DC-DC Wandler für IGBT/MOSFET Treiber dimensionieren (Leistung)

OP #7466058
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Hallo, in Bezug auf meinen alten Beitrag

Beitrag "MOSFET High side Treiber"

möchte ich jetzt den isolierten DCDC Wandler auslegen. Also die Spannung ist weitgehend klar: 15 V DC.

Aber welche Leistung muss der DCDC Wandler mindestens haben ? Von welchen Faktoren hängt die ab ?

  • Gate Kapazität des IGBT/MOSFET
  • Schaltfrequenz

Gibt es eine Formel zur Berechnung ?

Gruß Dirk

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(Firma: Funkenflug Industries) #7466068
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Ist nicht ganz so einfach zu berechnen, da es einige Kapazitäten gibt, die mit den Betriebszuständen variieren können, z.B. Miller Charge. Aber wenn Du nicht gerade im MHz-Bereich schalten willst (mit IGBTs eher schwierig) oder besonders leistungshungrige IGBT-Treiber verwendest, reichen wenige Watt absolut problemlos aus, wahrscheinlich reicht ein Watt bereits. Gibt es denn schon Wandler in der näheren Auswahl?

(Firma: matzetronics) #7466073
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Das sieht recht komplziert aus. Gibt es denn einen Grund, warum du den Wandler nicht direkt aus den 400V~ betreibst? Ansonsten erfolgt ja die Ansteuerung von IGBT nahezu leistungslos, du musst ja nur das Gate umladen. Mit etwas Abblocken der 15V und 100mA sollte der Fall erledigt sein.

(Firma: Funkenflug Industries) #7466100
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TLP152 Schaltfrequenz ca. 100 Hz

Dafür reichen grob gepeilt 30mA.

Woher der Strom kommt ist eigentlich zweitrangig. Wenn er sowieso 24V hat, dann kann er den Saft doch von dort her nehmen. Genau so wie wenn er eine andere 15V-Quelle hat, bei der geringen Leistung könnte man das auch von den 3,3V der Steuerung aus versorgen.

#7466177
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Dirk F. schrieb:

Schaltfrequenz ca. 100 Hz

Dafür reichen locker 0,1mA. Es sei denn, du hast da gewaltige IGBT-Module. Der Eigenverbrauch des Treibers muss natürlich auch noch beachtet werden. Also nimm den kleinsten DC/DC, den du finden kannst. Er ist noch viel zu groß.

Kannst uns ja später mal berichten, ob du den tatsächlich zum Umladen benötigten Verbrauch überhaupt messen konntest... Der Einfachheit halber kannst du das ja über die Differenz des Eingangsverbrauchs des DC/DC-Wandlers machen. Ich tippe auf eine Differenz zwischen Ruhezustand und Schaltbetrieb von z.B. 500µW, wenn nicht weniger.

OP #7469032
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Hallo, würde die Schaltung (Anhang) des High-Side Switch 10 A so funktionieren ? Neu hinzugekommen ist eine Kurzschlusserkennung. Mit Erkennen eines Kurzschlusses würde ich über Logic-Gatter oder MCU (Interrupt Eingang) den MOSFET sperren bis zu einem späteren manuellen Reset.

Bin für jeden Hinweis dankbar. Gruß Dirk

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#7469071
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Dirk F. schrieb:

Hallo, würde die Schaltung (Anhang) des High-Side Switch 10 A so funktionieren ? Neu hinzugekommen ist eine Kurzschlusserkennung. Mit Erkennen eines Kurzschlusses würde ich über Logic-Gatter oder MCU (Interrupt Eingang) den MOSFET sperren bis zu einem späteren manuellen Reset.

Dream on! ;-) Sowas muss rein in Hardware am Treiber erfolgen! Dazu brauch man auch keine negative Spannung. Wohl aber einen Treiber, der auf der Ausgangsseite einen Steuereingang für Überstrom hat.

(Firma: Funkenflug Industries) #7469081
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Bekommt man auch diskret und ohne negative Spannung hin.

Den Shuntwiderstand zwischen FET-Source und GND, NPN-Transistor mit Basis und Emitter drüber, der fängt dann an, Kollektorstrom zu ziehen wenn etwa 0,6V an seiner Basis anliegen. Was man dann damit macht bleibt Dir überlassen, man könnte z.B. eine Art Thyristor zünden, der den Treiber bis zum Abschalten/Reset durch einen Controller verriegelt, reine Controller-Softwarelösungen können problematisch sein wenn sich der Controller aufgehangen hat.

#7469439
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Dirk F. schrieb:

Also ich bin die Liste der Treiber mal durchgegangen. Habe keinen Ersatz für den VO3120 mit Überstromabschaltung gefunden.

Dann solltest du wohl mal bei den Herstellern oder Onlineshops suchen.

https://www.digikey.de/de/products/filter/isolatoren-gatetreiber/906

https://www.ti.com/power-management/gate-drivers/isolated-gate-drivers/overview.html

Es kann aber sein, daß es nur sehr wenige gavanisch isolierte Treiber mit Überstromeingang gibt.

#7469873
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Dirk F. schrieb:

Hallo Falk, habe leider keinen passenden Treiber gefunden (Isoliert + Sense Eingang). Habe eine Support Anfrage beim TI Deutschland gestellt.

Die warten gerade auf dich ;-)

Aber wäre das wie im Anhang keine Lösung ?

Nein. Wenn schon, dann muss das alles auf der Gateseite direkt passieren. Man kann auch wie früher einen schnellen Optokoppler + Gatetreiber nehmen.

6N137 + IR2121.

Wenn man will, kann man dann den Error Ausgang über einen 2. Optokoppler in Richtung Mikrocontroller übertragen, der ist dann unkritisch.

OP #7585361
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Dirk F. schrieb:

Uwe S. schrieb:

Kannst uns ja später mal berichten

Ja gerne. Wird aber noch einige Woche dauern....

So der Prototyp ist aufgebaut. Habe die 15 V Ausgangsspannung vom DC-DC-Wandler PRMCE1-S24-S15-S mit 1uF Stützkondensator im Taktbetrieb (100 Hz) des MOSFET TW045N120C,S1F mit 10 Ohm Gate-Widerstand gemessen. MOSFET Treiber Typ VO3120-X007T

Ergebnis: Absolut sauber 15 V DC. Also reicht der 1 Watt Wandler locker für diese Anwendung.

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