High Side N-Kanal Mosfet Schalter - bisschen Langsam beim ausschalten

[Klebwax]

@Klebwax: jo, das habe ich auch noch garnicht bedacht.
Im Einschaltmoment liegen da wirklich 24 Volt zwischen Gate und Source.

Und das wird noch übler, wenn man eine solche Ansteuerung mit einer höheren Spannung als 12V betreibt. Man braucht immer die typischen 10 bis 15V für eine harte, schnelle Ansteuerung relativ zur Source und das z.B. bei einer 3-Phasenbrücke auch noch 3 mal. Schalten auf der High-Side ist immer blöd, manchmal leider nicht zu vermeiden. Am Ende landet man dann bei den typischen Bootstrapschaltungen oder selbstgetakteten Ladungspumpen, wenn man 100% Einschaltzeiten erreichen will.

zum IR3314:
Die Protected Fets sind natürlich super, ich habe auch schon ähnliche Typen eingesetzt.
Meine BSP75 waren wirklich so ziemlich unkaputtbar. Wobei das "Low Side" waren

Leider trat dann ein Problem in Erscheinung, dass sie für PWM Ansteuerung ungeeignet sind.
Durch die Schutzbeschaltung sind sie leider relativ langsam.

Mit 1KHz kannst man diese Teile nicht mehr betreiben.
Beim IR3314 wird 200 Hz angegeben
bei meinem BSP Typ waren es sogar nur 100 Hz

Wenn ich das richtig verstanden habe, möchte Alexander mit 1 KHz eine Regelung programmieren

Für eine Glühkerze braucht man keine PWM mit 1 kHz, da reichen auch 10Hz. Aber bei Schaltzeiten im dreistelligen µs Bereich braucht man wegen der Schaltverluste über PWM Frequenzen im kHz Bereich gar nicht nachzudenken.

Wenns wirklich schneller sein muß, nehme ich BTS7960. Selbst wenn man nur in einem Quadranten steuern will, spart man sich bei induktiven Lasten gleich die Freilaufdiode.

MfG Klebwax

[alexander_ro]

Ich habe da aber nur 12V also eher nicht wichtig für mich. Im übrigen ist das hier wie oben beschrieben kein Problem weil ihr von einem Idealem Transistor und einem Realen Mosfet sprecht. Gibt nur keine Idealen Transistoren.

Ja wegen der Schaltzeiten hatte ich ja gefragt aber leider fällt keinem was Produktives dazu ein ...
Man merkt aber das du so was nie gemacht hast die 10 Hz sind totaler Blödsinn. Wo willst Du die Energie her nehmen. Die Einschaltzeiten verlängern ... ja nur Dumm das Du dann die 8V an der Glükerze überschreitest. 500 Hz geht so gerade noch aber die Glühkerze brauch da schon viel länger bis sie richtig glüht.

Danke für die vielen Vorschläge die nichts mit dem Thema zu tun haben. Ich wollte wissen wie man die gezeigte Schaltung verbessern kann. Oder ob man schnelleres ausschalten nur durch die Verwendung von Halbbrücken erreichen kann.

[Moppi]

[?]
Den Widerstand von 1000 Ohm gegen GND verkleinern (100 Ohm bis 200 Ohm). Dazu die Glühkerze von S nach D verlegen.
Und/oder: einen zweiten BC517 mit Basis an Basis von BC516 anschließen - Kollektor an G und Emitter an GND.
[/?]

MfG

[Holomino]

Tja, vielleicht sollte man zuerst einmal den FET abklemmen und den Ausgang der Ansteuerung inklusive 1k-Widerstand auf Anstiegs-/Abfallzeiten mit dem Oszi untersuchen (mit der auf 1 nF gerundeten Gatekapazität kommt hier keiner auf ein schlüssiges Ergebnis). Infos über den Aufbau (Lochraster/Steckbrett/Platine, Zuleitungen, bei 8A speziell auch die Masseführung) wären auch nicht schlecht.

Alles andere ist Glaskugellesen - insbesondere, wenn ich lese, dass bei halbierter Frequenz eine andere Wirkung eintritt.

[alexander_ro]

Die Glühkerze verlegen geht nicht die ist mit Masse verschraubt im Gehäuse. Ich hätte das nicht so gemacht wenn es nicht sein müsste.

Den 1K Widerstand noch kleiner machen probiere ich mal.

Ja eine Halbbrücke ist mir auch schon eingefallen ... ich wollte aber erst mal wissen ob das so nicht auch geht.

Da hast Du nicht richtig gelesen wo steht das bei halber Frequenz etwas anderes passiert. Die Fallende Flanke des Rechtecks ist immer gleich langsam. Die steigende liegt bei wenigen ns.

Lochraster die Last hängt direkt an den Pins des Mosfet und die Masse ist mit dickerem Schaltdraht auf kurzem Weg zum Akku Anschluß. Der Schaltdraht ist etwas dicker als die Mosfet Pin ich weiß nicht welcher Querschnitt.

[Holomino]

Da hast Du nicht richtig gelesen wo steht das bei halber Frequenz etwas anderes passiert.

500 Hz geht so gerade noch aber die Glühkerze brauch da schon viel länger bis sie richtig glüht.

Das meinte ich. Bei gleichem Tastverhältnis aber unterschiedlicher Frequenz sollte sich da erst mal gar nix wesentliches tun.

Um festzustellen, woran es denn nun hapert, solltest Du als nächstes einmal mit dem Oszi Deine Versorgung überprüfen, d.h. Du misst Masse an der Quelle gegen Masse auf der Platine, das gleiche noch mit den 12V und den 24V, anschließend Versorgung (Masse gegen 12V) auf beiden Seiten. Wenn's da schon spukt (Ripple > 1V), kannst Du alle bisherigen Messungen/Berechnungen in die Tonne treten. Wahrscheinlich hast Du dann auf dem Oszi gesehen, wie sich die Masse über nen Elko gesiebt nach wegnehmen der Last langsam wieder nach unten zieht.

Mit Last Ugs messen. Daran hapert es? Ok, dann miss mal bitte Ug gegen Masse.

Danach Last (Glühkerze) ab und Ug noch mal messen.

Wenn der Rechteck am 1k vor dem Gate immer noch bescheiden aussieht, das Gate vom FET abtrennen.

Immer noch Mist? Spannungsteiler am PNP-Bipolar ändern.

Dann wissen wir vielleicht auch mal, wo der Fehler sitzen könnte.

[alexander_ro]

Wenn ich die Frequenz ändere muss ich das Tastverhältnis ändern. Weil sonst die 8V an der Glühkerze überschritten werden. Macht man die Frequenz kleiner wird bei gleichem Tastverhältnis ja die Einschaltdauer länger. Die Spannung benötigt aber nur die Zeit x um an der Glühkerze die 8V zu überschreiten. Daher darf ich eine gewisse Zeit ton nicht überschreiten. Deshalb geht das nicht mit 10Hz.

Den Rest den Du vorgeschlagen hast muss ich erst noch ausprobieren. Wenn ich mich recht erinner hatte ich einige Millivolt Divergenz zwischen Masse Akku und Masse Platine aber ich Messe das auch nochmal nach um sicher zu gehen.

<Edit>
Ich habe den Spannungsteiler des 24V Reglers so geändert das es nur noch 20V sind. War ja etwas zu hoch.
Ich habe auch bisher schon immer alles mit der Orginal Last (Glühkerze) gemessen.
Masse (Akku) - Masse (Platine) = 150 mV (An Verschiedenen stellen auf der Platine gemessen. 12 und 24V haben die gleiche Masse.)
Ugs = 6V (Die fallende Flanke hat gegen Ende eine sehr Runde Ecke.) Seit der Änderung von 24 nach 20V nur noch 100us lang.
Ug-Gnd = 12V

Ohne Last weiß ich nicht ob das gut ist wenn S in der Luft hängt. Ich habe mal eine kleine Glühbirne 21W mit den 8V betrieben und dann gemessen. Das ändert nichts an der Runden Ecke mit den 100us. Das wird ohne Mosfet auch nicht besser. Scheinbar bereits der PNP der langsam ausschaltet.
</Edit>

[Holomino]

Das Sterben der Glühwendel hängt doch nicht von der Peak-Spannung ab, sondern von der durchschnittlich zugeführten Leistung. Ob Du nun also 1kHz mit 40% oder 500Hz mit 40% fährst, sollte doch erst einmal Latte sein. Wie weit man mit der Frequenz heruntergehen kann, hängt einzig davon ab, wie schnell die Temperatur an der Glühwendel steigt.

Für mich sieht das wie eine Milchmädchenrechnung aus: Bei 8V fließen gut 8A, d.h. der Widerstand des Glühdrahtes liegt bei knapp einem Ohm. Um die Sache mit 12V zu betreiben, muss man die nominal zuzuführenden 64W über das Tastverhältnis knappe 50% (Bei einem Ohm und 12V fließen 12A=> 144W) an der PWM begrenzen.

[alexander_ro]

Im Durchschnitt ist das richtig aber Du verursachst halt Leistungsspitzen die machen die Glühkerze nicht sofort kaputt das hält die eine weile aus aber Du reduzierst damit die Lebenserwartung. Das was ihr vorschlagt würde funktionieren wenn eine Speicherdrossel vorhanden wäre die gross genug ist um bei 10Hz in aus Zeiten den Strom zu halten. Die ist aber mächtig gross wenn die Reglerfrequenz nur 10Hz ist.

[Moppi]

Ist denn das Ausschaltgeschwindigkeit jetzt ausreichend? - Du hast das doch immerhin schon von 150µs auf 100µs reduziert.
Und hat sich das positiv auf die Wärmeentwicklung ausgewirkt?

MfG