Hi, Ich habe folgenden Gate-Treiber und MOSFETs, bei welchen ich den optimalen Gate-Strom bestimmen möchte. Der Treiber hat eine Slew-Rate Control, so dass ich einen fixen Gate-Strom wählen kann. Nun sollte man diesen ja so gering wie möglich wählen, da es sonst zu Ringing und anderen Phänomenen führen kann (habe schon paar zerstöre Motortreiber gehabt), aber auch nicht zu gering wegen den höheren Verlusten: Der MOSFET hat eine Qgd (Das ist die relevante Größe für die Gateladung, oder?) von maximal 14nC. Daher ist die Gate-Ladezeit Qgd/Ismart. Nach obiger Tabelle kann ich also folgende Lade/Entladezeiten für das Gate erreichen: (1.4us/0.7us),(466ns/233ns),(233ns/116ns),(116ns/58ns),(58ns/23ns),(23ns /11ns),(11ns/5ns),(5ns/2ns) Der Gate-Treiber hat eine Dead-Time von 100ns fix. Wie kann ich da aber sicher sein, dass nie beide MOSFETs gleichzeitig leiten? Muss ich das mit einbeziehen für den maximalen Gate-Strom? Das ganze soll mit 32kHz PWM betrieben werden. Gate Driver: (DRV8320) https://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8320.pdf?HQS=dis-mous-null-mousermode-dsf-pf-null-wwe&DCM=yes&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.mouser.de%2F&distId=26 MOSFET: (BSC040N08NS5ATMA1) https://www.mouser.ch/datasheet/2/196/Infineon-BSC040N08NS5-DataSheet-v02_02-EN-1731275.pdf
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Designe nicht zu sehr auf Kante. Denn es gibt noch den Millereffekt, der sich beim Durchsteuern der Drain-Source Strecke gegen die Gateladung stemmt. Deswegen ist es sinnvoll, das Gate mit mehr als dem minimalen Strom zu laden/entladen, um zügiges Laden und Entladen zu gewährleisten. Dann sind auch die Ein- und Ausschaltzeiten gut zu kontrollieren. Der Effekt von Ringing ist durch z.B. Gatewiderstände gut in den Griff zu bekommen und lange nicht so tragisch wie langsame Auf- und Entladung.
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Matthias S. schrieb: > Der Effekt von Ringing ist durch z.B. Gate Widerstände gut in den Griff Nach dem Datenblatt sollen diese eigentlich vermieden werden, daher auch die Smart Drive Funktion. Matthias S. schrieb: > das Gate mit mehr als dem minimalen Strom zu > laden/entladen Ja das habe ich vor, momentan fahre ich mit 60mA/120mA und es scheint sehr gut zu funktionieren oder ist das schon zu flach?
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Bert S. schrieb: > Matthias S. schrieb: >> Der Effekt von Ringing ist durch z.B. Gate Widerstände gut in den Griff > > Nach dem Datenblatt sollen diese eigentlich vermieden werden, daher auch > die Smart Drive Funktion. Was dort immer wieder zu sehen ist, sind Ferriteperlen ...
Bert S. schrieb: > r, momentan fahre ich mit 60mA/120mA und es scheint sehr gut zu > funktionieren oder ist das schon zu flach? stell das oszi mal auf 1us statt auf 20us, damit man die Flanke wirklich erkennen kann. mit dem aktuellen Bild würde ich sagen: es ist weit entfernt von ringing, und es erzeugt Verlustphasen von einigen us, die nicht notwendig wären. ob sie deswegen schon kritisch sind musst dir selbst für deine Anwendung bewerten. evtl stört es ja nicht, wenn die fets ein klein bisschen wärmer werden. Bert S. schrieb: > Nach dem Datenblatt sollen diese eigentlich vermieden werden, daher auch > die Smart Drive Funktion na die wollen halt ihre smart drive Treiber verkaufen - klar stellen sie diese Funktion in den Vordergrund.
Bert S. schrieb: >> Der Effekt von Ringing ist durch z.B. Gate Widerstände gut in den Griff > > Nach dem Datenblatt sollen diese eigentlich vermieden werden, daher auch > die Smart Drive Funktion. Ich pfeife auf SmartDrive, wenn es auch ein passender Gatewiderstand tut :-) Achim S. schrieb: > mit dem aktuellen Bild würde ich sagen: es ist weit entfernt von > ringing, und es erzeugt Verlustphasen von einigen us, die nicht > notwendig wären. Sehe ich auch so. Das ist in der ansteigenden Flanke mehr verrundet als nötig. Wenn du mal reinzoomst, ist auch Miller gut zu erkennen. Was für eine Last schaltet der MOSFet denn z.Zt.?
32kHz sind eigentlich für FETs kein Problem, für IGBTs schon schwieriger. Da muß man sich noch nicht so viel Gedanken um einen hohen Gate-Strom machen, das wird erst im Mhz-Bereich so richtig interessant, wie es z.B. die Tripath Class-D-Endstufen gemacht haben. Da kommen dann trotz kapazitätsarmen FETs Probleme mit der Treiberleistung, die auf unschön hohe Werte klettert. Wenn ich ein Netzteil baue dann meistens mit so 50..60kHz, normaler 2A Gate-Treiber (z.B. das gute alte IR2113 Arbeitstier) und vielleicht 10..22 Ohm Gate-Widerstand, oft noch mit einer Diode überbrückt damit der FET schneller sperrt. Probleme mit Ringing hatte ich manchmal bei hoher Zwischenkreisspannung wenn der Gate-Widerstand zu gering gewählt wird. 4,7 Ohm funktioniert in vielen Fällen auch noch prima, aber eben nicht immer. Oder wenn das Layout nicht besonders gut ist, bekommt man bei 420V Zwischenkreisspannung schnell irgendwelche Spannungsspitzen beim Schalten, die man nie erwartet hätte... Ansonsten halt Testaufbau. Zu geringer Gate-Strom bewirkt eine unnötige Erwärmung der FETs, zuviel bedeutet Schwingneigung.
Matthias S. schrieb: > Wenn du mal reinzoomst, ist auch Miller gut zu erkennen. Bleib bloß weg mit dem. Den sehe ich am liebsten von hinten.
Bert S. schrieb: > den optimalen Gate-Strom Den gibt es schon ... aber der Betrieb ist in einem recht breiten Bereich möglich (ohne zu hohe Verluste / ohne gleich wilde Oszillationen zuzulassen). Bert S. schrieb: > Nun sollte man diesen ja so gering wie möglich wählen Evtl. auch anders herum für max. Effizienz: Umladeströme grad so niedrig, daß es da noch nicht zu sehr klingelt. (Beschreibt eigentlich eher den meistgebrauchten Ansatz, siehe eben auch Mathias' ersten Post dazu.) Achim S. schrieb: > na die wollen halt ihre smart drive Treiber verkaufen - klar stellen sie > diese Funktion in den Vordergrund. So ist es wohl. Allgemein wäre eher so etwas interessant: https://www.ti.com/lit/ml/slua618a/slua618a.pdf?ts=1621656715504&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F Was Du beschreibst (bzw. womit die "Smart Drive Funktion" beworben wird) ist nur Usus für "so leise (=störarm) wie nur möglich", was aber nicht bei jeder Anwendung das Ziel ist (gar nicht sein kann). Wird hohe Effizienz bei gleichzeitig niedrigstmöglicher Störsignal-Generation angestrebt, macht man das über sog. "weiches Schalten". (Soft Switching; Phase Shifted Full Bridge; LLC; Resonant Converter als Google Suchbegriffe) Aber das Nonplusultra gegen Ringing ist zuallererst einmal ein möglichst optimales_Layout - mögl. niedrige parasitäre Induktivitäten (Leiterzüge so breit / kurz wie praktikabel, in erster Linie/"hier": bzgl. Gatestromkreis; grundsätzlich aber alle Stromkreise). Lothar Miller (ist sogar Mod hier) hat da was geschrieben: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler Doch ist alles primär von der Anwendung abhängig, wie oben gesagt ist der mögliche Bereich der Umladeströme und damit Schaltgeschwindigkeit (oder Schaltflankensteilheit) recht breit (vielleicht Schaltzeiten zw. ca. 1/500 und 1/20 der Gesamt-Periodendauer möglich und auch anzutreffen). Ob nun das eine oder das andere Extrem sinnvoll, bzw. wie zumeist eher: Welche ungefähre Stelle dazwischen angepeilt wird, richtet sich also nach den vielen unterschiedlichen Anforderungen und Umständen, welche die Vielzahl diverser Anwendungsmöglichkeiten von Mosfets eben mit sich bringt. Daher auch diese Frage: Matthias S. schrieb: > Was für eine Last schaltet der MOSFet denn z.Zt.?
w/ schrieb: > Matthias S. schrieb: >> Was für eine Last schaltet der MOSFet denn z.Zt.? Sehe gerade: Matthias mit Doppel-T. Sorry, Matthias.
Erkennungsdienst schrieb: > Matthias S. schrieb: > >> Wenn du mal reinzoomst, ist auch Miller gut zu erkennen. > > Bleib bloß weg mit dem. Den sehe ich am liebsten von hinten. Ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen dass der von dir angesprochene Miller deine homosexuelle Gesinnung teilt.
Magnus M. schrieb: > Erkennungsdienst schrieb: >> Matthias S. schrieb: >> >>> Wenn du mal reinzoomst, ist auch Miller gut zu erkennen. >> >> Bleib bloß weg mit dem. Den sehe ich am liebsten von hinten. > > Ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen dass der von dir > angesprochene Miller deine homosexuelle Gesinnung teilt. Oh, ein Behelfskomiker. Was haben wir versucht, zu lachen... Es gibt Typen, die machen den Mund auf, sprechen EIN Wort und ich weiß: Das ist ein Arschloch. Die Lebenserfahrung zeigt, daß das exakt stimmt.
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Die Anwendung ist ein Motorcontroller. Ich habe jetzt nochmals mit genauerer Auflösung gemessen, der High Side MOSFET ist in etwa 1us voll durchgeschaltet, von daher passt das schon. Oben ist noch ein Bild von der Phasenspannung des Motors beim Durchschalten. Das Bild tritt so bei maximaler Bestromung auf (7A) und man sieht auch leichtes ringing. Denkt ihr, das ist schon zu viel ringing? (18V Versorgung, 21.5V maximale Amplitude)
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Das sagt jetzt nicht so viel, ohne die Versorgung genauer zu betrachten. Es klingelt ja, wenn der MOSFet schon durchgeschaltet ist, was eher darauf hindeutet, das die Motorspannung ungenügend abgeblockt ist - oder über zu dünne/lange Leitungen geführt wird. Ausreichende Schaltunterlagen hast du ja nicht geliefert und auch kein Layout.
Matthias S. schrieb: > Das sagt jetzt nicht so viel, ohne die Versorgung genauer zu betrachten. > Es klingelt ja, wenn der MOSFet schon durchgeschaltet ist, was eher > darauf hindeutet, das die Motorspannung ungenügend abgeblockt ist - oder > über zu dünne/lange Leitungen geführt wird. > Ausreichende Schaltunterlagen hast du ja nicht geliefert und auch kein > Layout. Die Versorgung bleibt stabil beim MOSFET Eingang (200mVpp) bei diesem Strom, von daher scheint alles mehr als genug gepuffert. Ich werde noch was vom Layout posten
Erkennungsdienst schrieb: > Was haben wir versucht, zu lachen... Dann geh doch zum lachen bitte in den Keller, deinen Ironiedetektor wiederfinden. Ob die Vorlage als (kostenseitig) ein Moderatoren- , Physiker-, oder als Schwulenwitz gemeint war? Technisch gesehen ist das egal! Da sage mal irgendeiner was gegen schizophrenen Humor. Ich auch!
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