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Hoki

15.01.2008,
13:49
 

Masseproblem beim DC/DC Konverter (Elektronik)

Ein schönes Hallöchen an die ELKO Runde,

ich hab eine DC/DC Konverter Schaltung aufgebaut, wie es auch hier aufzufinden ist: http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/resources/pe_html/ch07s1/bas_ckt.html
http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/resources/pe_html/ch07s1/intro.html

Als Schalter benutze ich ein IGBT. Am Gate des IGBTs liegt der NE555(Astabil) der mir ein Rechtecksignal bringt und ein Gatetreiber zwischen NE555 und Gate. Das Eingangssignal der Konverterschaltung ist ein gleichgerichtetes und stabilisiertes AC Signal. Das AC Signal kommt von einem Trenntrafo also unabhängige Masse.

Ein Netzteil 20V(DC) wird an den NE555 und dem Gatetreiber angeschlossen und das Gate mit dem Ausgang des Treibers und das Minus vom Netzteil an den Emitter geschaltet. Somit erreiche ich Ein- und Ausschalten des IGBTs mit dem ich dann ein Rechtecksignal über der Kollektor Emitter Strecke habe, die Spitzenspannung ist gleich der Eingangsspannung. Die Kollektor-Emitter Spannung oszilliert zwar ganz leicht aber die Schaltung funktioniert eigentlich ganz gut und ich erhalte eine Rechteckspannung über C-E Strecke. Somit hab ich dann am Ausgang ungefähr die Hälfte vom Eingangssignal bei einem Tastverhältnis von 50%.

So nun mein Problem und was ich nicht ganz verstehe. Wenn ich jetzt noch ein weiteres Netzteil nehme und das Minus vom zweitem Netzteil an den Ausgangswiderstand(5kOhm) lege, oszilliert mir die C-E Spannung sehr stark und es ist kaum noch eine Rechteckspannung zu sehen.

Das verstehe ich nicht weil die Masse vom ersten Netzteil doch eine ganz andere als das vom zweiten ist, die sind doch galvanisch getrennt. Wieso ändert das was an der Schaltung. Ich wäre sehr dankbar wenn jemand mal eine Idee dazu hätte.

Muss man vielleicht zur Ansteuerung des IGBts spezielle PWM ICs verwenden? Wie realisiert man am besten so ein DC/DC Konverter?

Gruß
Hoki

x y

15.01.2008,
14:23

@ Hoki

Masseproblem beim DC/DC Konverter

» Ein Netzteil 20V(DC) wird an den NE555

Bischen viel.


» Wie realisiert man am besten so ein DC/DC Konverter?

Geregelt. Aber schreib doch erstmal welche Ein/Augangsspannung und welche Last.

Hoki

15.01.2008,
15:08

@ x y

Masseproblem beim DC/DC Konverter

Die Eingangsspannung kann ich variieren, die Bauteile sind groß genug ausgewählt die auch gleichgerichtete Netzspannung 325V aushalten könnten. Die Eingangsspannung liegt aber so zwischen 10V und 100V, die ich variiere um zu sehen wie es sich verhällt. Am Ausgang ist lediglich ein Leistungswiderstand von 5kOhm geschaltet (50W).

Ja 20V ist etwas hoch für NE555, aber damit kommt der Baustein gerade noch klar. Ich kann es auch mit 15V betreiben, das Problem bleibt dasselbe.

Also der Konverter wird über PWM am Gate geregelt. Idealerweise entsteht ein Rechtecksignal über C-E. Nur wenn ich einfach mal so ein zweites Netzteil nehme und lediglich das Minus an die Last ranhalte, egal welche seite, fängt das C-E Signal an zu schwingen und wek ist das schöne Rechtecksignal über C-E. Ich brauch aber die zweite Masse für später. Meine Frage ist wieso wird die spannung und die Schaltung beeinflusst wenn die Masse vom zweiten Netzteil eine völlig andere ist.





» » Ein Netzteil 20V(DC) wird an den NE555
»
» Bischen viel.
»
»
» » Wie realisiert man am besten so ein DC/DC Konverter?
»
» Geregelt. Aber schreib doch erstmal welche Ein/Augangsspannung und welche
» Last.

x y

15.01.2008,
15:27

@ Hoki

Masseproblem beim DC/DC Konverter

» Die Eingangsspannung kann ich variieren, die Bauteile sind groß genug
» ausgewählt die auch gleichgerichtete Netzspannung 325V aushalten könnten.
» Die Eingangsspannung liegt aber so zwischen 10V und 100V, die ich variiere
» um zu sehen wie es sich verhällt. Am Ausgang ist lediglich ein
» Leistungswiderstand von 5kOhm geschaltet (50W).

Klingt nach einem Aufbau nur zu Lernzwecken. Würde ich aber nicht gleich mit so einem weiten Eingangsspannungsbereich (1:10) machen.


» Meine Frage ist wieso wird die spannung und die Schaltung beeinflusst wenn
» die Masse vom zweiten Netzteil eine völlig andere ist.

Das gibt die Glskugel nicht her. Poste doch mal den konkreten Schaltplan deines Aufbaus. Idealerweise noch zusätzlich mit einem Foto, damit man das Layout sehen kann.

Hoki

17.01.2008,
12:43

@ x y

Masseproblem beim DC/DC Konverter

Also ich hoffe du bist noch dabei :)

Hier ist die Schaltung. Wenn ich ein Trenntrafo nehme, die Spannung gleichrichte und es an den Eingang lege mit einer seperaten DC Versorgung für den control circuit(also NE555 und Treiber IC), dann funktioniert es einwandfrei und ich kann die Ausgangsspannung mit der Pulsweite des Gatesignals kontrollieren.

Wenn ich nun aber ein DC Netzteil als Eingangsspannung nehme, führt das zu einer Oszillation über der C-E Strecke am Transistor. Ich hoffe das Problem ist einigermaßen rübergekommen.

Danke
Hoki

x y

17.01.2008,
14:29

@ Hoki

Masseproblem beim DC/DC Konverter

» Hier ist die Schaltung.

Nö, das ist das Prinzipschaltbild eines Step-Down-Wandlers, das kennt man zur genüge. Relevant ist dein konkreter Aufbau.

Hoki

17.01.2008,
15:02

@ x y

Masseproblem beim DC/DC Konverter

Hi. Im zweiten Bild mit dem Trenntrafo funktionierts und mit einer Gleichspannungsversorgung am Eingang wie im ersten Bild oszilliert das C-E Signal. Sorry die Bilder sind etwas groß geraten.






x y

17.01.2008,
17:00

@ Hoki

Masseproblem beim DC/DC Konverter

» Hi. Im zweiten Bild mit dem Trenntrafo funktionierts und mit einer
» Gleichspannungsversorgung am Eingang wie im ersten Bild oszilliert das C-E
» Signal.

Ich versteh dein Konzept nicht. Du verwendest einerseits einen High-Side Treiber, und dann doch getrennte Massen für Steuerung und Leistungsteil.

Hoki

18.01.2008,
09:02

@ x y

Masseproblem beim DC/DC Konverter

Hi. Du hast recht das kann so nicht unbedingt funktionieren, wie genau das jetzt zusammenhängt weiß ich nicht. Ich hab jetzt den IRS2541 von IR empfohlen bekommen. Wenn ich dazu komme, schließ ich den noch an und probiers aus.



» Ich versteh dein Konzept nicht. Du verwendest einerseits einen High-Side
» Treiber, und dann doch getrennte Massen für Steuerung und Leistungsteil.

x y

18.01.2008,
09:54

@ Hoki

Masseproblem beim DC/DC Konverter

» Hi. Du hast recht das kann so nicht unbedingt funktionieren, wie genau das
» jetzt zusammenhängt weiß ich nicht. Ich hab jetzt den IRS2541 von IR
» empfohlen bekommen. Wenn ich dazu komme, schließ ich den noch an und
» probiers aus.

Wärs nicht besser sich erstmal mit den Grundlagen vertraut zu machen?

Hoki

18.01.2008,
11:36

@ x y

Masseproblem beim DC/DC Konverter

wie meinst du denn das?

» Wärs nicht besser sich erstmal mit den Grundlagen vertraut zu machen?

x y

18.01.2008,
11:52

@ Hoki

Masseproblem beim DC/DC Konverter

» wie meinst du denn das?

Lesen!

Switchmode Power Supply Handbook, Billings, McGraw Hill, ISBN 0070067198
Switching Power Supply Design, Pressman, McGraw Hill, ISBN 0070522367
Schaltnetzteile. Konzepte, Bauelemente, Anwendungen; Hirschmann / Hauenstein;
ISBN 3-8009-1550-2
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/SMPSRM-D.PDF Switchmode Power Supply
http://www.nxp.com/ AN120 SMPS Overview
http://www.st.com/ AN513 Topologies for Switched Mode Power Supplies.
http://www.st.com/stonline/company/seminar/smps/files/client_lobby.htm
http://www.ti.com/ Power Supply Design Considerations PDF
http://focus.ti.com/lit/ml/slup224/slup224.pdf