Bin gerade mit einem MOSFET am herum experimentieren. Ich habe das FET an einem AVR PWM ausgang und habe dann mal los-gemessen. Alle Messungen sind mit 5µS per division (die divisionen kann man nicht sehen, mein oszi hat 10 horizontal und 8 vertikal) und 1 Volt pro division (schaltung und MOSFET werden mit 3,3 Volt betrieben, es handelt sich hier um das Si4430BDY der hat bei dieser Spannung schon einen relativ kleinen Rds(on)). Erstmal eine Messung am Gate, sind die Schaltflanken hier in ordnung oder sind die zum Ansteuern von MOSFETs zu schlecht? Ich hänge direkt am AVR Port, also keine Treiberstufe. http://lupin.shizzle.it/gatelohi.jpg http://lupin.shizzle.it/gatehilo.jpg Sooo und nun wollte ich mal am drain messen (ohne irgendwas da dran zu haben). Ich dachte das sieht jetzt in etwa so aus wie das eingangssignal (nur invertiert). Zum messen habe ich einen 10kOhm pullup von +3V3 zum Drain geschaltet und dann ganz normal die Schirmung des oszi an GND meiner Schaltung und die Ader an den Drain (selbstbaukabel, sollte bei der Freq aber keine Rolle spielen oder?) Aber irgendwas stimmt da wohl nicht: http://lupin.shizzle.it/drain_pullup.jpg Und das ganze nochmal ohne pullup (da habe ich einfach die Ader an +5V (eingangsspannung vor U-regler) und die Schirmung an den Drain): http://lupin.shizzle.it/drain.jpg Mir ist irgendwie klar, dass die zweite Anschlussmethode nix gutes bringen kann, aber was da genau passiert ist mir bei beiden Schirmbildern nicht klar. Vielleicht hat hier jemand eine Ahnung was ich da falsch mache. Vieles Dankeschön!!!!111 ;-)
Weil's mir gerade soviel spass macht (diesmal mit 10µS/div): http://lupin.shizzle.it/drain_mitlast.jpg Da sieht man ganz gut, dass der verlauf an sich ausschaut wie bei http://lupin.shizzle.it/drain_pullup.jpg aber oben drauf noch schwingungen sind (bei der Last handelt es sich um eine Induktivität, genauer gesagt die primär-Spule eines Trafos) An sich funktioniert die schaltung auch (kann damit Spannungen transformieren), aber das verhalten des FETs ohne last würde ich gerne erklärt bekommen, vielleicht hab ich ja was falsch gemacht und ich kann da noch was optimieren :)
Hallo Hast du einen DC/DC Konverter damit gebaut? Drain Kurve: Sieht aus, als ob dein Konverter im Lückbetrieb arbeitet. Die Schwingung kommt zustande weil der Strom durch die Spule 0 wird. Grüße
Ja es soll ein DC/DC Konverter werden, ein Sperrwandler mit primär und sekundär spule. Die Messungen sind an der Primärspule. Ich verstehe nicht so ganz was du mit lückbetrieb meinst, nachdem mein transistor geschaltet hat fangen die Schwingungen ja bereits an. Das ist doch normal oder? Irgendwie blicke ich noch nicht so 100% durch das ganze Thema :-)
Ah ja ich hab auch eigentlich eine strom regelung drin... ich passe das tastverhältnis immer so an, dass genau 1 mA fließt. dazu habe ich einen 1kOhm Shunt eingesetzt über dem 1 Volt abfallen sollen (weil der attiny eben eine 1 volt referenz hat). 1kOhm ist zwar ziemlich viel für einen shunt fallen bei den 100erten kOhm die mein verbraucher hat nicht wirklich ins Gewicht.
Soll das heissen dass deine Drain-Source Spannung um dieses 1V reduziert wird? Mit 2.3V einen MOSFET schalten zu wollen ist wohl schon sehr wenig...
Angehängte Dateien:
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schaltung.jpg
68 KB
nein nein... natürlich nicht. Hab mal den Schaltplan angehangen
hat keiner eine Ahnung warum die spannung nach dem weg schalten des MOSFETs so langsam hoch geht: http://lupin.shizzle.it/drain_pullup.jpg ? Das würde mich schon sehr interessieren :-)
Versuch 1: Trafo abklemmen und mal anstelle einen Leistungswiderstand mit dem MOSFET schalten. So dass ein vernuenftiger Strom fliesst der vom MOSFET auch problemlos geschaltet werden kann. Nimm 100 Ohm oder sowas. Dann die Spannung am Widerstand messen. Ist die nun perfekt rechteckfoermig dann sieht es schon mal gut aus. Sind die Flanken abgerundet oder sehen sonstwie aus, dann ist was faul. FET pruefen, Gatespannung pruefen,etc... Versuch 2: Falls Versuch 1 ein gutes Ergebnis bringt, dann klemme den Trafo mit dem Widerstand in Serie an den MOSFET an. Schwingt der Kram dann auch so? (natuerlich nur zum Messen!) Frage: Was ist an der Sekundaerseite angeklemmt? Etwa nichts? Versuch 3 : Trafo wie geplant an dem MOSFET anschliessen und testen. Die Sekundaerseite aber mal mit der Nennlast belasten (ohmsche Last). Wenn auch das geht, dann mal auf der Sekundaerseite die Gleichrichterdiode und den Siebelko zuschalten. Mit dem Siebelko nicht uebertreiben! Idee: nimm mal einen Treiber fuer das Gate. Im billigsten Fall eine Komplementaerstufe aus zwei bipolaren Transistoren. Oder ein fertiges Treiber IC. Was passiert dann? Tip: MOSFET-Schaltungen nie im Leerlauf messen. Da sieht man am wenigsten wo es klemmt!
Bilder: http://lupin.shizzle.it/gatelohi.jpg http://lupin.shizzle.it/gatehilo.jpg sind passabel. http://lupin.shizzle.it/drain_pullup.jpg ist ok. Da du nur einen 10k Widerstand als Pullup hast, dauerst es relativ lange, die Leistungskapazität aufzuladen, nachdem du den FET sperrst. versuchts mal Größenordnung 100 Ohm. Und ohne Pullup: http://lupin.shizzle.it/drain.jpg wenn die Linie auf etwa Massepot. ist, dann ist das ok. Das selbe Problem wie mit dem Pullup, der hier nur unendlich groß ist. Wie soll die Betriebsspannung an die Leitung kommen?? Der FET schaltet nach Masse oder lässt die Leitung, also das Drain "in der Luft" hängen. Am Bild drain_mit_last http://lupin.shizzle.it/drain_mitlast.jpg ist folgendes zu erkennen: Das durchsteuern des FET funktioniert (flache Bereich zw. den Schwingungen) Beim Abschalten entstehen hochfrequenze Schwingungen. Mögliche Ursachen sind: -geringe magnetische Kopplung zwischen Primär/Sekundärwicklung (gerade bei Sperrwandler SEHR wichtig) -evtl. Aufbau des Schaltnetzteils auf Lochraster oder Freiverdrahtung? (durch sowas funktionieren SNTs einfach wegen nicht geeignetem Aufbau oft nicht (richtig) ) Erklärung: Prinzip Sperrwandler: -"Aufladen" der Speicherdrossel bei eingeschaltenem FET. (lineares Ansteigen des Stromes) -Weiterfließen dieses Stromes in der Sekundärwicklung (deshalb GEGENSINNIGER wickelsinn) zur Versorgung der Last. => sehr gute Kopplung nötig. Problem Schnellschaltende Stromkreise: Ist der FET an, fließt von C4 über die Prim.spule und dem FET ein Strom zurück zu C4. Betrachtest du diesen Stromkreis als KREIS, hat dieser Strom eine Fläche, um die er fließt. Umso größer diese Fläche ist, umso mehr Probleme und Störungen entstehen. Deshalb ist oft eine ordentliche Platine zur korrekten Funktion eines SNTs notwendig.. Soweit erstmal ausreichend.. Weiteres gern..
super! Danke für eure Antworten, das war schon sehr aufschlussreich. Ich werde heute abend nochmal mehr ausprobieren. Was heisst "GEGENSINNIGER wickelsinn"? Je nachdem wie ich die beiden spulen anschließe ist der wickelsinn ja einmal gegensinnig und einmal halt nicht oder? Beim Trafo handelt es sich um einen Tonnenferit (09P Körper, die mit 2 Beinchen). Darauf habe ich jetzt erst die Primärspule mit ~10-30 Windungen und dann eine Sekundärspule mit ~200 Windungen - auf den "Wickelsinn" habe ich dabei nicht geachtet. Ist alles auf Lochraster aufgebaut. Danke nochmal!
Hallo Marius! So wie deine Drainspannung aussieht, entlädt beim Abschalten des MOSFETS die Gate-Source-Kapazität (die für das Schalten verantwortlich ist) nicht schnell genug. Wodurch du eine Art Kondensator entlade Kurve in der Drain-Source-Spannung bekommst. Versuch mal einen 10k oder 100k Widerstand Parallel zu Gate-Source zu schalten und messe dann nochmal mit Ohmscher Last. Sollte dann schon besser aussehen. Ansonsten brauchst du eine entsprechende Analogschaltung, die die Gate-Source-Kapa. beim Abschalten praktisch leer saugt. Solche Schaltungen findet man oft in Schaltnetzteilen die mit höherer Frequenz zerhacken, da dort dieser Umladevorgang immer schwerer wiegt. Würde einfach mal bei Linear-Technologie vorbeischauen und den LTSpice Simulator runterladen. Dem liegen jede Menge Schaltnetzteil-Beispiele bei, wo du dir evtl noch was abschauen kannst. Zudem kannst du die Schaltungen auch noch in Aktion sehen.
@Marius: ...eim Trafo handelt es sich um einen Tonnenferit (09P Körper, die mit 2 Beinchen). Darauf habe ich jetzt erst die Primärspule mit ~10-30 Windungen und dann eine Sekundärspule mit ~200 Windungen - auf den "Wickelsinn" habe ich dabei nicht geachtet.... Ich habe so bischen die Vermutung, du weißt garnicht so richtig, wie ein Sperrwandler funktioniert? (siehe mein erster Beitrag) Ich rate dir, dich mit den Schaltungen vertraut zu machen (Sowas soll nützlich sein, wenn man sie selbst aufbauen will) Somit musst du dir auch im klaren sein, was Wickelsinn am Trafo bedeutet.. Und (ich kann mich täsuchen) aber die Angaben zu deiner Spule klingen etwas nach, als ob die Windungszahlen eher willkürlich gewählt wurden.. Kann das sein, dass beide Wicklungen den gleichen WIckelsinn haben??? (Das erkennt man daran, WÄHREND DER LEITEND-PHASE des FETs AUCH!!! in der SEKUNDÄRWICKLUNG STROM fließt.) Wenn das so ist, hast du einen Flußwandler aus dem Sperrwandler gemacht!!! Dieser (jetzt entstandene) Flußwandler hat allerdings folgendes Problem: Nach dem Abschalten des FET ist im Kern magn.Energie gespeichert. Diese soll eigentlich NUN auf die Sekündärseite "entladen" werden =>Prinzip SPerrwandler Da jetzt allerdings ein Entladen der magn.Energie nicht möglich ist, entsteht mit parasitären Kapazitäten ein Schwingkreis und die langsame Umwandlung diser Energie in Wärme.... Um sowas zu verhindern, besitzen FLUSSWANDLER eine Entmagnetisierungswicklung, o.ähnlich wirkende Maßnahmen.. Also prüfe bitte: -Kerngröße, ob der ausreicht für deine zu übertragende Energie -WIndungszahlen -Wickelsinn!! ganz wichtig Ich verbleibe... Matthias
@Marius: Das mit dem Wickelsinn ist nicht so tragisch. Man muss nur daran denken WENN dieser falsch ist, die Secondär-Anschlüsse DANN zu vertauschen, oder die im Secondärkreis befindliche Diode andersherum einzusetzen. Nur man MUSS daran denken. Zum Verständnis: Die Diode sollte, bei einem Speerwandler, während der Speicherphase (magnetischer Fluss in der Prim-Spule wird aufgebaut) den Stromfluss in der Sec.-Spule unterbinden (anderen Falls würde bereits Energie aus dem Magnetfeld entnommen). Sperrt dann der FET fällt das Magnetfeld im Eisenkern zusammen. Die magnetische Flussänderung ist negativ und die Spannung über der Sec.-Spule wechselt die Polung. Damit wird die Diode dann in leitender Richtung betrieben und es kann ein Strom fließen. Die gespeicherte Energie wird dann abgerufen. Theorie: Induktionsgesetz von Michael Farraday ----------------------------------------------- Die Spannung über einer magnetisch durchfluteten Spule ist proportional zur negativ zeitlichen Flussänderung. ul = - d(phi)/dt d(phi) : Flussänderung dt : Zeitänderung
Vielen Dank nochmal. So ganz verstehen tue ich das noch nicht weil mir die theoretischen Grundlagen dazu fehlen. Wisst ihr vielleicht wo ich fertige Spulen für Sperrwandler her bekomme? Ich habe schon bei RS welche gefunden (glaube ich), aber da ist immer Eingangs- und Ausgangsspannung (wie beim Trafo) angegeben. Das hat mich ein wenig gewundert, weil die Ausgangsspannung ist doch auch abhängig vom Tastverhältnis. Die waren wohl auch alle für 230V Eingangsspannung ausgelegt, ich suche ja eher sowas wie einen Photoblitz-Trafo. Selber wickeln geht zwar auch aber naja... Ich hab mir gesterm beim rum probieren leider irgendwie meine Schaltung zerschossen (hab wohl die HV irgendwie auf den attiny gelegt :P) Also einen 100 Ohm Widerstand habe ich mal als Last ans MOSFET geschaltet und die Kurve sah danach schön steil aus. Ich werd das ganze jetzt nochmal neu aufbauen und zwei transistoren vor den FET setzen. Kann ich die ausgangsspannung (so um die 130-160 volt) auch zum gate rückführen um damit den gate besser durchschalten zu können (mit 10 volt zener-diode)?
guckst du hier: http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html Hier kannst du alle deine Daten eingeben und auch gleich passende Kerne finden.. Für weitere Tip stehe ich zur Verfügung. Hab schon vieles gewickelt...
kann es sein, dass mir einfach der luftspalt fehlt? Ich habe die Spule ohne Luftspalt gewickelt... "Während der Sperrphase, die zum Zeitpunkt des maximalen Stromflusses einsetzt, befindet sich ja noch immer die gesamte während der Flußphase gespeicherte Energie im Luftspalt des Trafos. Würde man den Strom einfach unterbrechen, würde diese Energie in Form einer sehr hohen Induktionsspannung frei werden und den Schalttransistor zerstören." von http://www.trifolium.de/netzteil/kap7.html Also ich denke mal dieses schwingen was ich da auf meinem drain hab ist die dort besagte induktionsspannung ausgelößt durch den fehlenden Luftspalt. Kann das sein? Kann ich als "Luft"-spalt auch irgend ein anderes nicht-metallisches (klebeband) Material zwischen primär und sek. wicklung machen?
Kann ich als "Luft"-spalt auch irgend ein anderes nicht-metallisches (klebeband) Material zwischen primär und sek. wicklung machen?... JA, Aber die Größe des Luftspaltes ist entscheidend. EIn Luftspalt ist wichtig für die funktion eines Sperrwandlers (hatte ich das nicht schon geschrieben) Der Link weiter oben berechnet dir die größe des Luftspaltes, Steht in der Tabelle mit drin, lesen.....
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