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Hallo liebes Elko,

wir haben zurzeit ein Projekt dass eine Motorsteuerung(DC Motor) in einer Vollbrücke zusieht.

Wir sind dabei auf folgende Probleme gestoßen:

- Ansteuerung der jeweiligen High Side Fets.
- Problematik des Shootthrough(Querkurzschluss).

Wir haben derzeit eine Bootstrap Schaltung zur Ansteuerung des High Side Fets. Folgende Problematik gibts da noch.

Und zwar gibt es einschläge Berechnungen oder Nährungen zur Berechnung des Bootstrapkondensators?

Inwiefern wirkt sich die Kapazität diesen aus?

Zum Shoot Through, es darf natürlich nicht sein dass beide Mosfet's in einem Strang leiten dürfen.

Wir sind dabei so vergangen, dass wir eine kleine Logikschaltung gebaut haben die das Einschalten beider Mosfets zum gleichen Zeitpunkt verhindern soll.

Diese Logik Schaltung ist vergleichsweise einfach aufgebaut:

Bild:

Der Obere Strang führt zum Treiber des High Side Fets.
Der Untere Strang führt zum Treiber des Low Side Fets.

Auf dem simulierten Oszilloskop sehen die Signalverläufe so aus:
Low Side 1 => 0, High Side 0 => 1


Low Side 0 => 1, High Side 1 => 0


Da hat es den Anschein als würde es funktionieren.

Allerdings wenn ich die Signalverläufe direkt am Gate anschaue funktioniert es nur einseitig.

Low Side 1 => 0, High Side 0 => 1


Low Side 0 => 1, High Side 1 => 0


Auf Bild 1(low side 1 - 0), sieht man dass es einen Moment gibt wo beide Fets gleichzeitig an einer Gate Spannung von ca. 6V liegen und dann beide teilweise leiten.

Weiss da jemand die Problematik und evtl. Lösungsansätze?
Hier die Schaltung des Treibers:


Einige Emitterschaltungen hab ich im Lowside Treiber eingefügt um Invertierungen zu erhalten, das ist natürlich nicht gerade ausgereift, geht aber ums Prinzip.

Die Frequenz ist 1kHz und man kann per Poti die Pulslänge steuern.(Dient zur Drehzahlsteuerung)

Die Fets sind BUZ11

Noch ein Hinweis, wir möchten hier auf IC'S und fertige Treiberschaltungen in einem Gehäuse komplett verzichten. Ansonsten hätte man nen ir2111 o. v. nehmen können, dass ist uns bekannt.

Gruß Esel

--
Esel sind die besten Tiere!
Wenn jemand etwas gegen Esel hat, so legt er sich mit dem Heiligen Geist persönlich an

Hi Esel,

So gehts mit der Totzeit:



Mit diesen Verzögerungsgliedern im Umschaltzweig
schaltet jeweils der aktive (high) vor dem Einschalten des inaktiven aus.
Hier sind es mal 0--50k mit 560n.
Das Poti ist gedacht, die jeweilige notwendige Totzeit zu ermitteln. mit 100% kämest hier auf so 18ms.

Dann kannst ja Fix_R nehmen.
Die Werte sind halt nach den altbekannten Formeln zu tüfteln.

--Hinweis:
Laufzeit.... der obere Zweig U2_A...U2_B zum AND ist um eine Gatelaufzeit gegenüber der unteren verzögert.
Dort ist nur ein INV zum AND.

Daher habe ich u.A. auch das Poti, und wegen Bauteiltoleranzen, genommen.
So kannst beide Umschaltzeiten genau und unabhängig einstellen.
Falls du auf den Gedanken kommst, warum 2 Verzöerungen...
..naja es soll ja symetrisch umschalten,
also zuerst ausschalten, dann einschalten.

So eine Verzögerungsleitung ist für "Normalgebrauch" ausreichend.
Sie ist auch mit der höchst möglichen Motordrehzahl zu beachten.

Das R-C Glied ist der sehr durch Umwelteinflüsse veränderbare unsichere Teil... ist eine Schnelllösungsmöglichkeit.

Hier habe ich noch Verzögerungen in Form von Schmittinverter (oder nimmst Schmittbuffer) eingefügt.
Ist damit die langsame Pegeländerung wieder scharfkantig gemacht wird.



Ich denke das war es was du suchtest.

Der Rest, die Endstufe .... ist eine andere Geschichte.
Wolltest ja noch vorher "optimieren".

Grüße
Gerald
---

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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo Harald,

mir war schon vorher bekannt mittels RC glied + schmitti eine gewisse verzögerung einzubauen, aber auf die Idee wär ich nicht gekommen!

Danke dir!

--
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» Hallo Harald,
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» mir war schon vorher bekannt mittels RC glied + schmitti eine gewisse
» verzögerung einzubauen, aber auf die Idee wär ich nicht gekommen!
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Hi Esel,

Sorry, ,,, ich bin nicht Harald,,, ich bin der Gerald
...


Diese Verzögerung wird oft verwendet, um Laufzeiten zu synchronisieren, bzw auszugleichen.

Ganz kurze Laufzeitunterschiede gleicht man mit Leiterbahnenlängen aus.
--- Datenbus zB,,,, eine, mehrere, werden dann Mäenderförmig verlegt,
damit sie beim nächsten aktiven Bauteil gleich lang ankommen.

Ganz lange L.Z muss man halt mit Bauteilen realisieren.
Dazu gibt es auch eigens dafür gefertigte Bauteile.

PS:
Ein Monoflop im Leitungsweg nahm ich auch.
Ist aber nicht das Richtige, weil der Ausgang sofort beim Triggern seinen Pegel wechselte.
Was du hier lediglich benötigst, ist eine Verzögerung des Umschaltens, des Einschaltens.
Also der Pegelwechsel soll später kommen, aber Ausschalten sofort.

Feinheiten:
Dazu kommt noch,,, wenn die Gates umschalten, du zwei gleichwertige Ausgänge hast,
dann entsteht ein zusätzlicher Spike am Ausgang.
Genau das gilt es auch zu verhindern.
Dieser Spike kommt wenn beide Gates gleich offen sind, und der eine seine Laufzeit noch nicht abgeschlossen hat.
Der ist so wenige ns (je nach Gate Abfallzeit, bzw. Anstiegszeit ,,, 4---10 ns) breit.

Dieser Spike ist oft ein großes Übel in Digi-Schaltungen.
Ist sehr schwer zu finden, mit normalen Hausmittelchen (Haushaltsoszi).
Der kann auch nur sporadisch auftreten,,,, ist Umwelt abhängig.

Grüße
Gerald
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