MOSFET-Treiber & Trafodrähte

[kuma (Gast)]

Hallo zusammen,

ich muss einen Resonanzwandler simulieren (Ausgangsspannung: 50V 
Ausgangsstrom: 4A) und schließlich bauen und kenne mich in einigen 
Dingen leider nicht so gut aus. Ich habe sowohl noch nie eine Halbbrücke 
als auch einen Trafo gebaut, also vielleicht sind die Fragen trivial, 
oder ich habe falsche Vorstellungen. Bitte seid gnädig ;)

1. Die Halbbrücke:
Die Halbbrücke, die die Rechteckspannung (50V, 100-200kHz) für den 
Resonanzkreis erzeugt, besteht aus zwei n-Kanal MOSFETs. In LTSPice kann 
ich beide einfach mit je einer Spannungsquelle simulieren, aber in der 
Realität werde ich eine Bootstrap-Schaltung brauchen, oder? Am 
einfachsten wäre wohl, sich einen Treiber-IC zu kaufen, der sowohl 
high-side als auch low-side ansteuert. Es gibt einige Treiber-ICs zu 
kaufen, ich weiß aber leider überhaupt nicht, welcher da der richtige 
ist. Mit LTSpice habe ich im Resonanzkreis Ströme bis zu ~10A.

2. Der Trafo:
Der Trafo soll aus einem E-Kern selbst gebaut werden. Wenn ich von einer 
max. Stromdichte von 2.8A/qmm ausgehe, müssen die Drähte bei den Strömen 
aus der Simulation (~10A) ca 2mm dick sein. Wegen den hohen Frequenzen 
von 100-200kHz wurde aber empfohlen, HF-Litzen zu benutzen 
(Skin-Effekt). Ich weiß jetzt allerdings nicht, welche Auswirkungen 
diese Wahl auf die Drahtstärke hat (abgesehen davon, dass ich auf die 
Schnelle keine HF-Litzen in der Stärke gefunden habe).

Kann mir jemand Anhaltspunkte für die richtge Wahl des Treiber-ICs und 
der Wicklungsdrähte geben?

Vielen Dank schon mal im Voraus.

[oszi40 (Gast)]

1. Selbst wenn die Schaltung wunderbar aussieht, kann der Aufbau noch 
tückisch werden. Schau Dir mal das gute Beispiel von Lothar an. 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

2.Wenn Du den Trafo selbst wickeln kannst, dann sollte es auch kein 
Problem sein, aus 10 geeigneten Drähten eine Litze herzustellen 
(Akkuschrauber hilft). Allerdings könnte der Weg zum Erfolg etwas 
steiniger werden bei 200W. Deshalb würde ich vorher erst mal ein 
ähnliches Schrottgerät genauer untersuchen.

[kuma (Gast)]

Über EMV-Probleme muss ich mir tatsächlich noch Gedanken machen, danke 
für den Link.
Ist der NCP5181 als Treiber für meinen Wandler zu gebrauchen?

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP5181-D.PDF

[Gregor B. (Gast)]

kuma schrieb:
> Ist der NCP5181 als Treiber für meinen Wandler zu gebrauchen?

Theoretisch ja, praktisch muss man das ausprobieren.
Diese Treiber haben einen internen Level-Shifter, der aus 
Hochspannungs-Mosfets aufgebaut ist. Die brauchen bei hohen Frequenzen 
eine hohe Ansteuerleistung, was zu großen Verlusten auf dem Chip führt - 
sprich: diese Bausteine werden heiß.

Bei den 600V-ICs könnte es funktionieren, die 1200V-ICs, die wir für 
unseren Resonanz-Wandler benutzt haben, erreichten bei 25°C 
Umgebungstemperatur Temperaturen an der Oberfläche von >90°C, weshalb 
sie durch Einzeltreiber mit Optokoppler ersetzt wurden.

Bei hohen Schaltfrequenzen ist unter Umständen eine Ansteuerung mit 
Impulsübertragern einfacher (und günstiger).
Die Bootstrap-Stufe erzeugte bei uns solche Leckströme, dass in der 
ersten Version die Versorgungsspannung des Controllers soweit angehoben 
wurde, dass die interne Zenerdiode des ICs ansprach und dieses 
letztendlich durchbrannte.

Wir mussten schon sehr tricksen, um das Phänomen in den Grff zu 
bekommen.