Hallo, ich bin ziemlich neu hier im Forum und habe eine Frage zum Thema Bootstrapping. Kann ich nicht, statt das gleiche PWM-Signal zum oberen und unteren MOSFET zu führen, direkt ein invertiertes Signal aus dem Komparator verwenden, um den oberen MOSFET anzusteuern? Es ist ja eine Verschwendung von Bauteilen, wenn ich das PWM-Signal über einen NPN-Transistor invertiere, wenn ich stattdessen einfach das invertierte PWM-Signal aus dem Komparator nehme. Leider kommt bei der Simulation nur Humbug raus. Eventuell kann mir jemand sagen, warum man das unbedingt mit diesem NPN-Transistor machen muss. In den angehängten Dateien kann man eventuell besser verstehen, was ich meine. LG
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Jolina schrieb: > In den angehängten Dateien kann man eventuell besser verstehen, was ich > meine. Ähm, nein. Offensichtlich zeigst du nur einen Ausschnitt, nšmlich nur den high side MOSFET einer Halbbrücke. Den darf man natürlich nicht mit GND bezogener Gate-Spannung ansteuern, wie es Q1 machen würde. Auf welche Masse sich dein PWM V invert bezoeht sicht man ja in deinem Heschnippel nicht. Guck dir einen IR2110 an. Sein Source-Potential springt ja mit der Last zwischen GND und (wasauchimmervonobenkommt) hin und her, genau dadurch lädt sich ja C2 auf 15V auf und springt dann auf (wasauchimmervonobenkommt)+15V damit man den high side MOSFET durchsteuern kann. Was übrigens nur funktioniert, WENN er durchgesteuert wird und nicht zu lange denn irgendwann entlädt R7 ihn ja. Keine 100% PWM Einschaltdauer möglich.
Jolina schrieb: > Eventuell kann mir > jemand sagen, warum man das unbedingt mit diesem NPN-Transistor machen > muss. Weil am oberen Mosfet ein ganz anderes Potential herrscht, als am Komparator. Der NPN hat nur nebenbei die Funktion des Negators, seine Hauptaufgabe ist die Pegelwandlung.
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Jolina schrieb: > um den oberen MOSFET anzusteuern muss man nicht seine "Gate-Spannung" betrachten, sondern seine "Gate-Source-Spannung". Nicht umsonst heißt es z.B. Ugsth und eben nicht Ugth. Relevant fürs Ein- und Ausschalten des Mosfets ist also die Spanungsdifferenz zwischen Gate und Source. Und weil man in deinem Schaltplan nicht sieht, wohin die Source führt, kann man nicht sagen, ob der Mosfet irgendwas sinnvolles macht. Aber stell dir einfach mal vor, die Source soll dank PWM mal 0V und mal Vcc haben. Was muss dann am Gate anliegen, dass der Mosfet durchschaltet? Richtig: einmal 0V+Ugs und einmal Vcc+Ugs mit Ugs>>Ugsth. In Zahlen sind das dann mit z.B. Ugs=5V und Vcc=12V je nach PWM-Zustand einmal 5V und das andere mal 17V.
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von Jolina schrieb: >In den angehängten Dateien kann man eventuell besser verstehen, was ich >meine. Nein, kann man nicht. Hier sind mal Beispiele von Bootstrapschaltungen, im ersten Beispiel C damit der Eingang sehr hochohmig wird, im zweiten Beispiel R9 damit der untere Transistor kräftiger durchgesteuert werden kann. https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/bootstrp.html https://www.mwelsner.de/wp-content/uploads/1watt-verst%C3%A4rker.png
Hier noch eine Bootstrapschaltung. https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/av_pict/class_ab7.png
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Hallo :) Erstmal vielen Dank für eure ganzen Antworten! Man kann durch das Fragen ja nur mehr dazu lernen. :D Ich hab anbei Mal die gesamte Schaltung angehängt. Bei Phase V habe ich den NPN-Transistor weggelassen und direkt das invertiere PWM-Signal an das Gate angeschlossen. Phase U und Phase W sind die ursprünglichen Schaltungstopologien, wie es auch funktioniert. Mir ist schon bewusst, dass das Gate-Potential höher sein muss als das des Source. Mir ist auch bewusst, dass sich der Kondensator idealerweise (hier) auf ca. 15V auflädt und diese Spannung auf das anliege Source-Potential addiert wird um eine höhere Spannung am Gate zu generieren, damit eben der MOS eingeschaltet werden kann. Ich verstehe nicht, warum man das PWM Signal über einen NPN-Transistor invertieren muss, denn das macht ja genau dieser. Mein Komparator gibt ja direkt schon das invertiere PWM-Signal aus, warum kann ich dann den NPN nicht weglassen und einfach das invertierte Signal (wie im Anhang bei Phase V zu sehen) am Gate anschließen? Ich denke, ich stehe hier etwas auf dem Schlauch. Danke!
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Beitrag #7519275 wurde vom Autor gelöscht.
Uwe S. schrieb: > Jolina schrieb: >> Eventuell kann mir >> jemand sagen, warum man das unbedingt mit diesem NPN-Transistor machen >> muss. > > Weil am oberen Mosfet ein ganz anderes Potential herrscht, als am > Komparator. Der NPN hat nur nebenbei die Funktion des Negators, seine > Hauptaufgabe ist die Pegelwandlung. Okay, das klingt schon eher nach einer sinnvollen Antwort!
Jolina schrieb: > gesamte Schaltung angehängt. Du hast verinnerlicht was Lothar schrieb? Um einen Nmos zu verwenden muss dessen Gate Source Spannung GRÖßER sein als die 36V die er schalten soll. Außerdem schaltet ein Fet mit 4K7 Gatewiderstand extremst gemütlich. Du must bei LTspice auch hinsehen. Simulieren alleine reicht nicht. Du kannst jedes Detail sehen, wenn du nur willst.
Michael schrieb: > Jolina schrieb: >> gesamte Schaltung angehängt. > Du hast verinnerlicht was Lothar schrieb? > Um einen Nmos zu verwenden muss dessen Gate Source Spannung GRÖßER sein > als die 36V die er schalten soll. > > Außerdem schaltet ein Fet mit 4K7 Gatewiderstand extremst gemütlich. > Du must bei LTspice auch hinsehen. > Simulieren alleine reicht nicht. > Du kannst jedes Detail sehen, wenn du nur willst. Das bedeutet, das invertierte Signal vom Komparator hat eine zu niedrige Spannung, selbst, wenn ich die Spannung vom Kondensator (15V) dazu addiere, komme ich nicht höher als 36V. Verstehe ich das so richtig?
Jolina schrieb: > Verstehe ich das so richtig? Ja. Wenn die Highside z.B. 36V auf den Ausgang legen soll, dann wirst du am Gate z.B. 45-48V brauchen. Dafür haben Highside Treiber entweder Ladungspumpen oder DC/DC Wandler. Sowohl Ladungspumpen als auch DC/DC Wandler benutzen als Bezugspunkt ("Masse") dazu die Source der Highside, also den Ausgang der Halbbrücke.
Matthias S. schrieb: > Jolina schrieb: >> Verstehe ich das so richtig? > > Ja. Wenn die Highside z.B. 36V auf den Ausgang legen soll, dann wirst du > am Gate z.B. 45-48V brauchen. Dafür haben Highside Treiber entweder > Ladungspumpen oder DC/DC Wandler. Sowohl Ladungspumpen als auch DC/DC > Wandler benutzen als Bezugspunkt ("Masse") dazu die Source der Highside, > also den Ausgang der Halbbrücke. Vielen Dank! :)
Warum kann ich dann quasi nach dem Signal aus dem Komparator keinen Widerstand anlegen, der mir die Spannung auf 36V erhöht? Mir ist noch nicht ganz klar, wie genau der Transistor die Spannung so erhöht? Und was wäre mit der Möglichkeit, einen anderen Komparator zu verwenden, der genau die Spannung bereitstellt, die ich für die PWM benötige? Könnte ich dann den NPN weglassen und direkt das invertiere Signal anschließen?
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Jolina schrieb: > Widerstand anlegen, der mir die Spannung auf 36V erhöht? Bitte? Magst Du uns bitte mal erklären wie ein Widerstand die Spannung erhöht? Um es abzukürzen, damit Du trotzdem zum Ziel kommst. Suche nach Halbbrückentreibern mit Bootstrap Schaltung z.B. den IR2104.
Jolina schrieb: > Mir ist noch nicht ganz klar, wie genau der Transistor die Spannung so > erhöht? Das Stichwort zum Verständnis wäre Open-Collector. Wenn der Transistor durchschaltet liegt das Gate auf 0V. Gegenüber Source wäre die Spannung negativ und somit der Mosfet aus. (Wobei die meisten Mosfets nur +/-20V vertragen, bei 36V wäre das so eigentlich nicht zu empfehlen) Wenn der Transistor sperrt ist es, als wäre er nicht vorhanden und das Gate wird sich über die 4k7 auf die Kondensatorspannung aufladen. Mosfet schaltet ein. Bei der direkten Ansteuerung vom Komparator bleibt das Gate auf dessen Ausgangsspannung. Sowohl Low als auch High führen zu negativer Gate-Source-Spannung. Mosfet bleibt gesperrt.
Jolina schrieb: > der mir die Spannung auf 36V erhöht? Und dann? 36V reichen doch nicht, um einen N-Kanal, der an der Source 36V liefern soll, durchzusteuern. Da musst du nochmal so 9-12V aufstocken. Jolina schrieb: > Unbenannt3.PNG Das würde vermutlich funktionieren, wenn du den Massebezug der drei Highside Spannungsquellen auf den Phasenausgang (also die Sources der Highside N-Kanaler) und nicht auf generelle Masse legst. Damit simulierst du praktisch einen galvanisch getrennten DC/DC Wandler zur Speisung der Highside Gates.
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