03.03.2010, 09:46 AM
Halbbrückentreiber sind in der Praxis nicht unproblematisch.
Das zeigt sich vorzugsweise dann, wenn man im Bereich
hoher Lastströme fährt. Denn mit steigenden Strömen
werden naturgemäß die Umschaltflanken steiler, und hier kommen
die MOSFET-internen Dioden ins Spiel.
Der kritische Fall ist der Übergang von HiSide-Abschalten
zu LoSide Einschalten. Das Umschalten der Ausgangsspannung
erfolgt während der Totzeit mit Hilfe des vorhandenen
Induktionsstromes, also bevor LoSide aktiv wird.
Dieser Induktionsstrom fließt zuerst ab durch die intrinsische
Diode des LoSide-MOSFET, und da die auch eine nennenswerte Einschaltverzögerung aufweist, zeigt sich negatives Überschwingen.
Für wenige 10nsec können hier Unterspannungen von
mehreren 10V entstehen. Und das mögen die
HiSide-Treiber nicht!
Auf diese Thematik bin ich vor ein paar Jahren gestossen im Zusammenhang mit rätselhaften Ausfällen bei Tests an einer
Vollresonanz Halbbrücke (LLC-converter).
Herstellerangaben zu diesem Thema sind naturgemäß eher dürftig. Es lohnt sich jedenfalls, mal auf die maximale erlaubte neg Spannung des HiSide Treiber im Datenblatt zu achten, hier finden sich typicherweise Werte von -5V.
Außer bei Ixys, die geben -200V Transienten-Festigkeit an.
Andererseits meine ich, dass mit entsprechender Beschaltung
auch die üblichen Ansteuerbausteine im sicheren Bereich
arbeiten können.
Die Alternative gate-Übertrager hat dieses Problem nicht,
dafür aber andere
-Eine feste Kopplung/kleine Streuinduktivität ist obligatorisch
-Variable Tastverhältnisse sind schwierig zu realisieren
-Ausfälle hatte ich dort unter MaxLastBedingungen auch schon,
wobei ein Überschlag zwischen den beiden Sekundärwicklungen
auftrat. Sinnigerweise war nur die Primär-Wicklung mit
3-fach isoliertem Draht ausgeführt, dafür beide Sekundärwicklungen
als einfacher CuL. Zuverlässig in dieser Hinsicht arbeiten die Gate-Übertrager von Vakuumschmelze.
Eine weitere Frage ist die konkrete Realisierung des Leistungs-OPV.
Ich würde hier für die Phasenschiebende ZVS-Vollbrücke plädieren.
Einfach weil ZVS den wenigsten Streß für die MOSFETS macht.
Dabei ist zu bedenken, in welchen Lastbereich ZVS tatsächlich
gegeben ist, üblicherweise zwischen 10% bis 100% Last.
Als wie verhält es sich bei geringfügiger Einspeisung <10%?
Ich selbst habe noch keinen größeren PSQRZVS in Betrieb genommen,
halte dies aber für ein sehr aussichtsreiches Verfahren.
Und der ZVS-Bereich liesse sich meiner Ansicht ausdehnen bis
0% Last, wenn man jeden Halbwellenzweig mit einer eigenen
Speicherdrossel belastet, so dass unter allen Bedingungen
hinreichedn Magnetisierungsstrom zirkuliert.
Das zeigt sich vorzugsweise dann, wenn man im Bereich
hoher Lastströme fährt. Denn mit steigenden Strömen
werden naturgemäß die Umschaltflanken steiler, und hier kommen
die MOSFET-internen Dioden ins Spiel.
Der kritische Fall ist der Übergang von HiSide-Abschalten
zu LoSide Einschalten. Das Umschalten der Ausgangsspannung
erfolgt während der Totzeit mit Hilfe des vorhandenen
Induktionsstromes, also bevor LoSide aktiv wird.
Dieser Induktionsstrom fließt zuerst ab durch die intrinsische
Diode des LoSide-MOSFET, und da die auch eine nennenswerte Einschaltverzögerung aufweist, zeigt sich negatives Überschwingen.
Für wenige 10nsec können hier Unterspannungen von
mehreren 10V entstehen. Und das mögen die
HiSide-Treiber nicht!
Auf diese Thematik bin ich vor ein paar Jahren gestossen im Zusammenhang mit rätselhaften Ausfällen bei Tests an einer
Vollresonanz Halbbrücke (LLC-converter).
Herstellerangaben zu diesem Thema sind naturgemäß eher dürftig. Es lohnt sich jedenfalls, mal auf die maximale erlaubte neg Spannung des HiSide Treiber im Datenblatt zu achten, hier finden sich typicherweise Werte von -5V.
Außer bei Ixys, die geben -200V Transienten-Festigkeit an.
Andererseits meine ich, dass mit entsprechender Beschaltung
auch die üblichen Ansteuerbausteine im sicheren Bereich
arbeiten können.
Die Alternative gate-Übertrager hat dieses Problem nicht,
dafür aber andere
-Eine feste Kopplung/kleine Streuinduktivität ist obligatorisch
-Variable Tastverhältnisse sind schwierig zu realisieren
-Ausfälle hatte ich dort unter MaxLastBedingungen auch schon,
wobei ein Überschlag zwischen den beiden Sekundärwicklungen
auftrat. Sinnigerweise war nur die Primär-Wicklung mit
3-fach isoliertem Draht ausgeführt, dafür beide Sekundärwicklungen
als einfacher CuL. Zuverlässig in dieser Hinsicht arbeiten die Gate-Übertrager von Vakuumschmelze.
Eine weitere Frage ist die konkrete Realisierung des Leistungs-OPV.
Ich würde hier für die Phasenschiebende ZVS-Vollbrücke plädieren.
Einfach weil ZVS den wenigsten Streß für die MOSFETS macht.
Dabei ist zu bedenken, in welchen Lastbereich ZVS tatsächlich
gegeben ist, üblicherweise zwischen 10% bis 100% Last.
Als wie verhält es sich bei geringfügiger Einspeisung <10%?
Ich selbst habe noch keinen größeren PSQRZVS in Betrieb genommen,
halte dies aber für ein sehr aussichtsreiches Verfahren.
Und der ZVS-Bereich liesse sich meiner Ansicht ausdehnen bis
0% Last, wenn man jeden Halbwellenzweig mit einer eigenen
Speicherdrossel belastet, so dass unter allen Bedingungen
hinreichedn Magnetisierungsstrom zirkuliert.
...mit der Lizenz zum Löten!