[kischo]

Moinsen!
bin gerade darüber gestolper:

http://www.mikrocontroller.net/attachmen...an-950.pdf

Die ersten Simulationen sehen ganz nett aus.
Hab meine Bedenken mit der Störsicherheit...

Hat schonmal jemand von euch mit etwas derartigem gearbeitet?

Grüße!

[Rumgucker]

Hier haben ja mehrere damit schon gearbeitet. Aber alle sind - soweit ich weiß - reumütig zu den normalen IC-Gatetreibern zurückgekehrt.

Was siehst Du in den Übertragern für Vorteile?

[voltwide]

Ja, diese Trickschaltungen habe ich damals alle durchexerziert. Es gibt da diverse Spielarten.
Irgendwo hat jede ihre Nachteile.
Die gezeigte Variante liefert z.B. nur wenig gate-Abschaltstrom.
Sie liefert nur pos Gatespannung, die bestenfalls auf Null fällt.

Und die Störsicherheit ist auch so eine Sache für sich:
Gate-Übertrager mit niedriger Streuinduktivität sind bi- oder tri-filar gewickelt und haben dementsprechend Koppelkapazitäten von 30..100pF.
Darüber werden im Ernstfall schon erhebliche kapazitive Verschiebeströme transportiert.

Und was die Isolationsfestigkeit betrifft: Mir sind schon trifilar gewickelte gate-Übertrager durchgeschlagen, und zwar zwischen den beiden Sekundärwicklungen. Die Primär-Wicklung war Tex-E, beide Sekundärwicklungen aber in CuL - dass es zwischen den Sekundärwicklungen bei einer 600V-Brücke auch knallen kann, hatte man wohl nicht bedacht.

[kischo]

Also nach diesem (verbessertem) Prinzip sollte mehr Abschaltstrom und neg-Gatespannung möglich sein.



Über Koppelkapazitäten hab ich noch nicht nachgedacht...
und was ist eine trifilare Wickelart?
(vllt Verschachtelte Wicklung wie beim Röhrenübertrager???)
Hätte erstmal an einen Ringkern gedacht sollte doch auch ne niedrige Streuinduktivität haben.

Vorteile sehe ich in der Ersparnis einer Versorgungsspannung für den High-Side-Treiber.
Falls es gut und zuverlässig geht kann der untere Schalter ebenfalls so angesteuert werden und damit kann die Ansteuerlogik potentialfrei vom Zwischenkreis sein.

Jedoch wenn es so einfach wäre würde dies wohl in jedem PC-Netzteil Einsatz finden...

[voltwide]

Der Abschaltstrom ist auch hier begrenzt über die Streuinduktivität.
Tri-filare Bewicklung heißt 3 ineinander verschachtelte Wicklungen, üblicherweise auf Ringkern.
Die Andwendung sind z.B. Halbbrücken mit 1 primär- und 2-sekundär-Wicklungen (in anti-phase geschaltet).

Ein weiteres Problem bei Impulsübertragern ergibt sich mit variablen Tastverhältnissen.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Ein weiteres Problem bei Impulsübertragern ergibt sich mit variablen Tastverhältnissen.

Sehr richtig!

Man muss den durch den Übertrager verlorenen Nullpegel irgendwie rekonstruieren. Das geht zum Beispiel mit einem flankengetriggerten Flipflop zwischen Übertrager und Gate. Fürchterlich....

[kischo]

Also in dieser Simu ist ein Tastverhältniss von 90% noch kein Problem:



Und welcher verlorene Nullpegel?

Nen flankengetriggertes Flipflop braucht ja auch wieder ne Versogungsspannug - doof ...
aber ich denke diese Funktionalität übernehmen die Mosfets M1 und M1 (im Zusammenspiel mit den Reverse-Dioden)

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von kischo
Und welcher verlorene Nullpegel?

Ähnlich wie ein Kondensator bildet auch ein Impuls-Transformator die erste Ableitung der angelegten Wechselspannung. Er kann halt keine Gleichströme übertragen.

Wenn das Eingangssignal von low auf high springt (und dort bleibt), so gibts zwar auch am Ausgang des Trafos einen Spannungssprung, dieser kehrt aber mehr oder minder schnell wieder auf die Nulllinie zurück. Und das, obwohl das Eingangssignal unerschütterlich auf high steht.

Wie schnell das Signal auf low zurückfällt, ist eine Frage der Größe der Induktivität und des Lastwiderstands. Je höher der Lastwiderstand und je größer der Übertrager, desto besser.

Du hast sehr hochohmige Lastwiderstände simuliert. Das genügt aber wohl nicht, um realen Trafos die Resonanz der eigenen Streukapazität zur eigenen Induktivität abzugewöhnen.

Ich versuch mal, Dir was besseres zu simulieren.......

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Mal ganz unabhängig davon: Du bist doch hoffentlich schon klar, dass Du um Treiber nicht drumrumkommst, oder? Auch Deine Impulstrafos brauchen Treiber. Sogar ziemlich kräftige. Was willst Du da für Chips verwenden?

[Rumgucker]

Hier mal ein normaler Impulsübertrager ohne Deine Gatebeschaltung mit den beiden Hilfs-MOSFETs (die letztlich was ähnliches bewirken soll, wie das von mir geschilderte FlipFlop):



Wie gesagt: Deine beiden Hilfs-MOSFETs sind eine Trickschaltung. die sollen das Signal wieder aufbereiten und den verlorenen Nullpegel (sprich "Gleichspannungspegel") wieder herstellen.

[woody]

Ich fand diese Übertrager auch eine Zeit lang recht toll. Mittlerweile hat sich das aber deutlich geändert.
Wenn man wirkliche Potentialtrennung braucht, bietet sich meiner Erfahrung nach folgende Kombination an:

Schnelle lowside-Treiber direkt an den Fets. Diese werden von einem kleinen Sperrwandler-DCDC-Steller mit mehreren getrennten 15V-Ausgängenn versorgt. Das Steuersignal kommt durch Optokoppler mit eng toleriertem Propagation Delay.

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von woody

Ich fand diese Übertrager auch eine Zeit lang recht toll. Mittlerweile hat sich das aber deutlich geändert.
Wenn man wirkliche Potentialtrennung braucht, bietet sich meiner Erfahrung nach folgende Kombination an:

Schnelle lowside-Treiber direkt an den Fets. Diese werden von einem kleinen Sperrwandler-DCDC-Steller mit mehreren getrennten 15V-Ausgängenn versorgt. Das Steuersignal kommt durch Optokoppler mit eng toleriertem Propagation Delay.

In der Leistungsklasse oberhalb einiger 100W würde ich das auch so sehen.

[woody]

Genau. Für alles kleinere gibts integrierte Treiber die sehr gut funktionieren.

[E_Tobi]

Impulsübertrager klappen meiner Erfahrung nur dann gut wenn man die Elektronik dazu hat. Soll heißen, Logik die die entsprechenden (kurzen) Impulse kontinuierlich liefert. Eins für "ein", ein anderes für "aus". Der parallelwiderstand am Gate darf dann klein ausfallen. Zusätzlich braucht man, wie schon gesagt wurde, einen Treiber der gut Strom liefern kann, einige Ampere. Mit diskreten BIPs hatte ich nie Erfolg.

[voltwide]

Ja, die Schaltgeschwindigkeit von BJTs wird wohl oft überschätzt. Um mehrere Amp in <100ns auszuräumen, sind sie einfach zu schlapp.

[3eepoint]

Ehhmmmm, mal so vonwegen Schaltgeschwindigkeit ect. hatte Gucki bei der Untersuchung des Millereffeckts und anschließenden durchkauen der KAskodenvarianten festgestellt das die Stufen dadurch

1. Schneller

2. Mit deutlich weniger Strom

schaltbar waren ? Könnte man damit nicht die Schaltung , unabhängig von den "problemchen" des Trafos, auf die richtige Richtung bringen ?

[voltwide]

Man muß unterscheiden zwischen Klein- und Großsignalverhalten.
Das Kleinsignalverhalten betrifft die Verstärkung im linearen Arbeitsbereich, hier kann man mit Cascode in der Tat ziemlich viel Bandbreite rauskitzeln.
Wenn ich aber einen MOSFET mit 50nC gate-Ladung in 100ns abschalten will, brauche ich dazu 5A Treiberstrom, und das sehr schnell.
Hier zählt das Großsignal- oder Schaltverhalten.
Und da wir hier den Transistor heftig übersteuern, kommen wesentlich längere Schalthzeiten zustande als im linearen Betrieb.

[kischo]

Schnell genug angesteuert hin oder her ...

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Hier mal ein normaler Impulsübertrager ohne Deine Gatebeschaltung mit den beiden Hilfs-MOSFETs (die letztlich was ähnliches bewirken soll, wie das von mir geschilderte FlipFlop):
...
Wie gesagt: Deine beiden Hilfs-MOSFETs sind eine Trickschaltung. die sollen das Signal wieder aufbereiten und den verlorenen Nullpegel (sprich "Gleichspannungspegel") wieder herstellen.

Ja, aber die Trickschaltung ist ja gerade das Famose.
Am Übertrager selbst habe ich ähnliche Ergebnisse:



R3 soll nur den Leckstrom bzw. einen Tastkopf "simulieren".

Und ja - ich sehe ein es gäbe zb. Schwierigkeiten beim Einschalten.
Es müsste erst das Gatesignal kommen und dann der Zwischenkreis langsam hochgefahren werden. Sonst konnen sich bei steigender Zwischenkreisspannung die FETs parasitär einschalten...

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von kischo
Ja, aber die Trickschaltung ist ja gerade das Famose.

Ja. Die gefällt mir sehr. Vielleicht kann man das Prinzip nochmal sinnvoll verwenden.

[kischo]

Mit ein wenig Glück darf sich bald ein Praktikant mit dem Thema beschäftigen.

zum Thema schnell (an)Treiben, primärseitig, würde ich vorerst einen EL7155 vorschlagen.
Ich weiß - ist nicht günstig aber in dem Fall zahlt ja die Firma...

nebenbei als Vorteil eines solche Übertragers: mir wurde hier im Forum mal erklärt man solle so wenige Bauteile wie irgend möglich auf springendem Potential belassen.
Hier wären das nur 2MOSFETs und die Sekundärseite der Übertragers.
Grüße!

[Rumgucker]

Und sinds bei einem normalen Gatetreiber mehr Bauteile?