwiederstand muss da kleiner werden,denke 0.5 Ohm.

Im Schaltplan gibt es diese umrahmte Teile, in denen "8x parallel" 
drinsteht.
Du bist der Einzige, der das nicht kapiert.

von Wilfried O. (wilfried_o)


Lesenswert?

Hi,okay Sorry habe ich übersehn.

warum willst Du unbedingt den IR weiterhin verwenden? Den IR kannst Du 
doch rauswerfen. Die HS kann kann doch anders auch ansteuern,müsste 
eigentlich kein Problem sein.das muss natürlich den Eingangssignale des 
IR konform sein..

Eine andere Idee wäre natürlich auch, das gleiche Leistungsmodul 
zunehmen,
und noch einen zweiten Trafo zunehmen, um die Leistungsaufstockung 
zuhaben..
Dieses Konzept haben wir schon vor 40 Jahre bei Wechselrichter 
verwendet.
Ein Master Modul , rest dann Slaves.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.