MC33883 H-Brückentreiber, kurzzeitiger shoot-through

[mnassl (Gast)]

Hallo,

ich verwende den MC33883 in einer Schaltung, um eine H-Brücke damit zu 
betreiben.
Die Schaltung ist genauso aufgebaut wie im Datenblatt Figure 14, siehe 
Anhang.

Beim Testen hatte ich nun folgendes Problem, dass beim Umschalten auf 
den Aus-Zustand vom PWM kurzzeitig ein Kurzschluss auftritt.
Dies passiert, da kurzzeitig eine hohe Gatespannung am falschen 
High-side-FET anliegt.
D.h. ich steuere HS1 und LS2 an, und dann hat HS2 beim Ausschalten von 
HS1&LS2 kurzzeitig einen Peak am Gate und schaltet ebenfalls durch.
Dadurch kurzzeitig Kurzschluss über HS2 und LS2.
Siehe Bild im Anhang.
(CH1 = LS2_Gate / CH2 = HS2_Gate)

Folgende Parameter habe ich:
Vcc=12V, Vcc2=12V, PWM 400Hz, duty cycle 20%
(auch bei 1000Hz tritt es auf).
Last etwa 5A (ohmscher Widerstand).

Bei niedriger Last (0,7A) ist der kurze Peak von HS2_Gate viel kleiner, 
kein Kurzschluss.
Die Eingangssignale habe ich kontrolliert mit dem Oszi, sind OK.

Weiß jemand woher der Peak kommt?

Gruß

[Elektrofan (Gast)]

Im Gatekreis der FET liegen nur Widerstände (je 50 Ohm).
Wegen der Gate-Drain-Kapazität schaltet dann jeder FET langsamer aus, 
als ein.

Abhilfe:

1) Das Entladen der Gate-Kapazitäten beschleunigen.
Dazu parallel zu R1 usw. je eine Reihenschaltung Widerstand-Diode 
vorsehen (Kathode zum Gate).
2) Totzeit in der Ansteuerung vorsehen, falls möglich.

[ArnoR (Gast)]

Wenn M1 und M4 nach der Leitphase abgeschaltet werden, dann dreht die 
Motorinduktivität die Spannung am Motor um und kommutiert der Strom auf 
die Rückwärtsdioden von M2 und M3 um. Dabei springt die Sourcespannung 
von M3 von nahe 0V auf Uf über 12V und überträgt das über die 
Gate-Source-Kapazität auch auf das Gate von M3. Offenbar ist M3 über 
eine längere Leitung an den nächsten Koppel-C angeschlossen, weil der 
Spannungssprung mit 33V ja deutlich größer als nur auf 12,7V ist.

[mnassl (Gast)]

@Elektronfan:

Ich teste momentan nur eine Stromrichtung,
d.h. nur Ansteuerung von HS1 und LS2 (HS2 und LS1 sind low)
Ansteuerung der 4 Eingänge (IN_HSx, IN_LSx) überprüft, i.O.

Dann sollte ja HS2 eigentlich nie durchschalten, oder?
Trotzdem kommt irgendwo ein Peak her.


@ArnoR:

Ich teste nicht mit einem Motor, sondern mit einem ohmschen Widerstand.

[ArnoR (Gast)]

mnassl schrieb:
> Ich teste nicht mit einem Motor, sondern mit einem ohmschen Widerstand.

Eine Induktivität wird schon dabei sein. Wo sollte sonst die Spannung 
von 33V herkommen?

[mnassl (Gast)]

@ArnoR:

ja, gewisse Leitungsinduktivitäten gibts immer.

Wie kann ich dieses Verhalten dann unterbinden?

[ArnoR (Gast)]

mnassl schrieb:
> Wie kann ich dieses Verhalten dann unterbinden?

Hast du denn Abblockkondensatoren an der Versorgung? (dicht an Drain 
M1->Souce M4 und Drain M3->Source M2) In der Schaltung oben sind keine 
drin.

[mnassl (Gast)]

Nein, die Schaltung ist wie oben in der Zeichnung.
Ok, werde ich mal ausprobieren, welche Größenordnung soll ich da am 
besten probieren?

[mnassl (Gast)]

Danke für den Tipp, hab mal kurz mit 100uF und Freiluftverdrahtung 
getestet, der Peak ist schon viel kleiner.
Werde es morgen mal vernünftig ausprobieren.

[mnassl (Gast)]

hab die Abblockkondensatoren mal so gut wie es geht angeschlossen, 1uF.
Der Peak ist deutlich besser, aber immer noch ca. 12V-14V bei Vcc=12V.

Wie könnte ich den Peak noch besser unterdrücken?

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ja. Was sollen diese Gatewiderstaende. Mach da mal 1.0 - 3.3 Ohm hin

[mnassl (Gast)]

niedrige Gatewiderstände bringen nur sehr geringe Besserung, schon 
probiert.

[mnassl (Gast)]

Der Support von Freescale hat mir nun auch bestätigt, dass es nicht sein 
darf, dass ein nicht angesteuertes GATE_HSx ca. 8V hat (bei Vcc 12V).

Wenn ich mir aber dass angehängte Schaltbild anschaue, dann frage ich 
mich, wie die Highside-Gates entladen werden sollen.

Die können doch nur entladen werden wenn der sich darunter befindende 
Lowside-FET durchgeschaltet ist, z.B. Gate_HS1 wird nur entladen wenn 
der FET LS1 durchgeschaltet ist, oder?