MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Der chaotische Hauptfaden

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Anse
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MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

Hallo,
ich habe hier eine Hirntote 3KVA USV liegen. Da dachte ich mir, da bastelst du schnell mal eine eigenen Ansteuerung dran mit einem µC.
Im Prinzip ist es relativ simpel. Der AC Ausgang besteht aus einer Halbbrücken, die wechselseitig zwischen einer Symmetrischen Zwischenkreisspannung hin und her schaltet. Sollte ja mit einem Sinus-PWM ansteuerbar sein. Allerdings Ist die Hardware ziemlich ungeschützt.
Alles Rechts der grünen Linie ist schon vorhanden. Der Übersicht wegen sind alle Schutzelemente, die das Gate schützen weggelassen worden.
Bild_2023-03-17_215254993.png
Alles links der grünen Linie ist von mir erdacht, um die Halbbrücke immer in einem sicheren Zustand zu halten. Die beiden FETs sind durch die "Select" Logik gegeneinander verriegelt. Das PWM Signal kann immer nur zu einem durchdringen. Das RC-Glied + Diode vor den Input des AND-Gatters soll eine unsymmetrische Death-Time erzeugen. Soll heißen, dass das Einschalten immer kurz verzögert wird und das Ausschalten fast sofort erfolgt. Durch den Schmittrigger Input der Gatter sollte ja ein sauberes Signal aus dem Gatter kommen. Die Bauteilwerte sind nur geschätzt. Die Death-Time könnte ich auch im µC erzeugen, ist mir aber etwas zu riskant.
Kann das klappen, oder ist das totaler Schwachsinn?
LG
Anse
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Bastelbruder
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Bastelbruder »

Totzeit wird gebraucht um gleichzeitiges Schalten beider Endstufen zu vermeiden. Hier wird mit Select bei PWM=0 umgeschaltet. Könnte bei rein ohmscher Last funktionieren, aber nicht wenn der Strom in der Phase verschoben ist. Es müssen beide Transistoren mit der PWM im Wechsel einschalten.

Was passiert wenn ... der Takt ausfällt? Dann bleibt eine Endstufe eingeschaltet und es kommt Gleichstrom raus? Das PWM-Signal kann dank seiner höheren Frequenz zwei etwas anders angeschlossene RC-Glieder versorgen.

TTL kann keinen nennenswerten Stroom sourcen, bloß sinken. Dafür hat man u.A. den Pullup erfunden. Die LEDs müssen nach Plus.
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Raja_Kentut
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Raja_Kentut »

Alles andere als die Verwendung eines Halbbrückentreibers wäre am falschen Ende gespart.
Die Dinger gibts mit Isolation, eingebauter Totzeit Gegeneinanderverriegelung und allem Pipapo.
Und per Bootstrap wird der "obere" Mosfet ohne eigene Highsidesupply angesteuert.
Gibts von STM, Onsemi, Infineon, Toshiba....
E_Tobi
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von E_Tobi »

Die gezeigte Schaltung macht die Ansteuerung MCU-Seitig recht kompliziert umzusetzen.

Ich würde die PWM-Erzeugung aufteilen, eine Highside-PWM und eine Lowside-PWM. Dazu, wie Raja_Kentut sagt, einen passenden Halbbrückentreiber mit interlock.
Die schalten meistens beide Kanäle ab, wenn beide Steuereingänge high sind.

Dadurch kannst du ganz normal die regulären (zuverlässigen, einfach zu nutzenden) PWM-Blöcke gängiger MCUs mit integrierter Deadtime-Erzeugung nutzen und bist trotzdem sicher gegen falsche Software.

Schutzschaltungen würde ich "außen rum" realisieren. Einen stehen gebliebenen Timer zum Beispiel kann man über den DC-Offset am Halbbrückenausgang erfassen.
Diese Schutzschaltung, Übertemperatur, Überspannung, etc. disablen dann einfach direkt den Halbbrückentrreiber über einen Extra-Pin, oder seine Steuereingänge.

Edit: Passend wäre z.B. ein Infineon 2ED21824S06J)

Edit2: Unsinn, die lowisde muss isoliert sein. Infineon 2EDS7165H wäre dann besser)
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ferdimh
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von ferdimh »

Im Bestand hat es doch einen Treiber, und das hat eine halbe Ewigkeit funktioniert. Ob der einen Interlock hat oder nicht, wissen wir nicht. Die Widerstands-Dioden-Kombi stellt eine Totzeit sicher, nur den 74LS08 sollte man besser durch eine CMOS-Variante ersetzen, die kann dann auch Strom treiben. Die LEDs gegen + wären zwar schöner, aber wenn die Masseverbindung im Bestand ist...

Ich denke, das tut schon so.

Der Einwand von Bastelbruder, dass man Vout=Vollanschlag abfangen sollte, ist aber valide...
E_Tobi
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von E_Tobi »

TLP250 ist einfach nur ein isolierter Einkanal-Treiber.
Wenn es wichtig ist die beiden zu erhalten würde ich die Verriegelung vielleicht so umsetzen:
Unbenannt.PNG
Hintergrund ist die Softwareseitige Umsetzung. Mit dem Select-Eingang muss die Software einen Timerausgang mit Brückentakt fix initialisieren, einen Kanal eines zweiten Timers (Edit: mit doppeltem Takt und synchronisierten Flanken) initialisieren und den dann (Edit:zu Beginn jeden Taktes) immer abwechselnd mit Highside- und Lowside-Duty ggf. abzüglich Deadtime vorladen, je nachdem wie select gerade steht.

Mit je einem "normalen" High- und Lowside-PWM-Ausgang muss die Software einmal den Timer mit einem Kanal, einem Ausgang, einem Invertierten Ausgang und einer Totzeit konfigurieren, und kann ab dann einfach eine Sinustabelle per Pointer und DMA in das Vergleichsregister des Timers laden. Die Hardware der MCU regelt alles, Softwareeingriff im Betrieb quasi null.
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Roehricht
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Roehricht »

Hallo,
Alles andere als die Verwendung eines Halbbrückentreibers wäre am falschen Ende gespart.
Die Dinger gibts mit Isolation, eingebauter Totzeit Gegeneinanderverriegelung und allem Pipapo.
Und per Bootstrap wird der "obere" Mosfet ohne eigene Highsidesupply angesteuert.
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das sehe ich auch so. Damit ist es einfach und sicher Brücken zu steuern. Die kosten fast nix mehr . In einem IC ist die Komplette Brückenansteuerung drin incl. Phasenumkehr Flip-Flop. Hier der IRS2453. Den gibts von International Rectum fryer, die Firma ist von Infineon aufgekauft worden.

Hier das DaBla: https://datasheetspdf.com/pdf-file/8063 ... IRS2453D/1

....und hier zu kaufen: https://de.aliexpress.com/i/32713994322.html

Die Dreiphasenversion davon habe ich in einem 42V/ 120W Drehsaftwandler verbraten. :D


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Wolfgang
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

Danke Jungs (und natürlich auch Mädels wenn anwesend ;) )
Ich habt mich gerade auf eine Denkfehler meinerseits gebracht. Die FETs müssen ja wechselseitig angesteuert werden und nicht erst der oberer für eine Halbwelle und danach der untere für die andere. Sondern wechselseitig mit sinusförmig ändernden PWM.
Und hängt euch bitte nicht an der Auswahl der Logik Bausteine auf. Hatte vergessen zu erwähnen, dass sie nur der Veranschaulichung dienen. Waren die ersten in der Liste.

Noch mal zu Klarstellung: Die Gatetreiber sind schon vorhanden und haben schon ausgezeichnet funktioniert. Es ist lediglich die steuernde Intelligenz durch einen doofen Fehler abgeraucht. Die Intelligenz sitzt auf einem eigenen kleinen angesteckten Platinchen und schaltet und verwaltet von dort aus. Das macht es ja auch relativ einfach eine eigenen Lösung anzuflanschen. Allerdings gibt es nichts in der noch intakten Hardware, die verhindern kann, dass beide FETs gleichzeitig an geschalten werden können. Die Schaltung ist wahrscheinlich auf der defekten Steuerplatine. Das nachvollziehen der Schaltung ist Dank äußerst umständlicher Leiterbahnführung alles andere als lustig. Dachte, vielleicht gibt es da eine Standartlösung und ich bin nur bisher nicht darauf gestoßen.

Die Gatetreiber sind auch sauber aufgebaut. Es gibt einen Schaltwandler, der jeweils für die Highside und Lowside eine eigene galvanisch isolierte Spannung bereitstellt.
E_Tobi
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von E_Tobi »

Ist die Hardware der USV dafür gedacht eine Sinus-PWM zu machen? Wenn ja, ist bekannt mit welcher Frequenz?
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

E_Tobi hat geschrieben: So 19. Mär 2023, 14:43 Ist die Hardware der USV dafür gedacht eine Sinus-PWM zu machen? Wenn ja, ist bekannt mit welcher Frequenz?
Ja 50 Hz, lief ja schon bis ich beim Basteln eine verheerende Fehler gemacht hab :roll:
Der Plan war, eine online USV schwarzstartfähig zu bekommen. Beim Messen am Controller bin ich abgerutscht und jetzt wird der uP nur noch heiß. Klassiker halt.
Im Moment bin ich dran die original Schaltung zu reverse engineeren. Im Besten Fall kann ich einfach einen neuen Prozessor einsetzen mit eigener Firmware. Netterweise haben sie den Prozessor damals gesockelt eingebaut.
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Alexander470815
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Alexander470815 »

Anse hat geschrieben: So 19. Mär 2023, 15:08 Der Plan war, eine online USV schwarzstartfähig zu bekommen.
Sind die das nicht meistens? Eine Taste für länger gedrückt halten und das Teil geht an.

Für die Anwendung hier, Sinus PWM Erzeugung, könnte ein EG8010 Asic interessant sein.
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von E_Tobi »

Wenn die Brücke mit 50Hz läuft, ist's ja ein Rechteck bzw. Quasi-sinus.

Wenn's ein sinus wäre, müsste die Brücke eher Richtung 20kHz aufwärts laufen, was die Schaltverluste über den Daumen gepeilt vervierhundertfacht, und es ist ein rekonstruktionsfilter an der Brücke erforderlich.
Deswegen Frage ich, nicht dass der Plan ist eine usv mit quasi-sinus aufzubohren.
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

Alexander470815 hat geschrieben: So 19. Mär 2023, 15:12 Sind die das nicht meistens? Eine Taste für länger gedrückt halten und das Teil geht an.

Für die Anwendung hier, Sinus PWM Erzeugung, könnte ein EG8010 Asic interessant sein.
Dachte auch, dass das Modelle das kann, ging halt nur leider nicht und die Dokumentation ist eher sparsam mit Infos. Es handelt sich dabei um eine ULT-3000 RM von Powercom. ca. 15 Jahre alt. Leider auch das Modell ohne RS232. Sonst hätte ich da vielleicht ein paar Infos extrahieren können. Obwohl die Genug Batteriespannung anlag und auch nicht eingebrochen ist, wollte das Teil nicht starten. Am Netzt angeschlossen lief sie auch gut. Heißt also, DC Zwischenkreis wir aus dem Netzt gespeist, und der Inverter macht wieder AC draus.

Den EG8010 kenne ich sogar. Allerdings kam mir das Teil etwas overkill vor. Das PWM macht ein AVR auch.
E_Tobi hat geschrieben: So 19. Mär 2023, 18:01 Wenn die Brücke mit 50Hz läuft, ist's ja ein Rechteck bzw. Quasi-sinus.

Wenn's ein sinus wäre, müsste die Brücke eher Richtung 20kHz aufwärts laufen, was die Schaltverluste über den Daumen gepeilt vervierhundertfacht, und es ist ein rekonstruktionsfilter an der Brücke erforderlich.
Deswegen Frage ich, nicht dass der Plan ist eine usv mit quasi-sinus aufzubohren.
Die Schaltfrequenz ist natürlich höher als 50Hz. Nach der Halbbrücke ist noch ordentlich Ferrit, welches filtern soll.
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Finger
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Finger »

Roehricht hat geschrieben: Sa 18. Mär 2023, 21:05 Den gibts von International Rectum fryer, die Firma ist von Infineon aufgekauft worden.
Ernsthaft? Ist die Info hier nicht mehr aktuell?

Code: Alles auswählen

	
International Rectifier

Vishay hat am 15. Aug. 2008 ein Übernahmeangebot an International Rectifier gemacht, das von International Rectifier jedoch abgelehnt wurde.

International Rectifierhat im April 2007 sein "Power Control Systems Business" an Vishay verkauft. Dies betrifft die Produktlinien: discrete planar MOSFETs, discrete diodes and rectifiers, discrete thyristors, multi-chip modules.

International Rectifier hat 2000 Omnirel übernommen und zunächst als Tochterfirma weitergeführt. Später wurde Omnirel ganz integriert.
International Rectifier hat 2000 Unisem übernommen.
Quelle: http://www.aufzu.de/semi/interrec.html
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barclay66
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von barclay66 »

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Finger
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Finger »

Aufzu lässt nach :?
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Fritzler
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Fritzler »

Finger hat geschrieben: Mo 20. Mär 2023, 11:55 Aufzu lässt nach :?
Jeder frisst grade jeden, das liegt nich am Alter, dass man da nimmer hinterher kommt :lol:
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Roehricht
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Roehricht »

Hallo,

was ist ein
rekonstruktionsfilter
.

Wenn die Brücke mit 50 Hz Rechteck geschaltet wird kommt ein LC Resonanzkreis dahinter. Fertig ist der Sinus. L und C gross machen damit L und C Anteile der Last das Teil nicht mehr nennenswert verstimmt.

Bei einer Ansteuerung mit Sinus modulierter PWM braucht man nur Oberwellenfilter die den PWM Träger aus der Nutzfrequenz rausfiltern.

Das IC für ein Vollbrücke steuert die Transistoren Diagonal. der kann mit PWM oder simpel Rechteck gesteuert werden.

Es gibt ne App-Note für diese ICs.

73
Wolfgang
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

Ein Filter gibt es am Ausgang. Allerdings nur viel Induktivität, und wenig C. Da schließe ich mal einen Rekonstruktionsfilter aus.

Ich analysiere gerade die bestehende Ansteuern. Auch um dabei was zu lernen. Das dauert etwas. Nur mit der Geduld.
Eine Erkenntnis: der original uP von Atmel hat keine PWM Hardware. Das erklärt, warum es Recht viel diskrete ICs braucht. DAC und OPVs. Damit wird wahrscheinlich das PWM Signal erzeugt.
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von E_Tobi »

Roehricht hat geschrieben: Mo 20. Mär 2023, 23:32 was ist ein
rekonstruktionsfilter
.
Ein Filter das die Schaltfrequenz möglichst unterdrückt und das Nutzsignal durchlässt.

Kannst du Mal Beispiele dafür geben wie an der Stelle ein Schwingkreis genutzt wird? Spannung unabhängig von Kapazität und Induktivität der Last ist das eine, aber die Abhängigkeit von der Wirklast ist auch kritisch...

Viel L und wenig C im Filter kann schon passen, 15uH / 180nF ist zum Beispiel ein passendes Filter für fullrange Class-D.
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Bastelbruder
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Bastelbruder »

Ein Filter welches nicht bloß die Schaltfrequenz unterdrückt, sondern auch deren Oberwellen. Da läßt sich tatsächlich einiges machen. In Halbleiter-Schaltbeispiele 1970 von Siemens ist eine Beschreibung zur Wirkungsgradverbesserung von HF-Endstufen, der Trick wurde auch in der Röhrenendstufe des Senders Mühlacker 576 kHz angewendet.

Die Idee von Baxandall ist den Besserwissern erst Jahrzehnte später aufgefallen. Das passiert, wenn man's nicht zum Patent meldet.

Nicht zu verachten sind allerdings die Blindleistungen, die in solchen Schwingkreisen umeinandergeschaukelt werden. Die überschreiten die gefilterte Wirkleistung oft um das Doppelte.
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

Weiter geht es. Die Ansteuerung läuft. Schaltplan kommt noch. Grundprinzip ist eine Verrieglung der Ausgänge in der Hardware und eine Taktüberwachung per retriggerbares Monoflop, welches beim Ausfall des Taktsignals länger als einige mS beide Ausgänge deaktiviert (Genaue Zeit muss noch ausgerechnet werden...). Funktioniert jedenfalls super.
Jetzt geht es bei einer anderen Baustelle weiter.
Der LC Ausgangsfilter sieht so aus:
Bild_2023-05-09_211649797.png
Die Induktivität habe ich raus gemessen per Resonanzfrequenz mit Kondensator und die Kapazität steht auf den Kondensator drauf.
Diverse Rechner für LC Filter sagen ca. 2 kHz Grenzfrequenz. Also einfach mal 10kHz SPWM drauf und 100W Leuchtobst an den Ausgang. Das kommt raus:
Bild_2023-05-09_210548391.png
Das Ausgangssignal sieht nur bei geringer Spannung halbwegs Sinusförmig aus.
Hier mal mit 500V P-P bei 10 kHz PWM Frequenz. Das wäre ok, aber halt etwas wenig Spannung.
Und etwas mehr Peak Duty cycle:
Bild_2023-05-09_212147143.png
P-P nähert sich jetzt dem Zielwert, ist aber jetzt ordentlich verzerrt. Ich habe jetzt schon PWM Frequenzen von 3-20 kHz durchprobiert ohne große Verbesserung. Wo kommen die Verszerrungen her?

Bzw. was wäre eigentlich der professionelle Regelansatz für einen echt Sinus Inverter? Es kommt ja auch noch dazu, dass der Spannungseinbruch durch Lastschwankungen ausgeglichen werden soll. Ein recht aufwendige Lösung sehe ich darin, die Sinusspannung Closed-Loop zu regeln nach einer Referenzkurve.
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ferdimh
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von ferdimh »

Wie sieht deine Versorugngsspannung aus?
Ich könnte mir vorstellen, dass die bei der Blindleistung, die der Eimer in die 20µF treiben muss (330VA!) eine etwas wackelig dimensionierte Besaftung wild tanzen lässt.
Der Dreck aus der Besaftung wird dann praktischerweise in die Ausgangsspannung reinmultipliziert.

Zur zweckmäßigen Regelung ist es hilfreich, nicht Vout zu regeln (da macht die Regelschleife sehr viele Kopfschmerzen), sondern das Geschalte vor der Drossel abzunehmen, einpolig tiefpasszufiltern und dann als Feedback heranzuziehen. Das LC-Netzwerk ist für niedrige Frequenzen halbwegs linear.
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

ferdimh hat geschrieben: Di 9. Mai 2023, 22:09 Wie sieht deine Versorugngsspannung aus?
Ich könnte mir vorstellen, dass die bei der Blindleistung, die der Eimer in die 20µF treiben muss (330VA!) eine etwas wackelig dimensionierte Besaftung wild tanzen lässt.
Der Dreck aus der Besaftung wird dann praktischerweise in die Ausgangsspannung reinmultipliziert.
Danke, werde ich prüfen. Die Blindleistung durch den Filter hatte ich gar nicht so auf dem Schirm. Ich ha. Jetzt schon einige Projekte gesehen, die nur L Filter haben. Was soll der C eigentlich bewirken in einem AC Inverter?

Den Rest, denn du schreibst, versuche ich zu verstehen, wenn ich etwas wacher bin.
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ferdimh
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von ferdimh »

Der Trick mit dem Kondensator ist, dass so aus dem Tiefpassfilter ein Filter 2. Ordnung wird, und die Schaltfrequenz auf dem Ausgang so viel viel viel besser unterdrückt wird.
Außerdem wird die ganze Chose unabhängiger von der Last.
Bei "nur-L" am Ausgang besteht die Gefahr, dass ein externer Kondensator die Resonanzfrequenz des Gebildes genau auf die Schaltfrequenz bringt (und sich dann alles katastrophal aufschwingt).
Liegt die Resonanz erst mal unter der Schaltfrequenz, kann sie kein externer Kondensator mehr in den gefährlichen Bereich bringen.

Um das Ganze in EMV-Grenzwerte zu würgen, sind dann noch 1-2 Filterstufen mehr erforderlich...
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

ferdimh hat geschrieben: Di 9. Mai 2023, 23:09 Der Trick mit dem Kondensator ist, dass so aus dem Tiefpassfilter ein Filter 2. Ordnung wird, und die Schaltfrequenz auf dem Ausgang so viel viel viel besser unterdrückt wird.
Außerdem wird die ganze Chose unabhängiger von der Last.
Bei "nur-L" am Ausgang besteht die Gefahr, dass ein externer Kondensator die Resonanzfrequenz des Gebildes genau auf die Schaltfrequenz bringt (und sich dann alles katastrophal aufschwingt).
Liegt die Resonanz erst mal unter der Schaltfrequenz, kann sie kein externer Kondensator mehr in den gefährlichen Bereich bringen.

Um das Ganze in EMV-Grenzwerte zu würgen, sind dann noch 1-2 Filterstufen mehr erforderlich...
Klingt einleuchtend :!: Was mich jetzt noch interessieren würde, ob es für einen gegebenen LC Filter eine Ideale PWM Frequenz gib?
ferdimh hat geschrieben: Di 9. Mai 2023, 22:09 Wie sieht deine Versorugngsspannung aus?
Ich könnte mir vorstellen, dass die bei der Blindleistung, die der Eimer in die 20µF treiben muss (330VA!) eine etwas wackelig dimensionierte Besaftung wild tanzen lässt.
Der Dreck aus der Besaftung wird dann praktischerweise in die Ausgangsspannung reinmultipliziert.
Also, der DC Zwischenkreis ist sehr stabil. In dem Bereich, wo die Verzerrungen auftauchen, wakkelt er um 4V laut Oszi. Das würde ich jetzt mal als akzeptabel abhaken. Aber der Hohe Blindstromanteil erklärt mir jetzt auch, warum die Induktivität doch recht warm wird.
ferdimh hat geschrieben: Di 9. Mai 2023, 22:09 Zur zweckmäßigen Regelung ist es hilfreich, nicht Vout zu regeln (da macht die Regelschleife sehr viele Kopfschmerzen), sondern das Geschalte vor der Drossel abzunehmen, einpolig tiefpasszufiltern und dann als Feedback heranzuziehen. Das LC-Netzwerk ist für niedrige Frequenzen halbwegs linear.
Interessanter Ansatz, werde ich auf jeden Fall mal testen.
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ferdimh
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von ferdimh »

Anse hat geschrieben: Mi 10. Mai 2023, 19:14 Klingt einleuchtend :!: Was mich jetzt noch interessieren würde, ob es für einen gegebenen LC Filter eine Ideale PWM Frequenz gib?
Nicht wirklich. Das ist eher ein Verlustekompromiss: Niedrige Frequenz -> Verluste in der Spule
Hohe Frequenz -> Verluste in den Leistungshalbleitern. Der Gesamtwirkungsgrad hat irgendwo in der Mitte ein Maximum. Der C spielt da kaum mit, wenn man sich deutlich über der Resonanzfrequenz bewegt.
Aber der Hohe Blindstromanteil erklärt mir jetzt auch, warum die Induktivität doch recht warm wird.
Das wird eher die Schaltfrequenz selbst sein, die eben auch zu erheblicher Ummagnetisierung des Kerns führt. Ich vermute, dass die Erwärmung auch auftritt, wenn man die Kiste permanent mit 50% Duty Cycle hin und her schalten lässt.
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

Ich komme gerade nur täglich nur 1-2 Stunden zum Frickeln. Und es gibt auch noch drängendere Probleme. Darum geht es hier nur in kleinen Schritten weiter.
ferdimh hat geschrieben: Mi 10. Mai 2023, 23:42 Das wird eher die Schaltfrequenz selbst sein, die eben auch zu erheblicher Ummagnetisierung des Kerns führt. Ich vermute, dass die Erwärmung auch auftritt, wenn man die Kiste permanent mit 50% Duty Cycle hin und her schalten lässt.
Ich war mir zwar bewusst, dass da Blindleistung hin und her schwingt aber die Größenordnung war mir nicht ganz klar. Jetzt habe ich mal ein Experiment gemacht. Im Leerlauf habe ich eine Windung aus einem 0,5mm² durch die Kerne des Ausgangsfilters gelegt und kurz geschlossen.
So:
IMG_20230515_204834.jpg
Das Bild ist eine Nachstellung, da ich so schnell kein Foto machen konnte, wie das Kabel angefangen hat zu rauchen :shock:
Wie hast du eigentlich die 330VA Blindleistung von weiter oben berechnet? Ich hab nämlich den Verdacht, dass sie schon ein Satz Halbleiter auf dem Gewissen hat....
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ferdimh
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von ferdimh »

Die Blindleistung folgt nur aus dem Kondensator:
Z=-j/(2*p*i*f*C)=-j/(314*20*10^-6) Ω= -159jΩ.
Für die weitere Rechnerei ist nur der Betrag entscheidend.
also I=U/|Z|=230V/159Ω=1.45A
daraus folgt Scheinleistung S=U*I=333VA
Da wir keine Wirkleistung haben ist Blindleistung=Scheinleistung.

An den Drosseln fällt die Schaltfrequenz mit voller Amplitude ab. Eine Einzelwindung hat die Schaltfrequenz mit entsprechend geringerer Spannung und größerem Strom voll drauf. Zum Glück war der Draht nicht dicker, sonst hätten es dir vermutlich die Transistoren übel genommen...
Anse
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Re: MOSFET Halbbrücke sicher ansteuern?

Beitrag von Anse »

ferdimh hat geschrieben: Mo 15. Mai 2023, 22:19 Die Blindleistung folgt nur aus dem Kondensator:
Z=-j/(2*p*i*f*C)=-j/(314*20*10^-6) Ω= -159jΩ.
Für die weitere Rechnerei ist nur der Betrag entscheidend.
also I=U/|Z|=230V/159Ω=1.45A
daraus folgt Scheinleistung S=U*I=333VA
Da wir keine Wirkleistung haben ist Blindleistung=Scheinleistung.

An den Drosseln fällt die Schaltfrequenz mit voller Amplitude ab. Eine Einzelwindung hat die Schaltfrequenz mit entsprechend geringerer Spannung und größerem Strom voll drauf. Zum Glück war der Draht nicht dicker, sonst hätten es dir vermutlich die Transistoren übel genommen...
Danke für die Erklärung, da kann sogar ich folgen :!:
Klar, die Transistor können so Experimente übel nehmen. Darum nur kleiner Querschnitt und stark reduzierte Zwischenkreisspannung. +-50V. Sonst hätte ich es nie gemacht.
Das gleiche hab ich auch mal an einem Stepdown Wandler getestet. War schon beeindruckend, dass eine Windung genug Spannung liefert, um eine weiße LED zum Leuchten zu bringen.
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