Wie funktioniert diese Treiberschaltung für MOSFET/IGBT

Gast #7878994

Hallo nochmal, habe die angehängte Schaltung nun von einem defekten Wechselrichter (Growatt MIC600) zusammengestellt. Ganz links der Optokoppler, der mit seinem Ausgang einen pnp Transistor ansteuert. Völlig unkonventionelle Schaltung, die mir nicht ganz verständlich ist:

  • Warum die Diode mit 10 Ohm Widerstand parallel zur Baiss Emitter-Strecke des pnp ?
  • Warum diese Kondensator/Zenerdioden Kombination im Gatepfad ?
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Der PNP soll das Gate des MOSFETs schnell entladen, mit einem höheren Strom, als der Optokoppler senken kann. Die Z-Diode spannt den parallel geschalteten Kondensator so vor, dass wenn der PNP auf GND schaltet das Gate negativ vorgespannt wird: Schnellere Entladung und mehr "Abstand" zur Millerkapazität, falls am Drain schon der andere MOSFET der Brücke zerrt.

P.S. Die Diode + 10R parallel zur BE-Strecke des PNP soll dafür sorgen, dass der Ladestrom vom Optokoppler durch diesen Pfad in den MOSFET fließen soll, während er Entladestrom über die BE-Strecke fließen soll und somit der PNP aktiviert wird.

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Ziemlich cleveres Design:

  • Man nimmt einen eigentlich zu schwachen Gate-Treiber und verstärkt mit dem pnp den Entladestrom.
  • Man erzeugt die negative Gatespannung beim Ausschalten (zumindest eine Zeit lang) ohne eine negative Versorgung zu brauchen.
  • Man kann langsam einschalten (gut für EMV) und schnell ausschalten (wie erwähnt um Querströmen durch die Miller-Kapazität aus dem Weg zu gehn).

Andersrum kann man's wahrscheinlich auch als "billiges Design" betrachten, weil wenn Geld keine Rolle spielt, hätte man

  • einen stärkeren Gate-Treiber verbaut, vielleicht sogar einen parametrierbaren, der die Flankensteilheit regeln kann
  • eine isolierte Versorgung eingebaut, die z.B. -5V und +15V bereitstellt.
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Gast

Uwe schrieb:

Ziemlich cleveres Design:

  • Man nimmt einen eigentlich zu schwachen Gate-Treiber und verstärkt mit dem pnp den Entladestrom.
  • Man erzeugt die negative Gatespannung beim Ausschalten (zumindest eine Zeit lang) ohne eine negative Versorgung zu brauchen.
  • Man kann langsam einschalten (gut für EMV) und schnell ausschalten (wie erwähnt um Querströmen durch die Miller-Kapazität aus dem Weg zu gehn).

Andersrum kann man's wahrscheinlich auch als "billiges Design" betrachten, weil wenn Geld keine Rolle spielt, hätte man

  • einen stärkeren Gate-Treiber verbaut, vielleicht sogar einen parametrierbaren, der die Flankensteilheit regeln kann
  • eine isolierte Versorgung eingebaut, die z.B. -5V und +15V bereitstellt.

Ja, ist total pfiffig. Sowas hab ich noch nicht gesehen - China holt in allen Bereichen auf. Fragt sich nur, warum man nicht einfach einen integrierten Treiber nimmt, der schon alles im Bauch hat. Wenn man die ganzen Komponenten und Aufwand um den Optokoppler berücksichtigt, ist diese Variante sicher auch nicht billiger. Und ob das Ausschalten damit langsamer ist als das Einschalten, ist zu bezweifeln. Spice zeigt beim Aus- und Einschalten etwa gleiches Verhalten (je nach Kapawahl, die auf der Platine nicht im Detail ermittelbar waren), das Millerplateau ist sehr kurz. Es ist echt faszinierend...

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Liberum Veto! Auf die Schnelle habe ich im Unitrode Applications Handbook von 1985/86 [1] (Seite 163ff) folgende Schaltung gefunden mit externem Entlade-MOSFET fürs Gate, der durch den negativen Impuls vom Gate-Übertrager aktiviert wird.

[1] http://www.bitsavers.org/components/unitrode/_dataBooks/1985-86_Unitrode_Applications_Handbook.pdf

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