H-Brücke Freilaufdioden ja oder nein ?

Hallo, ich baue gerade eine Motorbrücke auf.

24V 10A (20A) Bürsten Motor PWM ca. 1khz 20% - 100%

Treiber IR2104 Mosfets IRFZ44 oder ( IRF1405 ) Gatewiderstände 22 Ohm

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Jetzt stellt sich die Frage ob ich die internen Bodydioden als Freilaufdioden verwenden kann oder eben nicht. Es gibt dazu leider ne Menge unterschiedlicher Meinungen.

In einer Appnote von IRF ( AN-936 ) wird dazu geraten :

"For operation at frequencies up to a few kHz, where ultra-fast switching is not mandatory, slowing the applied gate drive signal to reduce the peak reverse recovery current of the "opposite" rectifier offers a good practical solution"

Das heißt ja ich müßte meinen Gatewiderstand vergrößern. Das wiederum ist ja auch nicht so prickelnd.

Ich bin jetzt fast dazu geneigt, externe Freilaufdioden hinzuzufügen, bin mir aber in der Dimensionierung sehr unsicher.

Die 10A müssen die ja nicht können.

Kann jemand Literatur zu diesen Aspekten empfehlen ?

Ach ja, würdet ihr an jedem Mosfet zum Schutz einen Snubber einsetzen?

Andreas

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Andreas Ruetten
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Muss man nicht, das ginge in die SOA rein und die FET wuerden waermer. Die bessere Methode ist ein verzoegertes Durchschalten des jeweils gegenueberliegenden FET. D.h. die Dinger schalten alle schnell ab, aber verzoegert an. Das vermeidet den harten "Shoot-through" Stromstoss der waehrend der Reverse Recovery Zeit sonst anfallen wuerde.

Dieser Shoot-through kann zum einen die Body-Diode zersemmeln, zum anderen maechtig EMV-Aerger machen.

Doch, im Prinzip schon. Wenn Du sie zu klein waehlst halten sie das zwar aus, aber sie gehen tiefer in ihre Kennlinie rein. Eine zu kleine Schottky kann bei hohen Spitzenstroemen durchaus 1V Vf oder mehr haben. D.h. die Body Dioden uebernaehmen ja doch wieder einen grossen Teil des Stroms und das will man nicht. Also braucht man recht fette Schottky-Dioden die weitgehend verhindern dass die Body Diode ueberhaupt "kommt".

Schnelle fette Schottky sind aber meist teurer als ein Dead Time Blanking in der Ansteuerung, das man notfalls je Zweig mit zwei Dioden, einem Kondensator und 1-2 Widerstaenden macht. Oder einen Treiber nehmen der das schon hat. Frank Buss wuerde das natuerlich alles in einen uC oder CPLD giessen :-)

Da muss ich leider passen. Kann sein dass Firmen wie Allegro was haben.

Habe ich noch nie bei sowas gemacht, aber auch grundsaetzlich Dead Time vorgesehen. Habe mir jetzt den Fatz-Peng Kommentar verkniffen :-)

Hast Du die LTSpice Chose aus dem anderen Thread ans Laufen bekommen?

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Am 16.03.2011 21:15, schrieb Joerg:

Ich verwende ja den IR2104, der laut Datenblatt eine : DEAD TIME & SHOOT-THROUGH PREVENTION eingebaut hat.

Ja, mit Hilfe von Helmut hat das dann geklappt. Damit konnte ich ja auch die NE555 Chose als Chargepump anstatt Übertrager simulieren.

Das klappt jetzt auch als Igelaufbau wunderbar.

Andreas

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Andreas Ruetten

Definitiv ohne Dioden aufbauen! Die wären bei deinem Treiber und Aufbau überflüssig.

Der 2104 ist ein Half-Bridge-Driver, d.h. er steuert low- und high-side im Gegentakt an. Deadtime-Generierung (zwecks shoot-through Vermeidung) hat der Chip schon eingebaut.

--
Thomas Kindler
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Thomas Kindler

Dann sollte an sich alles in Butter sein. Der hat rund 400nsec min dead time und trr der Body Diode des IRFZ44 ist unter 100nsec bei 25A.

Wunderbar. CD40106 waere billiger, weil man da die verbleibenden fuenf Inverter untervermieten koennte :-)

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Am 16.03.2011 20:24, schrieb Andreas Ruetten:

Ich würde welche reinbauen, besonders wenn Du der Meinung bist, dass es Belastungsfälle geben könnte, in denen die Body-Dioden nicht durch den Laststrom freigeräumt werden (Bremsbetrieb). Das kann zu Problemen führen, wenn der andere FET dann einschaltet. Such mal nach "mosfet parasitic bjt". (Zumindest ist das bei Hochspannungstypen so, keine Ahnung ob das bei Niederspannungstypen auch ne Rolle spielt.)

Grüße Markus

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Markus Faust

Joerg schrieb:

[...]

^^^^^^^^^^^^^^^^

Du willst so lange abschalten, bis der Strom durch die induktive Last auf Null gesunken ist?

Oder willst Du den Fehler in der Aussage nochmal korrigieren?

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Munich
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Oliver Betz

Wie soll der bei einem 10A Motor mehr als 10A betragen?

Nix Fehler. Es geht um Spitzen die z.B. bei Extremlast an der Welle entstehen koennen. Sieh Dir Figures 9 und 10 an. Sieht man ganz gut weil die dort bei gut der doppelten Betriebsspannung begrenzt haben:

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Klar waeren 1-2usec besser als 400nsec, aber man kann im Leben nicht alles haben ;-)

Vorsicht ist die Mutter der Porzellankiste. Muss aber jeder selber wissen ...

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

[...]

?

das ist keine H-Brücke und keine PN-Freilaufdioden (wie die Bodydiode in einem Mosfet) und die Bilder zeigen keinen Strom ("-stoss") sondern nur Spannungen.

weshalb sollte nach "1-2usec" die Reverse Recovery ein geringeres Problem sein als nach 400ns oder 100ns?

Da liegt Dein Fehler.

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Munich
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Oliver Betz

Lies den Original Post nochmal, da steht's.

Klar. Wo meinst Du kommt denn diese Spitze her?

Weil diese Sorte Spitzen schonmal so lange dauert. Allerdings ist der Motor im Beispiel einiges groesser. Wenn Du den Peak auswartest ist der Strom in der Diode weiter abgeklungen und es gibt weniger Stromstoss durch den gegenueberliegenden FET wenn der einschaltet. U.U. auch weniger EMV Probleme weil ein rabiat einschaltender FET mehr Energie im VHF Bereich loslaesst, was wiederum mehr Aerger macht als im MHz-Bereich.

Noe. Habe schon einige aehnliche PWMs entwickelt _und_ vermessen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

[...]

[...]

Antwort wieder mal am Thema vorbei. "Diese Sorte Spitzen" ist nicht das, worüber wir hier reden.

Um noch weitere sinnlose Runden zu vermeiden:

Nach 2us fließt in der gegnerischen Diode so viel Strom wie nach

400ns, und damit ist deren Reverse Recovery Ladung nicht kleiner geworden, eher größer.

Durch die Totzeit wird nur vermieden, daß beide FETs gleichzeitig leiten (im Kanal, nicht deren Bodydiode). Gegen die RR-Ladung hilft die Totzeit nichts (eher im Gegenteil). Deine oben unterstrichene Aussage bleibt falsch.

Servus

Oliver

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Oliver Betz, Muenchen (oliverbetz.de)
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Oliver Betz

Dann sieh Dir Figure 10 im Link nochmal an.

Noe.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

[...]

es ist schon erstaunlich, wie hartnäckig Du am Thema vorbeischreibst.

Aber gut: Der Überschwinger in Bild 9 und 10 (Drainspannung) ist die Flanke beim _Ausschalten_ der FETs.

Welche Diode (Bezeichner aus dem von Dir genannten PDF) hat da Deiner Meinung nach vorher geleitet und verursacht durch Reverse-Recovery-Strom diesen Spannungsimpuls?

Genau gar keine.

Servus

Oliver

--
Oliver Betz, Muenchen (oliverbetz.de)
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Oliver Betz

Nein, ich habe den Eindruck Du versucht das Thema rumzubiegen. Hier geht es darum einen Motor per H-Bruecke mit PWM zu beaufschlagen und dafuer zu sorgen dass selbige dabei nicht kaputtgeht und keinen grossen EMV Aeger macht. Es ist dabei voellig belanglos woher ein Spike kommt. Wenn er da ist muss er verknusert werden.

Das war nur als Beispiel gedacht. Du schriebst selbst dass es eine induktive Spitze geben kann (und normalerweise auch gibt). Nur ueber deren Dauer scheinst Du Dich getaeuscht zu haben. Nun, was machen induktive Spitzen?

Njet, nicht richtig. Nimm die H-Bruecke von Andreas. Bruecken muessen zum PWM, Richtungswechsel, Bremsen usw. natuergemaess umschalten. Preisfrage:

Was passiert beim Umschalten?

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

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