LTC4440 Diskussion der Beschaltung

[Richard H. (richardhesse)]

Meine Fragestellung bezieht sich auf die Schaltung 
"Schalter_LTC4440.asc". Ich habe einen Screenshot der Schaltung und die 
Schaltungsdatei diesem Beitrag angehängt.


Eine kurze Beschreibung über den Sinn und Zweck der Schaltung:

Im Rahmen meiner Bachelorarbeit baue ich einen Schalter, der zwischen 
zwei 12V führenden Leitungen hin und her schalten kann. Immer nur eine 
der beiden Leitungen (Hauptversorgungsleitung und redundante 
Versorgungsleitung) speist auf die Lastversorgungsleitung. Im Fehlerfall 
auf der Hauptversorgungsleitung soll möglichst schnell auf die 
redundante Versorgungsleitung umgeschalten werden. Das Umschalten soll 
so schnell passieren, dass ein sicherheitsrelevanter Verbraucher durch 
einen möglichen Spannungseinbruch nicht ausfällt. Die Spannungen auf den 
Leitungen werden durch den XADC des Zynq7020 gemessen und die Messdaten 
dann in dem FPGA verarbeitet. Die Verarbeitung erfolgt im FPGA um 
Schaltgrenzen individuell einzustellen, auf Hysterese reagieren zu 
können, Lichtbögen zu erkennen und Totzeiten im Schaltvorgang zu 
simulieren.
Das Schaltsignal des Zynq7020 ist im Bereich [3,3V; 0V].
Aufgrund Sicherheitsanforderungen wird high-side geschalten.
Als Schalter werden nMOS Transistoren verwendet. (IRLR2908)
Weil der Source-Knoten stets auf einer Spannung von 12V gegenüber GND 
liegt, benötigt der Zynq7020 einen high-side Treiber um die nMOS 
Transistoren auf leitend zu schalten.
Im Normalzustand wird nicht geschalten und die Lastversorgungsleitung 
wird durch die Hauptversorgungsleitung und den Transistor T1 gespeist.


Ich habe diesem Forums-Beitrag die Simulationsdatei für LTSpice 
angehängt. (Schalter_LTC440.asc)
Die idealen Spannungsquellen V3 (24V) und V4 (24V) würde ich im 
Schaltungsaufbau entweder durch einen DCDC-Wandler oder eine 
Ladungspumpe ersetzen.
Die Simulation funktioniert und die Lastversorgungsleitung wird nur mit 
kurzen und geringen Spannungseinbrüchen durchgehend versorgt.
Dennoch habe ich Bedenken, dass die Schaltung nicht funktionieren 
könnte, würde ich sie aufbauen.
Meine Bedenken rühren daher, dass ich diese Beschaltung nirgends im 
Internet gefunden habe und sie sehr von der Beispielbeschaltung aus dem 
Datenblatt abweicht.

Meine Frage betrifft die Beschaltung der Pins BOOST und TS:
BOOST kann nicht über das übliche Bootstrapping  gespeist werden, weil 
der Bootstrappkondensator auf Grund der fehlenden Schaltvorgänge nicht 
geladen wird.

Frage1:
Ich würde BOOST mit einem DCDC-Wandler oder einer Ladungspumpe mit 24V 
versorgen. Für jeden Treiber gäbe es einen eigenen 
DCDC-Wandler/Spannungspumpe. Der eine DCDC-Wandler/Spannungspumpen würde 
über die Hauptversorgungsleitung, der andere 
DCDC-Wandler/Spannungswandler über die redundante Versorgungsleitung 
versorgt werden.
Habe ich etwas nicht bedacht, das es unmöglich macht, den Pin BOOST über 
einen DDC-Wandler/Spannungspumpe zu versorgen?


Frage2:
Im Datenblatt wir der Pin TS mit der Source verbunden.
Verbinde aber auch ich den Pin TS mit dem Source-Knoten, fließen hohe 
Kurschlussströme durch die Transistoren, weil sie nicht komplett 
sperren.
Im Datenblatt ist es wörtlich nachzulesen:
"High Current Gate Driver Output (Top Gate).
This pin swings between TS and BOOST."
Also habe ich TS direkt mit GND verbunden, damit TG auch auf 0V gezogen 
werden kann.
Jetzt funktioniert die Simulation. Aber das heißt lange noch nicht, dass 
es richtig ist, was ich gemacht habe.
Was genau ist Sinn und Zweck des Pins TS?
Gibt es Probleme wenn ich TS mit GND verbinde, die ich in der Simulation 
nicht erfahre?

Frage3:
Hat jemand Bedenken warum diese Schaltung nicht funktionieren sollte?
Worin liegen eure Bedenken begründet?
Was könnte ich besser oder anders machen ?


Ich bin über jeden Tipp, sei kurz oder ausführlich dankbar!

Grüße,
Richard

[ths (Gast)]

Kann man machen, aber warum? Ist doch alles schon erfunden.

http://www.linear.com/products/powerpath_controllers_*_ideal_diodes