H-Brücke mit N-MosFet und 100% Duty-Cycle

#7594329
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Wahrscheinlich ist diese Frage schon x-mal beantwortet worden ...

Ich möchte zwei H-Brücken (MosFet) ansteuern. Allerdings so, dass auch 100% duty-cycle möglich sind.

Die typischen Gate-Driver benötigen eine Spannung von bis zu 18V, die auch für den LS-Fet genommen wird. Da das ganze über einen sehr weiten Betriebsbereich 8-36V betrieben werden soll, war die Idee, mit Hilfe eines Buck-Konverters daraus 5V (und 3,3V für den µC) und dann mit einer Charge-Pump 10V. Damit hätten die LS-Fet schon mal 10V Gate-Ansteuerung. Für die HS-Fets wird es ja üblicherweise z.B. LM2105 so gemacht, dass dann mittels Bootstrap nochmal die Gate-Spannung für den HS-Fet entsprechend angehoben wird. Das funktioniert natürlich nur mit d<100%.

Daher die Fragen:

  1. Wie kann man 100% erreichen (schwebende Charge-Pump?)?
  2. Oder ist es üblich, einfach nur d<=99% zu belassen?

Danke!

#7594423
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Raoul D. schrieb:

Wie kann man 100% erreichen (schwebende Charge-Pump?)?

Mit einer komplett eigenständigen GS-Versorgungsspannung (Vcc + 10V) für die High Side Mosfets, aus der endlos 100% geschöpft werden kann. Klingt aufwendiger, ist es auch.

Raoul D. schrieb:

Oder ist es üblich, einfach nur d<=99% zu belassen?

99% ist schon das Maximum, weil sonst die Aufladezeit der Bootstrap Elkos zu kurz wird. Ist am einfachsten.

#7594436
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Raoul D. schrieb:

Wie kann man 100% erreichen (schwebende Charge-Pump?)?

Durch eine zusätzliche Stromversorgung die VCC+10V liefert.

Wenn du sowieso 8-35V per Schaltregler auf 10, 5 und 3.3V wandeln musst, kannst du gut einen Trafo mit 4 Ausgangswickiungen an einem Schaltregler nutzen, die 3.3V reregelt, die anderen Spannungen im Trafowickelverhältnis.

Das ist wohl die Lösung mit den wenigsten zusätzlichen Bauteilen, 1 Diode.

Oder du nimmst H-Brückentreiber die das von Haus aus können wie L6201/2/3 DRV8800

Oder machst es wie Ben

https://www.irf.com/technical-info/designtp/dt92-4.pdf

Oder ist es üblich, einfach nur d<=99% zu belassen?

Ja, eindeutig in der Mehrzahl.

#7594484
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Veit D. schrieb:

Hallo

bisher gab es keine Anforderungen. 5A sind was anderes wie 50A. Muss auch noch gekühlt werden. Für Letzteres kenne ich keine Vollintegrierte. Aber eine H-Brücke kenne ich - BTN9970LV, BTN9990LV, IFX007T.

Danke. Bei den Infineon Dingern bin ich mittlerweile auch vorsichtig: der IFX007 war ne ziemliche Pleite, der wurde schon allein durch 20KHz PWM ziemlich warm. Mehr als 8A war dann auch nicht drin.

#7594501
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Veit D. schrieb:

solche Aussagen "wird warm" sind nichts sagend. Irgendwo muss die umgewandelte Energie ja hin. Je höher die Frequenz umso höher die Schaltverluste.

Wir sprechen von 20KHz! Da sollten die Schaltverluste keine Rolle spielen. Jedenfalls hat der DRV8245 damit keine Probleme. Aus Erfahrung kann ich sagen, dass die DBer von Infineon immer sehr "optimitisch" sind. Ich denke auch, es hat seinen Grundm warum beim IFX007 und auch bei den BTN99xx keine maximale PWM-Frequenz angegeben ist, sondern nur Schaltverzögerungen.

#7594511
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Hallo,

das Limit liegt glaube ich bei allen von denen bei ca. 25kHz. Addiert man die entsprechenden Zeiten kann man das ausrechnen. Und alle Hersteller geben min. typ. und max. Werte an. Da ist nichts mit optimistisch im Allgemeinen. Solche allgemeinen Aussagen halte ich immer für etwas komisch. Wenn der DRV8245 weniger Wärme verursacht, unter gleichen Bedingungen, dann ist er eben besser. Dann ist das eben so. Ich habe doch nichts dagegen.

#7594919
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Veit D. schrieb:

das Limit liegt glaube ich bei allen von denen bei ca. 25kHz.

Wie war das mit solchen Aussagen ...? Glaube ich ... Zeig mir die Stelle im DB! Die gibt es nicht, deswegen traue ich den Infineon-Dinge nicht mehr über den Weg.

Veit D. schrieb:

Addiert man die entsprechenden Zeiten kann man das ausrechnen.

Schaltverzögerungen sind was anderes als eine max. Frequenz!

#7594985
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Raoul D. schrieb:

Veit D. schrieb:

Addiert man die entsprechenden Zeiten kann man das ausrechnen.

Schaltverzögerungen sind was anderes als eine max. Frequenz!

Sag mal, willst du es bewusst falsch verstehen? Bei den Dingern stehen keine Frequenzen im Datenblatt. Dafür stehen alle möglichen Zeiten drin. Addiert man die entsprechenden Zeiten kann man die Periodendauer und damit maximale Frequenz ausrechnen. Das eine Periodendauer nicht nur aus einer Schaltverzögerung besteht habe ich vorausgesetzt. Möglicherweise war das zu viel verlangt. Tut mir echt leid. Kommt nicht wieder vor.

(Firma: Funkenflug Industries) #7595028
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Also was ich schon unfreiwillig getestet habe: 500kHz gehen problemlos durch einen IR2110 Oldtimer. Leider fand es die angeschlossene Leistungsstufe nicht so toll und quittierte das mit viel zu wenig übertragener Leistung, aber die Kurvenform auf dem Oszi war sauber und man musste auf dem alten Oszi ohne direkte Frequenzanzeige schon genauer hinschauen, um das Problem zu sehen.

#7595081
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Ben B. schrieb:

Um welche Betriebsspannung reden wir?

Versuche es bitte nicht mit den HIP4080/4081, die Dinger sind nicht zuverlässig und haben bei mir mal für richtig Ärger und einen Umbau auf zwei gute alte IR2110 Arbeitstiere mit einer Ladungspumpe (auf Basis eines NE555) gesorgt.

Tja.. und hier laufen die 4081 und 4083 in größeren Stückzahlen vom mehreren k/a als Gatetreiber für 24V/10A DC-Motoren und nix feigelt....

iaW: Nur weil Du damals Probleme hattest sind das noch lang keine unbrauchbaren Teile.

Allerdings: ich würd die heute wegen der nötigen Zusatzbeschaltung auch nicht mehr verbauen sondern die Ladungspunpe aus dem üblichen Stepdown mit einigen Zusatzteilen generieren.

#7596306
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Marcel V. schrieb:

Wie kann man 100% erreichen (schwebende Charge-Pump?)?

Mit einer komplett eigenständigen GS-Versorgungsspannung (Vcc + 10V) für die High Side Mosfets, aus der endlos 100% geschöpft werden kann. Klingt aufwendiger, ist es auch.

aufwendiger..?? mit nem isolierten preiswerten DC-DC wandler..

https://www.google.com/search?q=dc-dc+1w&tbm=isch

[Mod: Lebenslauf aus Link entfernt]

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