Folgende Situation: Ich habe einen Buck/StepDown Converter, der ein PWM Signal bekommt. Das Signal geht auf einen Syncronen Buck treiber, den tps28225. Datenblatt: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps28225.pdf Dieser Treibt folgende 2 Mos (jeweils HighSide und LowSide) http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NTMFS4946N-D.PDF Lege ich als Eingangsspannung ca. 20V an, bekomme ich an Phase ein komisches geschwinge, das ich mir nicht erklären kann. Habt ihr eine Idee, woran das liegt? Erklärungen? und wie man das beheben kann? Kleinere N-Mos, nämlich diese hier: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NTMFS4939N-D.PDF haben schon bei deutlich geringeren Spannungen (ca. 14V) dieses Phänomen aufgezeigt, und sind mir dann abgeraucht und haben den Treiber über den Jordan genommen. Auch hier habe ich keine Erklärung. Könnt ihr mir bitte helfen?
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Das sieht fast wie Shoot-Through aus. Kann aber ja eigentlich nicht sein. Alles schön abgeblockt direkt am MOSFET Treiber? Zeig mal den Aufbau/Layout.
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Update: Bin gerade mit der Frequenz auf 1Mhz hoch (hier zu sehen: 500kHz), da existiert das Problem nicht. Aber anbei mal mein Aufbau mit Beschriftung.
Erste Frage:
Wo ist der Schaltplan??
Zweitens:
>Eingangsspannung ca. 20V an
Wie gross ist die Spannung an deinem FET zwischen Gate und Source? Und
wie gross darf diese lt Datenblatt werden?
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Vgs ist ca. 7V und kann eigentlich wegen dem BootStrap-Cap nicht höher als 7V werden. VGs max laut MosDatenblatt bei +- 20V. Schematics im Anhang, ist aber wirklich nix besonderes.
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Update: Gerade fest gestellt, dass bei ca. 18V der gute Treiber kurzzeitig das Gate ausschaltet und die Diode greift. Grumel. Ideen? Erläuterungen zur Grafik: Gelb: Phase Blau: LowSide Gate Alle Potenziale gegenüber GND.
Sieht eigentlich gut aus. entweder Du schickst so ein PWM Signal oder Du stöhrst auf EN oder Du hast ein UVLO Problem, das beim nachladen des Bootstrap Kondensators Deine Spannungsversorgung zu sehr einbricht. Kann aber fasst nur passieren wenn du versehentlich einen TPS28226 drin hast. Thermal shutdown können wir wohl ausschliessen. Miss mal Pin 7 und beachte was unter Tabelle "Terminal Finctions" für Pin 7 im Datenblatt steht. (Seite 9) viel Erfolg Hauspapa
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Erstmal vielen Dank für deine Antwort! Zu dem PWM-Signal: Was denkst Ihr über das PWM Signal? Es ist mit einem 1:10 Tastkopf gemessen. Siehe Anhang. Ich würde sagen, da habe ich bei der PWM-Leiterbahnführung Mist gebaut, da man PWM Signal direkt unter den 2 Spulen durch geht - das muss ich bei der nächsten Revision korrigieren. EN: Wird geringfügig gestört, ca. 100mV, das denke ich ist aber noch im halbgrünen Bereich. Die Spannungsversorgung passt auch. Meine Problemvermutung&Lösungsansatz: Die Spule kuppelt in die PWM Signal ein, und stört gewaltig. Ich würde jetzt mal 100p GND-Phase reinlöten, in der hoffnung dass es dann so passt. Natürlich muss in der nächsten revision die PWM-Leitung besser verlegt werden.
Frage: Ist der 100pF Ansatz praktikabel oder gibts da eine andere Lösungsmöglichkeit?
Hmmm, wo auf dem Bild ist denn die PWM Leitung? Das sieht mir nach geschirmten Spulen aus. Kann mir kaum vorstellen, dass die so einen Effekt auf die PWM-Leitung haben. Vermutlich sinds eher Masseprobleme? Oder die PWM-Leitung ist sehr lang und wird mit einer sehr steilen Signalflanke getrieben und was du siehst sind Reflexionen.
Wo ist die PWM: Im Oszibild die blaue Leitung, in der Grafik ist die Leiterbahn ausgeblendet, da die auf einem anderen Layer läuft. Ja, die Spulen sind geschirmt. Die PWM Leitung geht wirklich über den ganze PCB (ca 5-7cm Leiterbahn), da das Signal von einem MCU generiert wird, der Analogkrempel benötigt, und das eben möglichst weit weg vom Schaltregler sein sollte. Wie bekomme ich denn diese Spikes weg? 100p wäre mal mein intuitiver Ansatz gewesen, Widerstände können laut Datenblatt vom Treiber nicht eingebaut werden. Besser Vorschläge? Nachtrag zum Thema GND-Verzug: ich habe gerade mal eine Leitung genommen und GND-Controller zu GND-PWMDRIVER gelegt: Kein Unterschied.
Kondensator auf der Leitung geht, darf aber nicht viel grösser werden als Deine 100p. Sonst gibt es schnell mal Probleme mit Groundanhebungen was andere Schlatkreise evtl. Missinterpretieren. Ähnliche Probleme hatte ich schon in der Ansteuerung einer 400V Brücke für eine Hochspannungskaskade. Da war die EMV aber auch... schönes Wochenende Hauspapa
Noch etwas: Ich hatte sowas schon in der Ansteuerung von IGBT Modulen. Genauer 3 Level Module von Infineon mit 200A. Bei 800V Zwischenkreis hat mich glücklich der Überspannungsschutz vom Treiber gerettet. Weil: Beim 3 Level Umrichter muss man Ein- und Ausschaltreihenfolgen der Halbleiter beachten sonst knallts. Wenn da Stöhrungen Mist machen wird es schnell laut und teuer. Heute hüte ich Kinder, nicht das das ruhiger währe... schönes Wochenende Hauspapa
Statt dem Kondensator würde ich lieber einen Widerstand mit 47R oder auch 100R in Reihe legen (an der Signalquelle!) und dann mal schauen, wie das Signal aussieht. Das bringt aber nur dann was, wenn das Problem tatsächlich was mit Reflexionen zu tun hat. Wie hoch sind die Signalanstiegszeiten? Dafür sprechen würde, dass nach JEDER (positiven/negativen) Flanke so eine Art Ringing zu sehen ist. Wenn die Leitung wirklich so lang ist, kann es aber auch sein, dass da Störungen eingestreut werden. Schaltest du noch irgendwas "dickes" in nächster Umgebung?
Okay, Ich operiere mal ein 47R Widerstand (möglich nahe zum MCU) in die Platine rein, und melde mich dann wieder mit Messergebnissen. Deine Argumentation klingt logisch. Aber bei einer früheren Version hatte ich das Problem nicht, da war die Leiterbahn "ganz oben" an der Platine. Daher geht momentan meine Vermutung Richtung Einkopplung (aber ich hoffe, dass ich mich täusche!) 100pF werde ich auch mal probieren. Was ich dickes Schalte? Well, Der Regler soll mal auf 8A kommen... Eigentlich nur den Regler, aber der ist im Lehrlauf, da kann es durchaus sein, dass da Ladung hin- und hergeschoben wird und dann entsprechende Ströme zustande kommen. Die anderen Transistoren auf der Platine haben keine Taktfunktion, sondern nur der Verpolschutz und da schaltet eigentlich nichts (jedenfalls so häufig, dass es bei genau jeder Taktflanke zu sehen ist). @Hauspapa: Schick mir mal eine PN mit deiner Email.
Kondensator: Hat nix geholfen, wahrlich garnix. Als ich dann beim Messen meinen Treiber über den Jordan geschickt habe, habe ich entschlossen eine neue Platine zu ordern, diesmal nochmals deutlich besser verlegte PWM Leitung und (noch) direktere GND Rückleitungen vom Treiber. Reflexionen habe ich getestet, indem ich den Treiber ausgeschaltet habe (Software) und mir dann das PWM Signal angeschaut habe. Da tritt der Effekt nicht auf, folglich scheidet die Fehlerursache aus... Falls ein Experte Lust hat, die Platine mal drüber zu schauen (KICAD), kann er sich gerne bei mir per PN melden, ich schicke ihm dass dann zu. Danke an alle schon mal für die Hilfe, ich melde mich in der nächsten Revision hier nochmals und update.
Wieviel Strom ziehst du am Ausgang? Bzw wie groß ist die Schaltfrequenz, Dutycycle, Ausgangsspannung, etc? MFG Fralla
Bei folgenden Konditionen wurde gemessen: Iout=0A f=500kHz bis 1Mhz (siehe oben) D=~0.5 Uout=Uin/2=~9V
Michael H. schrieb: > Gelb: Phase > Blau: LowSide Gate > Alle Potenziale gegenüber GND. Hast du Ground-Bouncing (wurde schon ein paar mal vermutet)? Wie sieht denn der Treiber-GND gegenüber dem uC-GND aus? Schaltet evtl. das enable den Treiber ab? > Lehrlauf > Stöhrungen Geht das auch ohne die vielen unnötigen "h"? Das liest sich dann irgendwie... naja, weniger ruppig...
Ich stelle mal hier meinen Entwurf zur Diskussion. TI gibt für den TPS28225 etliche Verbindungen 'as close as possible' vor. Das scheint zunächst für sämtlich alle Connections nicht möglich. Wenn man aber einen Typ verwendet, bei dem 2 MOSFETs in einem Gehäuse untergebracht sind, sieht die Sache schon wesentlich freundlicher aus: http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=csd86350q5d&fileType=pdf Mittlerweile gibt es einen aktuelleren Typ mit 30V: http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=csd87353q5d&fileType=pdf mfg Bernd
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Okay, ich habe das Layout überarbeitet - SWN passt diesmal auch deutlich und wird nicht verzerrt. Aber scheinbar mag der Treiber mich nicht (oder besser gesagt, dass was ich mache): Überschreitet man eine gewisse Eingangsspannung (z.B. 18V) Gibt der Treiber nicht das Soll PWM Signal wieder. Hilfe! Erklärung zu den Oszibildern: Gelb ist Switchnode (SWN), Blau ist PWM Signal vom MCU. Was ich gecheckt habe: 1. PWM Signal (passt, siehe Bilder) 2. ERRORFLAG wird vom Treiber nicht gesetzt. D.h. Enable ist konstant High. Was sollte man checken?
Dumme Frage aber hast du mit dem GND-Kabel vom Oszi gemessen? Wenn ja dann fängst du dir das Magnetfeld der Spulen und alles andere ein. Nimm dir ein stück dünnen Draht und wickle ihn um die GND-Fläche des Tastkopfes und fixire mit Tesa. Danach nochmal messen und das Stückchen Draht ist deine Masse.
@Rene: Ich weist nicht was du meinst, sorry. Ich habe mit dem GND-Kabel vom Oszi gemessen, und das um den Tastkopf rumgewickelt. Denke aber nicht, dass ich hier groß Noise gemessen habe.
Es macht nen Riesen-Unterschied was Störungen angeht ob du das GND-Kabelschwänzchen vom Oszi nimmst oder den GND sehr kurz über nen Draht anbindest. Viele Spikes verschwinden mit ordentlicher GND-Anbindung einfach... Man sieht das natürlich nur wenn man ein 500MHz oder besseres Oszi hat ;-)
Kann ich auch nur bestätigen. Versuch mal eine Messung mit dem Tastkopf gemäß mittlerem Bild: Beitrag "Re: Mosfet Halbbrücke hat starke Überspannungen am unteren FET"
Haben sich die Probleme lösen lassen? Für mich währe schon nach interessant warum auf dem letzten Oszibild der Ausgang (gelb) low wird während der Eingang (blau) noch auf high bleibt. Die kleine Nadel mal garnicht beachtet. schönes Wochenende Hauspapa
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