diskreter Ausfbau eines MOSFET Gate Treiber gesucht

Hallo,

Ich möchte mit einem Leistungteil (3er Brücke mit N-Ch und P-Ch. Mosfets)einen Brushless-Motor (Batteriespng. ca 12V Spannung) antreiben. Geplant ist eine 10 KHz-PWM.

Um die Schaltzeiten gering zu halten, sollten die Mosfets Gate-Treiber erhalten. Aus Kosten- (und Platzgründen) kann ich keinen IC einsetzen.

Ich suche also einen diskreten Schaltungsvorschlag für die High-Side P-Ch-Mosfets und Low-Side N-Ch.-Mosfets, der nicht allzukompliziert ist.

Die Facts zusammengefaßt:

Batteriespng. für Motor: ca 12V Versorgungsspannung der Logik: 5V P-Ch.-Mosfet: Fairchild FDS 6675 (ca. 10A) N-Ch.-Mosfet: Fairchild FDS 6680 (ca. 10A) PWM: 10 KHz (0-100% duty -> 0us on, 100us off bis 100us on, 0 us off) kürzester PWM-Impuls: 1us (1%on, 99%off)

gesucht: Schaltungsvorschlag für Gateansteuerung der Mosfets (kein IC)

Vielen Dank

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Wolfgangweinmann
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snipped-for-privacy@aol.com schrieb im Beitrag ...

2 bipolare Kleinleistungstransistoren mit Pegelwandler: +--+- +12V 470R | +-|< BC337 | |E | +- MOSFET Gate | |E +-|< BC327 in -|< | BC547 E+--+- GND

Was daran allerdings kleiner und billiger sein soll als an einem feinen IC, ist mir schleierhaft. Kleinheit ist eher eine Frage deiner Herstellungsfaehigkeiten, es gibt schon seit laengerer Zeit chip scale packages, also winzige rohe Chips.

--
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MaWin

Pegelwandler a la CD40109 sind billig. Mehrere parallel oder CD40xx Treiber nachschalten um die Impedanz zu verringern.

Highside aus Vogelfutter für höhere Spannungen & Frequenzen:

----+----+---+-----+- 30V | | | | | R1 R2 | Z1 = 10V | | | | R1 = 33k | | E T1 | R2 = 270 Z1 +--B PNP | R3 = 68k | | C S R4 = 3,9k | R3 +----G PFet C1 = 47uF | | C D R5 = 100 +----+--B NPN R6 = 220 | | E T2 C1 R4 | Uin = 0V oder 5V | | | GND GND | C Uin --R5--B NPN T3 E | R6 | GND

T3 ( + R6 ) ist eine geschaltete Konstantstromquelle 20mA. T1 ( + R1, R2, R3 ) ist eine Konstantstromquelle 10mA. Also wird die Gatekapazität mit jeweils +/-10mA ge/entladen. Die Off-Spannung für das Gate z.B. -3V kann man mit R1, R3 einstellen. Die On-Spannung z.B. -10V legt die Z-Diode fest.

Wenn man versucht mit 500kHz zu schalten wird der Fet ( mit Last gegen GND ) allerdings heiß. Abhängig von der Last wirkt dann auch die Millerkapazität des Fets zurück.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Ist das nicht ein bißchen dünn? Ich nehme für Power MOS-FETs eher so 1A. Jedenfalls, wenn ich Schaltzeiten < 100ns haben will. Für die geplanten

10kHz ist das aber nicht so kritisch.

s.o.

Marcel

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Marcel Müller

Mit handelsüblichem Vogelfutter gebaut ? Die Begrenzung in der Schaltung ist die Verlustleistung von T3: 0,3W = 15V*20mA.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Du könntest tlc555 als Treiber dafür mißbrauchen.

--
MFG Gernot
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Gernot Fink

Die Argumentation verstehe ich jetzt nicht. Ich kann doch nicht wegen der Begrenzung eines Bauteils die Anforderung an die Schaltung "verbiegen". Da ist entweder der Transistor falsch gewählt oder die Schaltung ungeeignet. In diesem Fall tendiere ich zu letzterem. VMOS-FET-Ansteuerung ist nunmal einen Applikation mit ausschließlich Peak-Strom-Bedarf. Da ist eine Konstantstromquelle eher so eine Art Entropieerzeuger.

Die Schaltung vo MaWin gefällt mir da schon besser. Sie trägt natürlich der (typischen) Schaltnetzteilanforderung schnell Aus/langsamer An Rechnung. Außerdem ist bei P-MOS natülich das Potentialproblem zu lösen entweder mit einem Übertrager (und DC-Rekonstruktion) oder über einen zusätzlichen Transistor, der den Strom im Steuertransistor schaltet.

Marcel

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Marcel Müller

Marcel Müller schrieb im Beitrag ...

In diesem Fall nicht, weil PMOS an +12 haengt und dessen Gate mit 12V/0V gesteuert werden kann. Es stoert noch nicht mal im Einschaltmoment bis der uC initialisiert, weil entweder die PMOS aus sind oder die NMOS aus sind, je nach uC Ausgangskonfiguration, bis der uC in die Poette kommt. Natuerlich muss die Ansteuerungssoftware das invertierte Signal beachten - ganz so als ob der Motor direkt an den POrtpins haengt.

Dennoch wuerde ich eher einen IR2011S nehmen, obwohl IR ja auch direkt fuer das Problem einen IR2136S haette...

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MaWin

Die maximale Grenzfrequenz ( Ringoszillator ) mit IRF9510 und 50 Ohm Last ist wie gesagt ca. 500kHz. Letztlich macht eine diskrete Schaltung nur Sinn wenn man im Aufwand unterhalb von Ansteuer-ICs bleiben will. Damit ist man bezüglich Geschwindigkeit einschränkt. Wer glaubt bessere vergleichbare Schaltung zu haben möge sie aufpinseln. Man kann überigens die beiden Transistoren a la MaWin auch dort zwischenschalten, Zahl der Teile wird halt höher.

MfG JRD

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Rafael Deliano

MaWin schrieb im Beitrag ...

...MC34151

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MaWin

Hallo,

danke für die Anregungen. Werde mir auf alle Fälle mal einen Treiber-IC näher anschauen.

Beste Grüße

Wolfgang

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Wolfgangweinmann

| ...MC34151 Der lag mir auch schon auf der Zunge, aber ich habe dann bei TI einem Mit Mosfet-Ausgängen bevorzugt, kosten allerdings IMHO ein paar cents mehr, haben aber quasi R2R Ausgänge, was beim MC34151 speziell mit den Hisides stress machen könnte, weil die deren Ugs dann nicht richtig zu

0 bringen. Ich habe dann die UCC37325 eingesetzt, die sind da besser. Aufpassen, die Dinger gibts invertierend, NI und gemischt...

Martin

Reply to
Martin Schönegg

Martin Schönegg schrieb im Beitrag ...

Ich wuesst spontan nun nicht, wozu man am MOSFET Gate Rail-To-Rail braeuchte. Zu dem, Miller sei Dank, die Gate-Spannung beim Umschalten eh over-the-top geht (daher haben einige auch Schutzdioden dagegen drin). Aber manche von TI sind manchmal brauchbar, z.B. TPS2811 mit eingebautem Spannungsregler oder so.

Aber den MC hab ich nachgeschoben, weil es Wolfgang moeglichst billig wollte.

--
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MaWin

| > | ...MC34151 | > Der lag mir auch schon auf der Zunge, aber ich habe dann bei TI einem | > Mit Mosfet-Ausgängen bevorzugt, kosten allerdings IMHO ein paar cents | > mehr, haben aber quasi R2R Ausgänge, was beim MC34151 speziell mit den | > Hisides stress machen könnte, weil die deren Ugs dann nicht richtig zu | > 0 bringen. Ich habe dann die UCC37325 eingesetzt, die sind da besser. | > Aufpassen, die Dinger gibts invertierend, NI und gemischt... | >

| Ich wuesst spontan nun nicht, wozu man am MOSFET Gate | Rail-To-Rail braeuchte. Zu dem, Miller sei Dank, die | Gate-Spannung beim Umschalten eh over-the-top geht | (daher haben einige auch Schutzdioden dagegen drin). | Aber manche von TI sind manchmal brauchbar, z.B. TPS2811 | mit eingebautem Spannungsregler oder so.

Im Ursprungspost beschreibt er, dass er einen P-MOSFET als Highsidetransistor und einen N-MOS als Lowside einsetzen will. Da empfiehlt es sich IMHO sehr, dem Hisidetransistor für gesundes Sperren möglichst Ugs~0V anzubieten. und dem Lowside auch. Dann bin ich aber ganz schnell bei R2R.

| Aber den MC hab ich nachgeschoben, weil es Wolfgang | moeglichst billig wollte.

Was wohl wahr ist. Wenn das P-MOS teil eine groß genuge Schwellenspannung hat, sollte es sogar gehen...

Martin

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Martin Schönegg

Martin Schönegg schrieb im Beitrag ...

Wozu ? Sind sicher (schon wegen PMOS) beides keine LogicLevel, sondern ordentliche MOSFETs, und die sperren auch bei 2V noch ausreichend, schliesslich liegt Ugsth eher bei 4.5V als bei den 2V des LogicLevel (der bei 0V gerade eben sperrt). Nach SWCadIII Simulation hat meine Schaltung sogar nur 0.6V und der MC34151 nach Datenblatt typ bloss 0.8V.

Nett waere als Treiber-IC bloss ein MC34151 mit gegenseitigem lockout der Ausgaenge, von denen der eine invertiert waere. So was kenne ich aber nicht.

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MaWin

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