Hallo Zusammen, Ich möchte eine Spule (Induktivität aktuell noch unbekannt) über eine H-Brücke ansteuern. Die Lastspannung soll je nach Betriebszustand zwischen 24V und 48V variieren können. Der Laststrom liegt bei bis zu 7A RMS. Die H-Brücke soll über einen H-Brückentreiber angesteuert werden, die PWM-Frequenz beträgt 50kHz. Zusätzlich muss es möglich sein, die H-Brücke auch mit 100% Duty Cycle (dauerhaft eingeschaltet) zu betreiben. Frage: Kennt jemand einen geeigneten H-Brückentreiber für diese Anforderungen? Am besten wäre eine Lösung ohne integrierte MOSFETs, um möglichst flexibel zu bleiben. Die MOSFETs habe ich noch nicht final ausgewählt, vermutlich N-MOSFETs mit VDS ~200V und möglichst kleiner Gate-Ladung (Qg). Aktuell habe ich den MP6528 im Blick. Der integrierte Gate-Treiberstrom von 1A könnte allerdings knapp sein, und ich bin unsicher, ob es bei 50kHz PWM noch funktioniert. Hat jemand damit Erfahrung oder eine alternative Empfehlung? Was sind eure Gedanken dazu? Beste Grüsse und Danke.
Simon schrieb: > Kennt jemand einen geeigneten H-Brückentreiber https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/CSHIP-4080AXX_E.pdf ?
Danke euch für die Rückmeldungen. Ich werde mir den genauer anschauen.
Michael B. schrieb: > Simon schrieb: >> Kennt jemand einen geeigneten H-Brückentreiber > > https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/CSHIP-4080AXX_E.pdf ? Wie funktioniert die Ladungspumpe bei Betriebsart 100% Duty Cycle? Uwe
Uwe B. schrieb: > Wie funktioniert die Ladungspumpe bei Betriebsart 100% Duty Cycle? Sie versorgt den Treiber der High Side dauerhaft mit Strom. Quasi wie ein eingebauter DC/DC Wandler.
Falk B. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> Wie funktioniert die Ladungspumpe bei Betriebsart 100% Duty Cycle? > > Sie versorgt den Treiber der High Side dauerhaft mit Strom. Quasi wie > ein eingebauter DC/DC Wandler. Schon, eigentlich. Aber wenn bei 100% Duty Cycle der Schwengel oben festgehalten wird pumpt da imho nichts. Uwe
Uwe B. schrieb: > Schon, eigentlich. Aber wenn bei 100% Duty Cycle der Schwengel oben > festgehalten wird pumpt da imho nichts. Mensch, die Ladungspumpe ist EXTRA! Es ist nicht nur eine Bootstrapschaltung wie bei den meisten einfachen Treibern! "On-Chip Charge-Pump and Bootstrap Upper Bias Supplies" Siehe Blockdiagramm Seite 2 https://www.youtube.com/watch?v=aoqORos_1WA#t=20s ;-)
Falk B. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> Schon, eigentlich. Aber wenn bei 100% Duty Cycle der Schwengel oben >> festgehalten wird pumpt da imho nichts. > > Mensch, die Ladungspumpe ist EXTRA! Es ist nicht nur eine > Bootstrapschaltung wie bei den meisten einfachen Treibern! Okay, aber dann ist der Begriff Ladungspumpe (Charge-Pump) im Datenblatt eigentlich nicht korrekt... Aber gut daß wir über diesen Treiber gesprochen haben ;-) Uwe
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Uwe B. schrieb: > Okay, aber dann ist der Begriff Ladungspumpe (Charge-Pump) im Datenblatt > eigentlich nicht korrekt... DOCH! Du hast nur deinen Tunnelblick, der dich glauben läßt, daß nur die Bootstrapschaltung mit der externen Diode + Kondensator eine Ladungspumpe ist. Sowas kann man auch vollständig IM IC bauen, natürlich mit deutlich kleineren Kondensatoren und sehr wenig Strom (ein paar Dutzend uA). Reicht aber, um den sehr sparsamen High Side Treiber (CMOS) sowie das Gate des MOSFET dauerhaft zu versorgen.
Dann verstehe ich das richtig, dass bei dem Treiber durch die zusätzliche Ladungspumpe (Charge-Pump) die High Side auch bei 100 % Duty Cycle dauerhaft offen gehalten werden kann, im Gegensatz zu einer reinen Bootstrap-Lösung?
Uwe B. schrieb: > Okay, aber dann ist der Begriff Ladungspumpe (Charge-Pump) im Datenblatt > eigentlich nicht korrekt... Ist völlig korrekt, oder gibts etwa einen Trafo?
Simon schrieb: > Dann verstehe ich das richtig, dass bei dem Treiber durch die > zusätzliche Ladungspumpe (Charge-Pump) die High Side auch bei 100 % Duty > Cycle dauerhaft offen gehalten werden kann, im Gegensatz zu einer reinen > Bootstrap-Lösung? BINGO! Die Ladungspumpe bringt laut Datenblatt min. 10uA, max. 60uA. Also darf dein Gate max. 10uA Leckstrom haben, incl. eines evt. zusätzlichen Pull-Down Widerstands.
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Super, vielen Dank für die Hilfe und die Erklärungen. Dann mache ich mich auf die Suche nach einem passenden MOSFET.
H. H. schrieb: > Uwe B. schrieb: >> Okay, aber dann ist der Begriff Ladungspumpe (Charge-Pump) im Datenblatt >> eigentlich nicht korrekt... > > Ist völlig korrekt, oder gibts etwa einen Trafo? Okay, die im Datenblatt erwähnte AN9325 bringt Licht ans Fahrrad: https://static5.arrow.com/pdfs/2014/11/20/18/13/55/436/nts_/auto/637an9325.pdf Es wird da zwischen Bootstrap und Charge-pump unterschieden. Bootstrap meint eine Ladungspumpe die durch die main switching devices getrieben wird. Mit Charge-pump ist eine eigenständiger Pumpe gemeint, mit eigenem Takt. Zitat: The bootstrap technique supplies the high instantaneous current needed for turning on the power devices, while the charge pump provides enough current to “maintain” bias voltage on the upper driver sections and MOSFETs. Uwe
Simon schrieb: > Super, vielen Dank für die Hilfe und die Erklärungen. Dann mache ich > mich auf die Suche nach einem passenden MOSFET. Hm. Und Du bist Dir sicher das Du so eine Schaltung mit diesem Chip entwickeln kannst wenn Du schon beim Verständnis der Ladungspumpe solche Schwierigkeiten hast? Denn... der Chip ist nicht ohne und Du solltest **DRINGEND** die entsprechende Begleitliteratur in Form der ANs lesen. Vor allem solltest Du darüber nachdenken was die Ausgangsleitung *HS macht wenn die Reversedioden (egal ob FET oder eigene) leiten und wie das mit den Abs Max Ratings zusammenpaßt... Abgesehen davon... 50kHz sind durchaus sportlich wenn die Gatekapazität bissi höher ist, ich würd mir das mehr als 3x durchrechnen ob sich das thermisch mit dem nötigen Gatestrom ausgeht. Auch Datenblattpapier ist geduldig.
Mi. W. schrieb: > > Und Du bist Dir sicher das Du so eine Schaltung mit diesem Chip > entwickeln kannst wenn Du schon beim Verständnis der Ladungspumpe solche > Schwierigkeiten hast? Denn... der Chip ist nicht ohne und Du solltest > **DRINGEND** die entsprechende Begleitliteratur in Form der ANs lesen. > Vor allem solltest Du darüber nachdenken was die Ausgangsleitung *HS > macht wenn die Reversedioden (egal ob FET oder eigene) leiten und wie > das mit den Abs Max Ratings zusammenpaßt... Was wäre den dein Vorschlag? Klar wird die Begleitliteratur nochmals ganz genau analysiert. > Abgesehen davon... 50kHz sind durchaus sportlich wenn die Gatekapazität > bissi höher ist, ich würd mir das mehr als 3x durchrechnen ob sich das > thermisch mit dem nötigen Gatestrom ausgeht. Auch Datenblattpapier ist > geduldig. Was heisst für dich "bissi" höher? Danke für deine Inputs.
Simon schrieb: > die PWM-Frequenz beträgt 50kHz. Wozu so hohe Frequenz für "Starkstrom"? Mi. W. schrieb: > 50kHz sind durchaus sportlich
Simon schrieb: > Die H-Brücke soll über einen H-Brückentreiber angesteuert werden, die > PWM-Frequenz beträgt 50kHz. Zusätzlich muss es möglich sein, die > H-Brücke auch mit 100% Duty Cycle (dauerhaft eingeschaltet) zu > betreiben. Mal dumm gefragt, warum soll die PWM-Frequenz jetzt schon mal 50kHz betragen wo doch die Daten der Spule noch garnicht bekannt sind? Warum muß 100% Duty Cycle möglich sein? Die Auswahl an - leichter zu handlenden - Treibern wäre viel größer, das Layout weniger sportlich. Man muß sich das Leben nicht unnötig schwer machen.. Uwe
Moin, für meine Schrittmotore habe ich H-Brücken gebastelt, die gut funktionieren. Beitrag "Spielerei mit einem 5-Phasen-Schrittmotor" (In der Beschreibung.pdf). Ob die 50KHz mitmachen, kann ich nicht sagen, vielleicht mit anderen OK. Bei höheren Frequenzen wird die Spule schnell hochohmiger und Du brauchst mehr Spannung, um den Strom zu halten. Vor einem anderen Motor (2x 10A) werde ich vor der H-Brücke eine einfache getaktete KSQ bauen. Vielleicht ist es eine Anregung für Dein Projekt. Gruß Carsten
Simon schrieb: > Mi. W. schrieb: >> >> Und Du bist Dir sicher das Du so eine Schaltung mit diesem Chip >> entwickeln kannst wenn Du schon beim Verständnis der Ladungspumpe solche >> Schwierigkeiten hast? Denn... der Chip ist nicht ohne und Du solltest >> **DRINGEND** die entsprechende Begleitliteratur in Form der ANs lesen. >> Vor allem solltest Du darüber nachdenken was die Ausgangsleitung *HS >> macht wenn die Reversedioden (egal ob FET oder eigene) leiten und wie >> das mit den Abs Max Ratings zusammenpaßt... > > > Was wäre den dein Vorschlag? > Klar wird die Begleitliteratur nochmals ganz genau analysiert. Was hindert Dich daran einen gängigen SIC/IGBT/FET-Treiber zu verwenden (der zB. 5A ins Gate treiben kann ohne das er rot wird) der über einen kleinen DCDC-Wandler entsprechend versorgt wird? Dann kannst Du Gatetreiber verwenden die dem Stand der Technik entsprechen und nicht so wie die HIPx mindestens ca. 30Jahre alt sind (erstes Datenblatt ist von Harris von 1995), hast das *HS-Problem nicht und 50kHz sind dann auch kein Thema (bedenke Ptot am Gatewiderstand bei 50khz, egal wie das Dutycycle aussieht) > >> Abgesehen davon... 50kHz sind durchaus sportlich wenn die Gatekapazität >> bissi höher ist, ich würd mir das mehr als 3x durchrechnen ob sich das >> thermisch mit dem nötigen Gatestrom ausgeht. Auch Datenblattpapier ist >> geduldig. > > Was heisst für dich "bissi" höher? Alles was in der Abschätzung dazu führt das irgendein Ptot überschritten wird. Gates wollen geladen und entladen werden, der Rdson der Treibertransistoren im Gatetreiber ist endlich, I²xR macht dann oft sehr heiß... Von TI gabs mal so einen Treiber von 2012. 5A konnte der lt. Datenblatt, sollte ja passen, nur wurde der bei 25kHz schon ziemlich heiß... wtf. TI dann auf Nachfrage: Ja aber nur max. 10us oder 0,2% vom dutycycle, also ca. 40ns pro Flanke. Diese Information wurde aber erst in einer weiteren Revision, vermutlich nach unserer Intervention hinzugefügt. Wie ist das beim HIP definiert, falls überhaupt? Ah ja, und wenn Du eine 50V Versorgung hast die 7A liefern kann werden da ein paar Kondensatoren da sein die Energie lokal puffern können. Du mußt also unter allen (und ich meine wirklich unter allen) Umständen verhindern das es einen Brückendurchschlag gibt, Deadtime ist also wichtig. Sonst knallt es. Das ist Laut. Und wenn's blöd hergeht mit einhergehender Splitterwirkung. Also Kopfhörer und Schutzbrille nicht vergessen. Wenn Du Spulen testen willst... was machen die Ströme über den Freilaufdioden wenn gerade Deadtime in der Brücke angesagt ist... wie lang muß die Deadtime sein damit ein Brückendurchschlag sicher vermieden wird... iaW: Du mußt(!) vor allem nach Infos forschen die nicht im Datenblatt stehen. Ich weiß, das ist mühsam und braucht Erfahrung den Leerraum zu finden, darum fragte ich nach ob Du weißt was Du tust. Wenn es läuft ist's eh logisch aber bis dahin ist's als Neuling doch ein interessanter Weg... Die Materialkosten kannst Du ignorieren, ein günstiger Chip der Dir 5x durchgeht bevor Du verstanden hast warum ist teurer als einer der auf Anhieb funktioniert. BTDT. > Danke für deine Inputs. Viel Vergnügen beim Entwickeln und Nachdenken. Falls Du detailierte Fragen hast oder Schaltplanreview brauchst: PM, sowas diskutiere ich nicht mehr hier im Forum.
Wastl schrieb: > Simon schrieb: >> die PWM-Frequenz beträgt 50kHz. > > Wozu so hohe Frequenz für "Starkstrom"? > weil vielleicht manche Objekte nur dann sinnvoll messbar sind? Naja.... da spielen dann schon wieder so viele Nebeneffekte herein das es trotzdem sportlich und interessant bleibt... nicht nur der Skineffekt und sein implziter Anhang freut sich über die verdatterten Gesichter an den Messgeräten.
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