Hallo, Ich habe die angehängte Schaltung zweimal aufgebaut und daraus eine Art H-Brücke gebildet. Die Leitungen links kommen direkt von den I/O Pins eines Mega8. Der wird dabei als Timer "missbraucht" (ja ich weiß, mit Kanonen auf Spatzen geschossen). Mein Problem nennt sich soweit ich weiß im englischen Jargon "shoot through", dabei leiten im Umschaltmoment beide Transistoren der Halbbrücke, sodass kurzzeitig eine Art Kurzschluss entsteht. Ich dachte, dass es sowas nur bei MOSFETs gibt, wurde aber eines besseren belehrt. Je höher die Schaltfrequenz wird, desto wärmer werden die Transistoren. Die "Last" besteht derzeit aus einem 1 k Widerstand, der somit kaum zur Erwärmung beiträgt. Ich habe trotzdem nicht umsonst zwei Leitungen zum Controller gelegt, sodass ich nun in der Software ein wenig mit Delays spielen konnte. Siehe da: Wenn ich zuerst den einen Transistor abschalte, dann 5 us warte, und erst dann den anderen einschalte, sind sie merklich kühler. Mein Problem ist nur, dass ich gern auf einige 100 kHz hinauf möchte - und da zieht mir dieser Delay einen Strich durch die Rechnung. Wie kann man nun das Abschalten bei Bipolartransistoren irgendwie beschleunigen? Gruß, David
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Dem unteren enziehst du ja die Ladungsträger durch kurzschließen direkt, das Problem liegt also am oberen Transistor. Der braucht irgendeine niederohmige Verbindung Basis-Emitter, damit der Transistor schneller abschaltet. Für einige 100kHz würde ich eher Mosfets verwenden als bipolare Transistoren. Vor allem Darlingtons sind nochmal eine ganze Stufe langsamer.
mhm ja, das habe ich auch gemerkt, dass der PNP wärmer wird... d.h. irgendwie noch einen PNP oben so einbauen, dass der dort kurzschließt? Das werd ich jetzt mal versuchen. MOSFETs.. mhm, das Ganze wird eine Treiberstufe für zwei MOSFETs :) Soll aber galvanisch getrennt über einen Ferrit-Ringkern gehen. P.S. bei "einigen 100" beschränke ich mich hier erstmal wieder auf max ca. 200 kHz.
Lass mich raten: SSTC ? Was spricht gegen einen fertigen Mosfet Treiber ? Sowas wie ein TC4451 oder 4452 sollte eigentlich genügend Leistung haben.
richtig geraten :) Gegen diesen Treiber spricht eigentlich nur die fehlende Verfügbarkeit bei Reichelt...
OK, dann versuchs mal so: ICL7667 -> kleine N + P Kanal Mosfets (z.B. IRF510+IRF9510 -> Übertrager Alternativ: ICL7667 -> NPN + PNP (in Kollektorschaltung) -> Übertrager
David, Zusätzlich zu dem bereits geschriebenen: Wenn Q3 komplett sperrt, dann hängt die Basis von Q2 so ziemlich in der Luft, was nicht die Ideallösung ist. Schon garnicht bei mehreren 100Khz. Jochen Müller
@ Benedikt: überzeugt! aber zwischendurch wird, da ja Wochenende ist, mal mit dem Vorhandenen weiterprobiert :) @ Jochen: Ja, jetzt ist mir das klar... Bin halt (noch?) kein As in "analoger" Elektronik.
Mach doch mal alle Widerstände 3,3k und 1k kleiner, vielleicht 330 Ohm und 100 Ohm oder so. Dann einen Widerstand (z.B. 100 Ohm) beim pnp von Basis nach Emitter, damit die Basis-Emitter-Spannung schneller auf Null geht, bzw. Ströme über die C-B-Kapazität nicht in die Basis fliessen. Das dürfte die Schaltzeiten wesentlich verbessern. 5 Mikrosekunden Delay ist sehr reichlich, weniger hätte es wahrscheinlich auch mit der Originalschaltung getan. Die optimale Delayzeit findest du am besten mit einem Oszilloskop. Die Temperaturmethode ist doch etwas grob und ungenau. Ohne Oszi könntest du auch die mittlere Stromaufnahme messen.
Die saubere Lösung ist eine MOSFET-Endstufe mit einem passenden Treiber. Der kann auch gleich die Verzögerung der Signale übernehmen (break before make). Gibt's z.B. von NS oder IRF. Zudem haben die Teile auch gleich eine Bootstraperzeugung für den oberen N-MOSFET. Ersatzweise, aber nicht wirklich zu empfehlen: getrennte Ansteuerung durch den uP, der übernimmt dann die Verzögerung. Aber wenn man mit Reichelt& Co verheiratet ist, hat man eben nur beschränkte Möglichkeiten....
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Oszi steht neuerdings auch zur Verfügung, aber damit muss man erstmal messen und dann auch noch das Angezeigte verstehen können. Jetzt habe ich z.B. von +12V (Oszi GND) die Basis des oberen PNP gemessen und habe keine Ahnung, was der Buckel hinten soll. Dazu drunter in blau das Signal vom Controller. Darauf sieht man wenigstens schön die Störungen, die von den 12V herrühren, die sind auf beiden gemessenen Kanälen drauf, da ich ja beide auf die 12V beziehe. Man beachte weiters dass ich noch immer zwei der Brücken zusammen (gegenphasig) betreibe. @ Bensch: Ich bin halt leider Bastler und keine Firma, somit habe ich nur beschränkte Möglichkeiten bzgl. Shop. Zusätzlich bereiten mir auch die bei Reichelt geforderten 150 € Mindestbestellwert aus Österreich Kopfschmerzen...
In dem Moment wo Q3 abschaltet, fällt die Basisspannung des PNPs etwas ab, aber er bleibt noch leitend. Dann schaltet der NPN ein, und die Basisspannung steigt wieder etwas an, aufgrund des hohen Stromes, der dir sogar das Massepotential verzieht (kleine Welle im blauen Signal). Damach verschwinden nach und nach die Ladungsträger aus der BE Diode, und der PNP sperrt. Machs mal so wie es tom beschrieben hat: 100 Ohm parallel zu BE.
Ich hab mal R3 gebrückt und R2 gegen 330 Ohm getauscht, weiters 100 Ohm am PNP BE. Sieht gleich viel besser aus. Mit eurer Hilfe pfusch ich das noch dieses WE hin :)) Ich werd dann noch berichten, ich bau erstmal die andere Halbbrücke genauso um und dann werd ich weiter Versuche anstellen, ob das so geeignet ist.
Hallo David, dass Thema gab's schon öfters :) Ich habe in Erinnerung, dass BJT als Emitterfolger schneller sind aber nur noch eine Verstärkung von 1 haben. Auf Seite 12/37 von http://focus.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf siehst du eine Totem-pole Stufe, welche du gerade zu bauen versuchst. Der untere Transistor ist ein "gedrehter" pnp. Bei dieser Schaltung gibt es keinen Shootthrough! Der Rest des pdfs (diskretes bootstrapping etc) lohnt sich auch. Zusätzlich brauchst du einen Pegelwandler um von ~5V auf 12V zu kommen. Dafür kannst du Vcc über einen Widerstand, R ~ 1kΩ, an die zusammengeschalteten Basen legen. Der Widerstand kann den oberen Transistor durchschalten. Um den unteren durchzuschalten verwendest du einen weiteren Transistor, der die Basis auf Masse zieht, also den neu eingefügten Widerstand kurz schließt. An diesem Punkt bist du fertig. Optimieren kannst du noch indem du für den Pegelwandlertransistor ebenfalls einen pnp als emitterfolger verwendest. Sonst hast du überschwinger und abgeflachte Kanten, zumindest in SwitcherCad. Du brauchst auch noch einen Blockkondensator, der den Umladungsstrom liefert. Ich habe da Werte von (2 - 20)µF genannt bekommen.
Super Paper, werde ich dann morgen weiter studieren, danke.
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