Wie treibe ich am besten diese N-FETs in der exotischen Schaltreglertopologie?

[Flip (Gast)]

Hallo Leute,

im Anhang ist ein sehr exotischer Boost Konverter mit zwei 
Induktivitäten.
Dieser soll angeblich keinen RHPZ Effekt erzeugen.
Bis auf diverse Schematas und ein paar Auslegungen für die 
Induktivitäten und Kondensatoren habe ich leider nicht all zu viel zu 
denen gefunden.

Jetzt möchte ich gerne einen Demonstrator hierfür aufbauen, weiß aber 
leider nicht, wie im himmel Willen die Treiber für die FETs zu 
realisieren sind.

Ich wäre für jeden Tipp dankbar!

[Flo (Gast)]

Gateübertrager?

[Skyper (Gast)]

Mosfet-Treiber IC, z.B. von IXDD609 oder IXDD614, dazu einen DC/DC 
Converter mit galvanischer Trennung und für das Steuersignal z.B. 
ADuM1200 zur galvanischen Trennung ...

Das ganze für jeden FET bauen, dann sind zum einen Deine Steuersignale 
geschützt und Du mußt Dir keine gedanken machen was das 
Puls-/Pausenverhältnis angeht!

[Joe F. (easylife)]

Wie soll dass den "boosten" können?

[Armin_KA (Gast)]

>DC/DC Converter mit galvanischer Trennung
Sollte aber einer sein mit kleiner kapazitiven Kopplung

[Flip (Gast)]

Flo schrieb:
> Gateübertrager?

Klingt gut! Da muss ich mich aber erst einmal reinlesen - aber das 
sollte sich lohnen :)

Skyper schrieb:
> Mosfet-Treiber IC, z.B. von IXDD609 oder IXDD614, dazu einen DC/DC
> Converter mit galvanischer Trennung und für das Steuersignal z.B.
> ADuM1200 zur galvanischen Trennung ...

So etwas in der Art hatte ich auch erst gedacht, aber verworfen da die 
meisten DC/DC Wandler einen miserablen Wirkungsgrad haben und extreme 
Leerlaufverluste. Auch die Treiber und die Trennung sind nicht gerade 
günstig realisierbar...

[Joe F. (easylife)]

Ich habe gerade echt Mühe, rauszufinden, wie das Ding überhaupt 
funktionieren soll.
Kann es mir jemand erklären?

Schaltet man Q1 durch, baut L2 ein Feld auf,
schaltet man Q1 ab, entsteht zwischen Q1 und L2 eine negative Spannung, 
die kann nur aus Ct Ladung abziehen, über die Bodydiode von Q2 fließt 
Strom nach.
Nutzen davon? Wenig.

C2 ist auf Batteriespannung, dafür sorgt die Bodydiode von Q2.
Schaltet man Q2 durch, passiert genau: nichts.

Ist L1 und L2 vielleicht magnetisch gekoppelt?
Aber was soll Q2? Sobald man den durchschaltet, fließt Ladung aus Cout 
zur Batterie und dreht das Feld in L1 um...
Rätsel...

Edit:
Achso! Das ist eine Ladungspumpe.
Q2 soll als verlustarme Diode dienen, und gepumpt wird über Ct, oder?

[Magic S. (magic_smoke)]

Das Ding ist eine überkomplizierte Ladungspumpe. Läßt man Strom durch L2 
fließen und schaltet diesen ab, treibt L2 die Spannung an Ct über das 
Niveau der Betriebsspannung. Während dieser Zeit soll Q2 die verlustarme 
Diode machen. Diese Spannung an Ct gelangt beim erneuten Einschalten von 
Q1 über L1 auf die Ausgangsseite, L1 soll die daraus resultierende 
Stromspitze glattbügeln.

[Flip (Gast)]

Hier 
(http://www.researchgate.net/profile/Jose_Cobos/publication/44269146_Boost-based_MPPT_Converter_Topology_Trade-off_for_Space_Applications/links/00b7d52e68f7871ec4000000.pdf) 
werden einige Boost-Regler gezeigt, so auch meiner...

[Joe F. (easylife)]

Interessantes Konzept, habe ich so noch nicht gesehen.

Ich würde für den Anfang ja Q2 erstmal durch eine Schottky Diode 
ersetzen, dann kannst du dir diese Ansteuerung schon mal sparen.

Für einen N-Ch FET bräuchtest du eine deutlich negative Spannung am 
Gate, um ihn abzuschalten - schwierig zu erzeugen...

Um es zu vereinfachen, könnte man für Q1 einen P-Ch FET benutzen, dann 
reicht dir als Ansteuerung eine PWM mit 0V / Vbat, vorausgesetzt Vbat 
ist deutlich über Vth des FETs.

Welche Spannung hast du denn am Eingang (Vbat)?

[Flip (Gast)]

Joe F. schrieb:
> Ich würde für den Anfang ja Q2 erstmal durch eine Schottky Diode
> ersetzen, dann kannst du dir diese Ansteuerung schon mal sparen.

Ja, das dachte ich auch, aber ich muss rund 100W bei 24V (aus minimal 
12V "machen") also reichlich viel Strom durch die Diode jagen. Also 
würde ich 3-5W (also rund 3-5% Effizienz) einbüßen. - Aber ja 
prinzipiell reicht eine Diode ;-)

[Magic S. (magic_smoke)]

Gate Drive Transformer. Das ist ein erproptes Konzept und das Potential 
auf dem der FET liegen darf wird nur durch die Isolation des Trafos 
limitiert.

[Gerd E. (robberknight)]

Flip schrieb:
> Ja, das dachte ich auch, aber ich muss rund 100W bei 24V (aus minimal
> 12V "machen") also reichlich viel Strom durch die Diode jagen.

Ist dann diese eher ungewöhnliche Topologie wirklich besser als ein 
klassischer synchroner Boost?

[Torsten C. (torsten_c)]

Gerd E. schrieb:
> Ist dann diese eher ungewöhnliche Topologie wirklich besser als ein
> klassischer synchroner Boost?

Mußt Du suchen nach:
'Understanding the Right-Half-Plane Zero'

Denn wie Flip schrieb:
> Dieser soll angeblich keinen RHPZ Effekt erzeugen.

[Flip (Gast)]

Gerd E. schrieb:
> Ist dann diese eher ungewöhnliche Topologie wirklich besser als ein
> klassischer synchroner Boost?

Kommt drauf an, was du unter Besser bezeichnest. Effezienz - eher nicht, 
maximal gleichwertig. Aber eben RHPZ ist ein wichtiger punkt für mich, 
da ich mind. vier dieser Regler (gespeist aus unterschiedlichen Quellen) 
parallel schalten muss.

magic smoke schrieb:
> Gate Drive Transformer. Das ist ein erproptes Konzept und das Potential
> auf dem der FET liegen darf wird nur durch die Isolation des Trafos
> limitiert.


Ich habe mit denen leider noch nicht gearbeitet, aber mal kurz nach 
typen gesucht... Ganz schön teuer die Dinger, wenn es explizit Gate 
Transformatoren sein sollen...
Kann ich da nicht einfach Impulsübertrager 1:1 nehmen?
sowas wie Murata 786 Serie 
(http://www.murata-ps.com/data/magnetics/kmp_786.pdf)

Berechnet man die auf das penibelste, oder nimmt man, was man bekommt?