Zero-Detection an Drain-Source von High-Voltage MOSFET

[Nils (Gast)]

Hi,

ich habe ein MOSFET (wie in einer PFC) mit bis 800V Drain-Source 
Spannung der auf eine Spule schält im nicht kontinuierlichen Strommodus 
(DCM). Wie in einem Hochsetzsteller oder Tiefsetzsteller gibt es eine 
Freilaufdiode die ebenfalls durch ein MOSFEt ersetzt ist für -> 
synchrone Gleichrichtung.

Ich möchte jetzt detektieren wann der Spulenstrom gerade auf Null 
abgeklungen ist um mit diesem Signal dann das MOSFET das die Diode 
nachbildet auszuschalten. Da eine Strommessung IL nicht in Frage kommt 
geht das ganze über die Spannungsmessung U am eingeschalteten (Rdson) 
MOSFET (U=Rdson*IL)

D.h. ich möchte ein Spannung im Bereich -5V ... 800V mit einer Spannung 
von 0V (oder bis -25mV) vergleichen. Das Comparatorausgangssignal sollte 
möglichst max 10ns verzögert vorhanden sein.

Vorschläge?

[Linüx (Gast)]

Nils schrieb:
> Da eine Strommessung IL nicht in Frage kommt
> geht das ganze über die Spannungsmessung U am eingeschalteten (Rdson)
> MOSFET (U=Rdson*IL)

Rdson ist u.A. abhängig Junctiontemperatur und leider auch vom Strom. 
Aber null sollte immernoch Null sein. Also Differenzverstärker mit OPV 
und ab an ADC oder Komparator (mit invertiereden Ausgang) der dann eine 
"Diode" schaltet.

Nils schrieb:
> das MOSFET

Der MOSFET, mein Junge, DER MOSFET, nicht das Mosfet ...

[Nils (Gast)]

OK, also Differenzverstärkung:

- Messung zwischen V_DS und Leistungsmasse

--> Da ein Comparator ja z.B mit Spannungen < 5V arbeitet muss ich die 
V_DS Spannung von max 800V um Faktor 1/160 mit einem Widerstandsteiler 
runterteilen. D.h. reale negative 10mV sind dann nurnoch ca 62 µV. Ist 
das noch hinreichend genau erfassbar?

Ist das die beste Lösung oder gibt es eine andere Alternative? Ich habe 
bedenken ob die Genauigkeit/Auflösung ausreicht nach diesem großen 
Teilverhältnis.

Danke
Nils

[Alexander Schmidt (esko) (Gast)]

Nils schrieb:
> --> Da ein Comparator ja z.B mit Spannungen < 5V arbeitet muss ich die
> V_DS Spannung von max 800V um Faktor 1/160 mit einem Widerstandsteiler
> runterteilen.

Nein. Du machst eine Schutzschaltung aus einem Widerstand und einer 
Diode gegen +5V. Somit liegen maximal 5,5V an dem Komparator an.
Aber Achtung: Das ergibt einen Tiefpass durch die parasitäre Kapazität 
der Diode. Du musst schauen ob das schnell genug ist.

[Nils (Gast)]

Schaltungsvorschlag? Irgendwie so wie eine IGBT Desat Beschaltung von 
einem Gatetreiber?

[Nils (Gast)]

Kann das funktionieren lt. Anhang?

Rvce = 1 MOhm (auf mehrere R's verteilt um die Spannungsfestigkeit der 
Widerstände einzuhalten)

Ra/Ca: Tiefpass mit Zeitkonstante von 5ns, Ra niederohmig

Rd, wozu?

-> oder muss ich an "-" des Comparators nicht mit Masse vergleichen 
sondern mit einer bisschen höheren Spannung?

Danke,
Nils

[Falk B. (falk)]

@ Nils (Gast)

>Kann das funktionieren lt. Anhang?

Theoretisch / statisch ja, praktisch, dynamisch nein.

>Rvce = 1 MOhm (auf mehrere R's verteilt um die Spannungsfestigkeit der
>Widerstände einzuhalten)

Und wie willst du dann auf 10ns Schaltzeit kommen?

C = tau / R = 10ns / 1M = 10fF. Hust

Selbst mit 1K wäre es schon sportlich.

Ergo. So einfach geht es nicht.

AFAIK messen diverse "intelligente" MOSFETs nicht direkt über 
Drain/Source, sondern haben einen zusätzlichen Messhunt im IC. Dort gibt 
es keine exorbitanten Spannungsänderungen.