[sixtas]

@Alle

Als Erstes die Schaltung von "Gast" zur Demonstration der Totzeiten ,die für eine einwandfreie Funktion der Endstufe notwendig sind.

Zum Testen:
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...endemo.asc








Ein Versuch die Aufgabe zu lösen:

Der Fensterkomparator reagiert auf die Steilheit des Signals am Eingang.
Da das Signal bei Aussteuerung zum Sägezahn wird ,müßte hier noch ein Komparator vorgeschaltet werden.
Es sind nur symmetrische Totzeiten möglich.

Zum Testen:
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...12-asc.asc






Noch ein (unausgegorener) Versuch:

die Schaltung arbeitet als Komparator und Totzeitgenerator mit einstellbaren Totzeiten und veränderbarer Symmetrie.
Die Totzeiten am Ausgang sind nur minimal von der Steilheit des Eingangssignals abhängig.Eine vorgeschaltete Stufe mit hoher Spannungsverstärkung müßte das beseitigen .
Ein noch nicht gelöstes Problem:
die Symmetrie/Unsymmetrie der Totzeiten ist geringfügig aussteuerungsabhängig (wenige ns).
Könnt Ihr erkennen woran es liegt.
Die Totzeiten werden verändert mit R8/R10.Die Symmetrie der Totzeiten wir mit den Strömen aus den Stromquellen von I1/I2 eingestellt.
Besonderheiten der Schaltung sind für mich :
1.Spannungsvergleicher und Totzeiterzeuger in einem Modul.
2.extrem kurze Signaldurchlaufzeit (kleiner 10ns!!!)
Was haltet Ihr von der Schaltung .Können wir damit etwas anfangen ,daran etwas verbessern?

Zum Testen:
https://stromrichter.org/d-amp/content/i...it3asc.asc

[Rumgucker]

Hey sixtas! Alter Haudegen Klasse, klasse, klasse!!!! Größtes Lob.

Einer kreativer als der andere. Jungs, Ihr gefallt mir täglich besser und besser!!

Aber Deine Schaltung ist schon etwas verwoben. Da muß man sich erstmal in Ruhe reindenken. (Spätestens) seit der Gewöhnung an Alfschs Cheap-Schaltung reicht mein Horizont nur noch bis "4 Transistoren"

[Rumgucker]

Ich verstehe eine grundsätzliche Sache nicht, sixtas.

Die Gate-Beschaltung Deiner MOS-Fets ist in Verbindung mit der Eingangskapazität (Cin) schon ein kompletter Totzeitgenerator (das genau ist auch der Grund, warum Amperichers und Alfschs Schaltungen überhaupt funktionieren). Das Prinzip: R(Cin)-Kombination beim Einschalten verzögert stärker als die im Gegenzweig stattfindende Diodenentladung von Cin.

Schauen wir uns mal die untere Gatebeschaltung mit aktivem Totzeitgeber an:

R8 erstatzlos streichen (= überbrücken).
Emitter von T6 direkt aufs Gate (schnellere Entladung ohne D6-Serienwiderstand).
D6 also ersatzlos rauswerfen.
mit R6 rumprobieren, bis MOS-Querströme aufhören (das ist der eigentliche Totzeitgeber).


....und natürlich Basen von Q5/Q6 einfach miteinander verbinden und vom Komparator aus treiben

[sixtas]

@Rumgucker

I am so sorry,habe für den ersten Lösungsansatz die falsche Schaltung eingestellt.
Die Originale ,von kostenlos.de gefressene, habe ich vernichtet.Ich friggel die eben zusammen und stell es dann nochmal ein.
Der thread heisst Totzeitgenerator.Mit dem Amp beschäftigen wir uns in einem Anderen.Mir geht es hier um den Totzeitgenerator.
Ich hatte den Amp nur irgendwann mal drangehängt und wie ich eben gerade feststellen mußte, funktioniert er noch nicht mal mit dem Fensterdiskriminator.


Aus der Demoschaltung von "Gast" habe ich gesehen und gelernt (hoffe ich jedenfalls) ,dass die Totzeitzeitsteuerung für korrekten Stromverlauf am Ausgang unverzichtbar ist.Schau dir mal ohne Aussteuerung den von Highsite und Lowsite zusammengesetzten dreiecksförmigen Strom (über Spule integriertes Rechteck) an.Sauberer geht es kaum noch.
Das verschpricht niedrigen Klirr ,niedrige Offsetspannung am Ausgang und wenig Verluste sprich hoher Wirkungsgrad.

Vermutlich ist Gast auch deswegen sehr interessiert daran die Kurvenformen von Alfsch Amp bei Volllast zu sehen.

Alle Versuche mit dem Fensterdiskr. (symmetrische Totzeiten) konnten die Ergebnisse nicht erreichen.
Da Gast schon an der digitalen Lösung arbeitet und ich davon so gut wie keine Ahnung habe,beschäftigte ich mich erstmal mit der analogen Lösung.

@Alfsch

hast du eine Stromzange? Kannst du die Ströme der Mosfets darstellen?

[sixtas]

@Rumgucker

Zitat:D6 also ersatzlos rauswerfen.
mit R6 rumprobieren, bis MOS-Querströme aufhören (das ist der eigentliche Totzeitgeber).

Reicht nicht.
Hast du es schon probiert?

Zitat:....und natürlich Basen von Q5/Q6 einfach miteinander verbinden und vom Komparator aus treiben

Dann funktioniert die Totzeitsteuerung nicht mehr.Müßte über Widerstände verknüpft und gepuffert werden.

[Rumgucker]

1. Geh mal wirklich auf hohe Gate-Vorwiderstände. So bei 100 Ohm tritt beim IRF520 der Effekt ein.

2. Du brauchst eben keine Totzeitsteuerung mehr! Die Gatevorwiderstände sind der "Totzeitgeber".

[sixtas]

@Alle

Ich hab so den Eindruck das niemand sich mal richtig Gast´s Schaltung zur Totzeitsteuerung angeschaut hat.
Solltet euch die Mühe aber machen.Das Ergebniss überzeugt.


@Rumgucker

ich kann Deine Modis zum Amp nicht nachvollziehen.Ganz im Gegenteil.Die Crossoverströme nehmen zu,was ja auch bei 100 Ohm Gatewiderstand nachvollziebar ist.Du verzögerst nicht nur das Einschalten sonder auch das Abschalten.Stell bitte eine asc. ein.(Nur für mich )

[alfsch]

#six: habe keine stromzange
aber wozu eigentlich ??? in der simu kannste die ströme doch wunderbar sehen
was gibts da noch zu klären?

[Rumgucker]

@Sixtas:

ich hab keine Simu gemacht (sonst hätte ich si auch schon längst reingestellt - für ALLE natürlich!). Ich hab im Moment nur einfach keine Zeit. Bevor ich damit richtig anfangen kann, will ich auch erstmal versuchen, mein Spice-Versprechen an Andreas einzulösen.

Die Entladung (der low-side) geschieht über die CE-Strecke des direkt zwischen Gate und Source liegenden pnp-BJT. Alfsch hatte uns diese Schaltung mal bei seinem UcD-Clone-Entwurf nahegebracht.

[Rumgucker]

So. Nun endlich geschafft, meine Hinweise auch mal aufzumalen:



Du kannst mit R5 bzw. R6 die Totzeiten für den oberen und den unteren Zweig getrennt einstellen.

[Gast]

Totzeitgenerierung bedeutet:
hinter einem integrierenden RC-Glied (oder einem Dreiecksgenerator, einem
Laufzeitglied, einem MMV oder ...) muß die Flanke aufgesteilt werden, sonst
herrscht Linearbetrieb am Schalter, an der Endstufe direkt funktioniert das leider ...
am schlechtesten (besonders bei Mos mit flacher Kennlinie)

[Rumgucker]

Zu dem Zeitpunkt, wo der MOS (langsam) einschaltet, fließt der Spulenstrom durch seine Schottky-Inversdiode. Es liegt also keine Spannung am FET und es fließt auch kein Strom.

Folgerichtig kann der nur wenige Nanosekunden dauernde "Linearbetrieb" bis zum vollen Durchschalten auch keine Nachteile bringen.

Das ist keine graue Theorie: auch Alfsch und Ampericher nutzen diesen Trick.

[Gast]

evtl. liegt ein mißverständnis vor:
für eine gewisse minimale totzeit entsteht keine verlustleistung innerhalb des linearbetriebes, wohl aber bei
der nachfolgenden aufsteuerung des fets, einfach und natürlich auf grund der integrationswirkung aus
gatewiderstand und gatekapazität, die simu zeigt es ja deutlich: so ab 40 R ist die integration an einer
verlangsamung der schaltflanken erkennbar = erhebliche verluste im bereich des kompletten durchsteuerns
durch linearbetrieb, mit 100Rg (bei den simulierten typen) nimmt die schaltung bereits fast 25Watt bereits im
leerlauf auf, mit externem, flankengetriggerten und genauem timing weniger als die hälfte (ohne präzises
timing bereits in einer entsprechenden ansteuerschaltung funktioniert keine totzeitsteuerung, bei niemand!)

gute und exakte ansteuer ics unterscheiden deshalb auch darin, daß sie mit keinem oder nur sehr kleinem
gatewiderstand arbeiten, nach der (nicht unkomplizierten) internen zeitgenerierung über laufzeitgatter werden
grundsätzlich die flanken aufgesteilt, was eben am mosfetschalter nicht möglich ist

[Rumgucker]

Weniger ein Mißverständnis. Es war eher noch nicht zu Ende gedacht.....

Tatsächlich hat der freilaufende Zweig (also der, bei dem hauptsächlich die Inversiode zu ackern hat) alle Zeit der Welt. Bei geeigneten Randparametern (Spule, Lastwiderstand, Betriebsspannung, ED) könnte man einen MOS auch gänzlich weglassen.

Ganz anders siehts aber bei dem stromliefernden Zweig aus. Er muß die Spule wieder aufladen. Zu seinem Einschaltzeitpunkt liegt an ihm sehr wohl die volle Betriebsspannung an.

Ok... da kommts also auf schnelles und exaktes Einschalten an!

Anderseits bedingt brutal schnelles Gate-Schalten aber hohe Ladeströme, die ein relativ hochohmiges 2N2222/2N2907-Pärchen nicht bringen kann. Derartige BJT-Treiber-Konstrukte eignen sich eher fürs weiche Einschalten.

Zusätzlich stellt sich die Frage, wieso Alfsch's Schaltung (Ampericher können wir ja leider nicht nachprüfen) trotz weichem Einschalten derart verlustleistungsarm ist.

[sixtas]

@Alfsch

Zitat:-#six: habe keine stromzange
aber wozu eigentlich ??? in der simu kannste die ströme doch wunderbar sehen
was gibts da noch zu klären?

In meinen Simus produziert Deine Schaltung noch Crossoverströme.
Ich wollte deshalb das Timing der Simus mit den Messungen an der realen Schaltung vergleichen.
Wenn Deine Wirkungsgradberechnungen korrekt sind ,kann es in Deiner Schaltung keine größeren Crossoverströme geben.


Wie wär es denn mit einem Shunt in der Zuleitung der Endtransen?

[Gast]

meine antwort darauf lautet:
appericher verwendet ein ansteuer-ic mit interner totzeiteinstellung, in grenzen von außen abgleichbar
(dazu zählt in kombination ein gewisser minimaler Rg)
alfsch's schaltung nimmt eine sonderstellung ein: davon abgesehen, daß der jeweils eingeschaltete
treiber-t absolut gleichzeitig über 2 x Rg verzögert einschaltet und über 1 x Rg + diode schneller
ausschaltet, wird die gateladung durch zenerdioden begrenzt und somit eine "ladungsübersättigung"
verhindert - sowohl beim aufladen (ca.10Vmax ), als auch beim anlegen der negativ verpolten
Entladespannung (ca. 6Vmax.)

[Rumgucker]

Stimmt, Ampis IR2010 hat tatsächlich ne feste Totzeit

Und Alfsch ist sowieso ein Sonderfall, das kann ich auch nachvollziehen.

Bleibt nur noch die Frage zu dem schwachbrüstigen BJT-Treiberpärchen (2N2222/2N2907) vor den Gates.

[Gast]

die 2N2222/2N2907 sind mir bereits im durchgesteuerten DC-betrieb mit 1 ampère
schon nicht weggeknickt (lt. datenblatt max. 800mA), lt. soa stecken sie
bereits im µs-bereich einige ampère weg (typische die-auslegung für schaltbetrieb)

[Rumgucker]

Ich selbst hatte die damals in einem Eurer Pläne eingesetzt, weil sie mir besser erschienen als die Zetex-Typen. Du und sixtas hatten es dann gleich übernommen, weil Ihr das wohl auch so gesehen hattet.

Ich wunder mich allerdings schon. War der 2N2222 nicht der direkte Nachfolger des AC122 ?

[Gast]

die zetexe hatten wieder eine andere aufgabe, nämlich mit niedrigstem UCEsat
dauerhaften basisstrom liefern - bzgl. UCEsat kommen die oldies nicht mehr mit