Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme mit MOSFET-Vollbrücke bei LTspice


von Guido S. (guidos)



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Hallo,

ich verzweifel gereade mit meiner LTSpice Simulation. Meine Vollbrücke 
funktioniert und macht genau das was sie soll -> Meine Gleichspannung in 
einer Wechselspannung umwandeln.

Ich vermute, dass meine Frequenz hinter der Brück zu hoch für meine 
Dioden ist obwohl mein reales Bauteil genau so arbeitet. Kann aber auch 
an etwas anderem liegen. Bin mir nicht ganz sicher. Haben schon mal 
meine Diode ausgetausch und dann geht es aber ich will diese verwenden. 
Hatte auch schon die Idee meine Frequenz zu reduzieren , weiß aber nicht 
wie das geht.

Hat jemand eine Idee was ich da machen kann?

Schon jetzt ein großes Danke!

Viele Grüße
Guido

von ich (Gast)


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Guido S. schrieb:
> Meine Vollbrücke funktioniert und macht genau das was sie soll

Guido S. schrieb:
> Hat jemand eine Idee was ich da machen kann?

Ja, freu dich! :-))
Im Ernst, wo liegt dein Problem, wenn alles funktioniert, wie es soll?

von Guido S. (guidos)


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Ich erhalte bei der Simulation mit meinen Dioden jedesmal eine 
Fehlermeldung.

von Helmut S. (helmuts)


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Dieses IC geht nur bis maximal 60V. Außerdem muss Pin TSOURCE an die 
Source der Halbbrücke.

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
an den Dioden allein wird es nicht liegen.

Ich habe mal die Simulation getestet, allerdings auch keine einfache 
Lösung gefunden. Allerdings sieht die Ansteuerung der MOS-Fet nicht gut 
aus. Versuch mal mit realen Werten zu arbeiten. Die Spannungsquelle hat 
sicherlich einige mOhm. Die Stromwege ebenfalls. Schau Dir mal die 
Ströme an. Da kommen schnell ein paar Kilo-Ampere auf nur weil z.B. die 
Diode einige pF aufweist, usw..

Gruss Klaus.

von Guido S. (guidos)


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Helmut S. schrieb:
> Dieses IC geht nur bis maximal 60V

Dies ist leider der einzige IC den ich bei LTSpice gefunden habe, mit 
dem ich eine Vollbrücke ansteuern kann.

Wenn ich meine Vollbrücke ohne meinen Gleichrichter simuliere denke ich 
das es läuft. Zumindest sehe ich da eine schöne 400V Wechselspannung.

VG
Guido

von Klaus R. (klara)


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Guido S. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Dieses IC geht nur bis maximal 60V
>
> Dies ist leider der einzige IC den ich bei LTSpice gefunden habe, mit
> dem ich eine Vollbrücke ansteuern kann.
>
> Wenn ich meine Vollbrücke ohne meinen Gleichrichter simuliere denke ich
> das es läuft. Zumindest sehe ich da eine schöne 400V Wechselspannung.
>
> VG
> Guido

Dann füge doch mal vor jeder Diode 100 mOhm ein. Wie sieht denn dann der 
Stromverlauf durch die Dioden aus?
Gruss Klaus.

von ich (Gast)


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Ich habe mal ein paar Fragen zu deiner Schaltung. Ich verstehe da so 
einiges nicht.

1.
Woher nimmt die Vollbrücke ihren Bezugspunkt? Die Gates werden ja mit 
jeweils einer Spannung angesteuert (Tgate bzw. Bgate). Die kommen aus 
dem IC und beziehen sich bei Bgate auf GND und bei Tgate auf den 
Mittelpunkt der Halbbrücke (Source M1 / Drain M2).
An diesen Mittelpunkt kommt ja eigentlich der Anschluß Tsource des ICs 
ran. Der aber liegt bei dir auf GND.
Und selbst wenn du diesen Mittelpunkt an Tsource legen würdest, fehlte 
dann der Bezugspunkt für die Ansteuerung der rechten Halbbrücke (M3/M4). 
Den könnte sie sich höchstens über die Wicklung 1-2 des Trafos holen, 
wenn der niederohmig genug ist. Und dann ist ja die Spannung in der 
Wicklung dem Bezugspotential überlagert...

Wenn jetzt die Gates von M1 und M4 angesteuert werden von Tgate des ICs, 
auf welches Potential bezieht sich dann die Spannung? Source von M1 
hängt ja dann in der Luft, weil M2 gesperrt ist. Und die Sources von M2 
und M4 haben gar keinen GND. Beide Halbbrücken (M1/M2 und M3/M4) hängen 
nur mit ihren Gates am IC.
Also in meinen Augen eine "einpolige" Ansteuerung aller vier IPW's, 
oder?

2.
Tgate ist ja der HighSide-Ausgang des IC und braucht die Offsetspannung, 
die normalerweise mit der Ladungspumpe erzeugt wird. Bei dir liegt der 
Boost-Anschluß auf +15V, und die Diode von +15V nach Boost fehlt, ebenso 
der Bootstrap-Kondensator von Boost nach Tsource.

Ich hab auch keine vergleichbare Schaltung gefunden, die deiner 
Schaltung entspricht. Klär mich mal bitte auf, ich steh hier total auf 
dem Schlauch.

von ich (Gast)


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Nochwas ist mir aufgefallen. Du steuerst den IC mit zwei Sourcen mit 
jeweils 100µs an, also 10kHz. Der Sinus, der aus der Brücke rauskommt 
und über den Trafo dann an R3 zu messen ist, hat aber eine Frequenz von 
100MHz. Im Datenblatt sieht man aber, daß die Ausgangsstufen, die die 
Transistoren der Halbbrücke steuern, den gleichen Takt wie die Eingänge 
haben (INtop und INbottom). Die Verwirrung wird immer größer... :-))

von ich (Gast)


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Ich habe fast das Gefühl, daß das keine Absicht ist. Da schwingt doch 
was...

von ich (Gast)


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Der IC, den du eingesetzt hast, ist laut Datenblatt ein LT1160, und der 
kann auch nur eine Halbbrücke ansteuern. Für eine Vollbrücke ist der 
LT1162 da, der sozusagen zwei identische LT1160 beinhaltet.

Der Bezugspunkt für die Brücke ist übrigens der Anschluß PGND, der 
sollte mit Source des unteren FETs verbunden sein. Tsource mit dessen 
Drain und gleichzeitig Source des oberen FETs. Zwischen PV und Boost 
kommt eine Diode und zwischen Boost und Tsource der 
Bootstrap-Kondensator.

Und beim LT1162 ist das ganze eben zweimal da und du kannst beide 
Halbbrücken damit sauber ansteuern.

Das ist die normale Schaltung, die ich beschrieben habe. Wenn es andere 
Varianten gibt, die ich nicht kenne und die du in deiner Schaltung 
verwendest, dann gib mir mal bitte einen Wink. :-)

von Dietmar (Gast)


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Hier mal ein Vorschlag einer Ansteuerung einer H-Brücke mit low-high 
side Treibern.
Als PWM Chip habe ich den SG3525 in der Simulation verwendet.
Eigentlich ist der Phase Shift Controller UCC 3895 vorgesehen.
Dazu habe ich aber kein unter LT Spice lauffähiges Modell gefunden.
Als low und high side Treiber kommt ein IR(S)2181 zum Einsatz.
Laut Datenblatt geht der bis max. 620V.
Der Trafo ist ein Planartrafo von Himag PN 116201 30V 100A.
Die Induktivitäten habe ich am Trafo ausgemessen.
Die Schalttransistoren habe ich verwendet, weil sie gerade da waren.
Nochmals:
Es handelt sich um einen Versuch und nicht um eine fertige Entwicklung.
Die Simulation läuft bei mir nur mit alternativem Solver und dauert 
etwas.
Dietmar.

von Helmut S. (helmuts)


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Dietmar schrieb:
> Hier mal ein Vorschlag einer Ansteuerung einer H-Brücke mit low-high
> side Treibern.
> Als PWM Chip habe ich den SG3525 in der Simulation verwendet.
> Eigentlich ist der Phase Shift Controller UCC 3895 vorgesehen.
> Dazu habe ich aber kein unter LT Spice lauffähiges Modell gefunden.
> Als low und high side Treiber kommt ein IR(S)2181 zum Einsatz.
> Laut Datenblatt geht der bis max. 620V.
> Der Trafo ist ein Planartrafo von Himag PN 116201 30V 100A.
> Die Induktivitäten habe ich am Trafo ausgemessen.
> Die Schalttransistoren habe ich verwendet, weil sie gerade da waren.
> Nochmals:
> Es handelt sich um einen Versuch und nicht um eine fertige Entwicklung.
> Die Simulation läuft bei mir nur mit alternativem Solver und dauert
> etwas.
> Dietmar.

Hallo Dietmar,
Es fehlen noch zwei Symbole(.asy). Es wäre nett, wenn du die auch noch 
anhängst.
Gruß
Helmut

von Dietmar (Gast)


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Hier die fehlenden Dateien.

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo,

falls jemand diese Schaltung mit LTspice simulieren will, diese 
Schaltung läuft "nur" mit dem Alternate-solver.

Control Panel -> SPICE -> Solver: Alternate

Gruß
Helmut

von Guido S. (guidos)


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Dietmar schrieb:
> Hier mal ein Vorschlag einer Ansteuerung einer H-Brücke mit low-high
> side Treibern.

Kann ich mit deiner Schaltung nacht der Brücke denn auch einen 
Sinunsverlauf statt ein Rechtecksignal erzeugen?

von Dietmar (Gast)


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Die Simulation soll hauptsächlich zeigen, wie man mit low-high side
Treibern eine H-Brücke ansteuert.
Mit einem LC Tiefpass könnte man die Rechteckspannung am Ausgang wieder 
in ein Sinussignal umformen.
Man könnte den Tiefpass auch primärseitig einsetzten.
Hier ein Bild von einem früheren Beitrag.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/25944/SinusWandler.png

von Sina (Gast)


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Hallo,

ich finde die Schaltung, die Dietmar gepostet hat, sehr interessant. 
Verstehe aber leider nicht die Leistungen in dieser Schaltung. Warum 
geht so viel Leistung rein und nur so wenig Leistung raus?
Kann man die Schaltung optimieren, um einen höheren Wirkungsgrad zu 
erreichen?

Schönen Abend und viele Grüße
Sina

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