StepUp, ReverseRecovery, Gate-Ansteuerung

zu

Ferritperle(n) =FCber die Diodenanschl=FCsse & FET nicht zu schnell Einschalten. Alles was man tut l=E4uft auf den Kompromiss St=F6rabstrahlung / Effektivit=E4t hinaus. Die Sperrverz=F6gerungsladung der Diode ist meist das bestimmende. Auch Schottky Dioden brauchen manchmal einen Ferrit.

Messungenauigkeiten, und: Misst man am Gate Anschlu=DF, so ist noch ein parasit=E4rer, verteilter Widerstand vom Anschlu=DF zu den vielen internen Transistoren des FET's. Das relativiert hochstromige Gate Ansteuerung. Manchmal auch im DS angegeben.

Raymund Hofmann

Michael Rübig schrieb:

Das hängt von deiner Treiberschaltung ab, die Du mal irgendwie darstellen könntest...

Auch hier wäre die Treiberschaltung mal interessant. Im ersten Schaltzeitpunkt muss diese ja schon so um die 2A liefern...

Die Vorwiderstände kommen mir reichlich klein vor, vielleicht verrätst Du ja mal die Taktfrequenz und den FET-Typen? Eigentlich solltest Du die komplette Schaltung posten...

Gruss Udo

Hallo,

Ich habe mir mal die Perlen von Würth angeschaut. Leider wird da kein Sättigungsstrom angegeben. Funktionieren die auch noch bei ein paar Ampere? Ok, beim Abschalten kommt man ja durch den Nulldurchgang und da sollten die wirken.

Schon klar.

Das ist inzwischen geklärt, kommt von ner Sperrschichkapazität eines am gleichen Netz hängenden IGBTs.

Michael

Udo Piechottka schrieb:

IRS2183 (nur der Low-Side-Treiber muss hier betrachtet werden) Der IRS2183 feuert ein Transistorpäärchen NPN/PNP PBSS4350SPN Das Transistorpäärchen befeuert dann über 4,7R das Gate.

Die beschriebene Diode 10MQ040 ist beim Einschalten egal, da sie hier sperrt, sie hilft nur fürs schnellere Abschalten.

Das kann sie.

Taktfrequenz hatte ich genannt (100kHz). An den Vorwiderständen kann ich spielen. Dass ich die Schaltzeit verlängern kann, ist mir klar. Ich frage mich, was es noch für Möglichkeiten gibt (Snubber, Ferritperlen, ...) Bei der Schaltzeit muss ich hier definitiv unter 50ns bleiben (wg. Wirkungsgrad).

Mir gehts hier eher ums Prinzipielle, da ich eigentlich immer wieder vor diesen Problemen stehe und noch alternative Ansatzpunkte suche. Vor allem im Bezug zur Reverse Recovery-Problematik suche ich Tipps. An den Schaltzeiten (Gate-Ansteuerung) habe ich schon bei anderen Projekten bis zum Abwinken gedreht.

Michael

Michael R=FCbig schrieb:

=2E

uf zu

von

Effekte durch parasit=E4re Induktivit=E4ten in der Gate bzw Source Ltg. h= ast du ausgeschlossen?

Wenn nichts weiterhilft, kann ja ein Transitor zwischen Gate und Source f=FCr Sicherheit sorge. Oder den FET =FCber einen Impulstrafo ansteuern. Bei geschickter Wahl steuert die Ausschaltflanke der Millerkapazit=E4t entgegen ;-)

--=20 mfg hdw

Meintest Du wieder "zugesteuert"? Dann braucht man einen kernigeren Treiber. 20sec war wahrscheinlich eher ein Tippfehler ;-)

Ringing nach Abschalten (_nicht_ nach Einschalten) des FET ist durchaus ueblich. Man muss dafuer sorgen, dass die Spule und andere Leiterbahnen nicht viel davon in die Welt hinausposaunen. Daher sind hier Spulen mit geschlossenem Magnetkreislauf beliebt (shielded inductors).

Ein Mechanismus, der das verursacht, ist der unvermeidliche Schwingkreis aus der Induktivitaet der Spule und deren parasitaere Kapazitaet. Du kannst dies testen, indem Du sie einmal mit einem Pulsgenerator "anstubst" und mit dem DSO die Ausschwinger und deren Periodendauer ansiehst.

Bei der fallenden Flanke zieht der FET ja auch herunter und das im oben angegebenen Leistungsbereich vermutlich mit nur einigen zig Milliohm. Beim Abschalten ist da im Prinzip nur die Diode und die Drossel. Die fallende Flanke ist deswegen schneller. Die Zeit wird zu einem grossen Teil von parasitaeren Kapazitaeten bestimmt und meist liegt der Loewenanteil davon in der Spule.

Sieh Dir einmal die parasitaere Kapazitaet von der an.

Ich dachte, das waere ein Ford :-) SCNR.

Alte Regel bei mir: Das Gate muss so schnell wie moeglich herumgerissen werden. Alles andere kostet Wirkungsgrad oder verursacht eines Tages einen hoellischen Knall.

Hallo Jörg,

Kann ich machen, nur was habe ich davon? Die lässt sich ja nur schlecht vermeiden. Wenn ich die verkleinere (durch anderes Wickeln usw.) verschiebe ich nur die Frequenz der Resonanz.

Ich frage mich, wie Du bei größeren Wandlern bei so schnellen Flanken die EMV im Griff behälst. Du scheinst ein Künstler zu sein.

Im Ernst: Wenn ich bei einer Silizium-Diode den FET beliebig schnell anschalte, wird der Reverse-Strom direkt nach der Schaltflanke extrem hoch. Das kann nicht im Sinne des Erfinders sein. Ich muss also die Schaltzeit beim Einschalten an das Diodenverhalten anpassen.

Beim Ausschalten ist das ganze unkritisch. Bei meinen Messungen habe ich beim Auschalten überhaupt keine Oszillationen gesehen.

Michael

Hallo Jörg,

Genau das meinte ich

Ja, das war ein Tippfehler Das mit dem kernigeren Treiber werde ich morgen mal ausprobieren. Aber ich vermute, dass ich gegen den Herrn Miller (Am Drain sinkt die Spannung nach dem Reverse-Recovery um 150V in 10ns) keine Chance habe. Mal schnell rechnen: Bei 100pF Miller sinds nur 1,5A. Das sollte machbar sein. Da werde ich morgen mal testen.

Das habe ich hier jetzt nicht. Mir gehts ums Anschalten und die Reverse-Recovery-Problematik.

Michael

Je hoeher, desto besser. Aber stimmt schon, am Ende muss man eh damit leben.

Den alten Dither-Trick lassen die Jungs an den Gesetzeshebeln nicht mehr ueberall durchgehen, war IMHO aber eh immer ziemlich fies. Der Pfiff ist, die Spule so dicht wie moeglich zu bekommen und alle Loops entweder klein oder kompensierend zu machen.

Eher nicht. Klar ist die tr im CCM ein Problem, aber die gewaehlte Diode ist recht flott und wenn Du kein DCM machen kannst, muesst Ihr mit diesen Verlusten leben. Oder eben eine Schottky Diode vorsehen.

Langsamer schalten verursacht mehr Waerme, besonders im FET.

Ok, dann habe ich das missverstanden. Am besten waere ein Schaltbild, aber vor allen ein paar Scope Plots. Drain Spannung, Gate Spannung und Spulenstrom.

Das kann man doch locker umpusten. Wenn er passt, probiere einmal den LM5112:

Oder auf die Schnelle zum Test ein pnp/npn Folgerpaar dranhaengen.

Ok, wenn Du im CCM bleibst, ist das ja eh kein Thema. Da brauchst Du einen beinharten Gate Treiber. Blocke den aber gut ab, die Dinger verhalten sich auf der Versorgung wie ein Presslufthammer.

Falls es troestet, diesen Monat darf ich auch wieder eine Chose mit einem halben Dutzend SMPS drauf durch die EMV bringen. Gruseln tut es mir aber eigentlich nur vor den letzten 30 Meilen nach Sunnyvale. Wenn man auf der Carquinez Bridge haengenbleibt, hat man wenigstens eine super Aussicht auf die See. Darf nur kein Erdbeben kommen ...

Hallo Jörg,

Interessant, im Sourcen ist der aber auch nicht der allerstärkste, vor allem weil es später zwei parallel FETs sein werden. Eventuell auch andere Typen mit mehr Miller. Ich werde den aber mal im Hinterkopf behalten.

Ich habe zur Zeit dieses Paar hier drin: PBSS4350SPN von NXP.

Ein NPN/PNP-Päärchen für diese Ströme und noch einigermaßen hfe zu finden, ist gar nicht einfach. Kennst Du ähnliche Typen?

Befeuert werden die hier vom IRS2183.

Habe ich gemacht mit dicken Kerkos.

Solche Probleme haben wir hier nicht, brauchst mich aber auch nicht trösten. Ich finde die Thematik extrem interessant und bin da halt immer mal wieder am forschen. Macht Spaß.

Michael

Der hat deshalb einen bipolaren "Helfer" drin, der den FET ueber die Schwelle hievt. Aber vorher genau die Schaltschwellen ansehen, ich kenne Deinen FET nicht.

In Sachen Rise and Fall Times sind die aber ziemlich lahm.

Ich nehme fuer Versuche irgendwelche a la 2907, die gerade da sind. Notfalls eine ganze Batterie. Heissere gibt's dann z.B. von Zetex.

Der sollte es allein tun, ist aber ebenfalls nicht gerade eine Rakete. Nimm lieber den LM5112, der kostet auch deutlich weniger.

Auch 1-2 kleine 10nF oder so vorsehen.

Ich kann mich noch an die Rueckfahrt nach Frankfurt vorigen Monat erinnern, da war die Autobahn auch beinahe zum Parkplatz geworden. Habe aber meinen Flieger nach Hause noch bekommen.

Hallo Jörg,

Stimmt, jetzt wo Du es sagst. Sollte als Emitterfolger aber nicht so das riesen Problem sein, zumal ich die an der Basis schon mit ordentlich Power versorge.

Die sind in der Tat schnell aber etwas schwach und ne Batterie muss ja nun wirklich nicht sein.

In der Tat, da staune ich:

Deshalb hat der Unterstützung bekommen. Aber ich werde nochmal überdenken, ob ich nicht doch einen anderen Treiber nehme.

Mal sehen. Ich werde ihn mal testen.

Michael

Horst-D.Winzler schrieb:

Nein, die sind bestimmt auch vorhanden. Aber manchmal kann man konstruktiv eben wenig dagegen tun. Mir gehts hier weniger um meinen aktuellen Aufbau und mehr um eine prinzipielle Herangehensweise. Auch die Messtechnik stößt bei diesen Geschwindigkeiten langsam an die Grenzen.

Da ist wohl aufgrund zweier Schreibfehler von mir was falsch rübergekommen. Das Gate wird geladen, der FET schaltet ein und einige ns später hört die Diode auf zu leiten (Reverse-Recovery). In diesem Augenblick sinkt die Drain-Spannung mit einem hohen dU/dt und das Gate wird über den Herrn Miller wieder entladen. Dies führt zu einem Herumeiern des FETs im Threshold-Bereich, was dem Wirkungsgrad und der EMV natürlich abträglich ist.

Passt wohl auch nicht, s.o.

Michael

Das ist interessant: Den ZXGD3001E6TA gibt's bei Digikey nur als 3000'er Paket vorrätig und dann für 21 Euro-Cent. Da haben die wohl noch eine teurere Lieferung herumliegen, die die so schnell bestimmt nicht mehr loswerden.

Bei welcher Farnellbestellnummer gibt's den denn als Pärchen? Aber vielleicht verstehe ich auch einfach das Datenblatt nicht ganz: Wieso gibt es da In1 und In2, wenn die sowieso zusammengeschaltet sind (was bei 10mA Ansteuerung vom Strom her für mich keinen Sinn macht), und dasselbe beim Ausgang (was bei 9A und den dünnen Pins schon mehr Sinn machen würde) ?

Hallo Frank,

Ich wundere mich auch, der Richtpreis auf der Zetex-Seite ist deutlich höher. Und Farnell ist normalerweise auch nicht so billig.

Was spricht dagegen, die Pins nicht zu trennen? Da ist der Entwickler später flexibler, da er steigende/fallende Flanke getrennt beeinflussen kann.

Michael

Michael Rübig schrieb:

Diese wird in erster Linie von den Eigenschaften der Diode bestimmt. Um die Minoritätsladung abzubauen, ist ein Stromfluss bzw. ein Ladungsabbau erforderlich, den man allenfalls in seinem zeitlichen Verlauf beeinflussen kann. Der Wert des Stromintegrals bleibt dennoch gleich.

Also sucht man sich Dioden, deren gespeicherte Minoritätsladung möglichst gering ist, demnach auch die Verluste während der Kommutation. Ansonsten denkt man über eine andere Wandler-Topologie nach.

Udo

Michael Rübig schrieb:

Vielleicht hilft dir dieser Link etwas weiter? Speziell: 1.3.1.3 und 1.3.1.4