Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Totem Pole Treiber, Spannung am Transistor reduzieren


von Conny G. (conny_g)


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Beim Bau meines Labornetzteils auf Basis des DPS5005 hätte ich ja die 
Herausforderung mir 12V aus den 55V Eingang für den Gehäuselüfter zu 
machen.
Herausforderung nur insofern, weil ich keine passenden Bauteile dafür da 
hatte. Als schnelle Lösung habe ich dann ein 230V-12V Hilink Modul 
verwendet.

Die Herausforderung gefällt mir aber immer noch diese Aufgabe diskret zu 
lösen, hatte bisher noch keine Gelegenheit einen Buck oder Boost zu 
bauen oder genauer zu untersuchen.
Habe dann ja eine Version aufgebaut, die dann schon mal ganz ok 
funktioniert hat:
Beitrag "Re: 12V aus 50V diskret aufgebaut / mit „Bordmitteln“"

Allerdings sind mir dabei die Totem Pole Transistoren abgeraucht, als 
ich mal die Strombegrenzung des Laborntzteils, dass die 50V liefert 
rausgenommen hatte. Was logisch ist, weil da schon ganz schöne Ströme 
zur Ansteuerung des MOSFET fließen.
In der Simulation waren es deutlich über 1A, wenn ich mich richtig 
erinnere.

Neben diesem Problem gibt es aber noch ein zweites:
Der BC337 des MOSFET Treibers wird auch bei der Spannung über seinen 
Specs betrieben, laut Simulation bekommt der die vollen 50V/55V ab, ist 
aber nur für 45V spezifiziert.

Gibt es da einen Trick die 10V von ihm zu nehmen?

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


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Conny G. schrieb:
> die Totem Pole Transistoren

Das ist keine Totem-Pole-Schaltung, auch wenn`s cool klingt.

Conny G. schrieb:
> Der BC337 des MOSFET Treibers wird auch bei der Spannung über seinen
> Specs betrieben, laut Simulation bekommt der die vollen 50V/55V ab, ist
> aber nur für 45V spezifiziert.

Du meinst den BC327?

> Gibt es da einen Trick die 10V von ihm zu nehmen?

Passende Z-Diode in die Kollektorleitung des BC327 und hochohmigen 
Widerstand vom Kollektor nach +50V. Oder natürlich einen 
>50V-Uce-Transistor nehmen.

Beitrag #5336131 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Conny G. (conny_g)


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ArnoR schrieb:
> Conny G. schrieb:
>> die Totem Pole Transistoren
>
> Das ist keine Totem-Pole-Schaltung, auch wenn`s cool klingt.

Ja, sorry, aber ist klar was gemeint ist.

> Conny G. schrieb:
>> Der BC337 des MOSFET Treibers wird auch bei der Spannung über seinen
>> Specs betrieben, laut Simulation bekommt der die vollen 50V/55V ab, ist
>> aber nur für 45V spezifiziert.
>
> Du meinst den BC327?
>
>> Gibt es da einen Trick die 10V von ihm zu nehmen?
>
> Passende Z-Diode in die Kollektorleitung des BC327 und hochohmigen
> Widerstand vom Kollektor nach +50V. Oder natürlich einen
>>50V-Uce-Transistor nehmen.

Z und Widerstand sind nicht belastbar, da soll ja einigermassen Strom 
drüber.
Und anderer T ist klar, aber mich interessiert eine Lösung mit demselben 
T.

: Bearbeitet durch User
von R. M. (Gast)


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Zenerdiode parallel zu R1,
der Strom durch Q1 wird durch R2 bestimmt, den ggf. anpassen.

von ArnoR (Gast)


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Conny G. schrieb:
> Z und Widerstand sind nicht belastbar, da soll ja einigermassen Strom
> drüber.

Natürlich geht das. Die Z-Diode muss nur den Pulsstrom beim Umladen des 
Gate aushalten. Der hochohmige Widerstand dient nur dazu, die Spannung 
auch im stromlosen Zustand des BC definiert zu halten.

von ArnoR (Gast)


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R. M. schrieb:
> Zenerdiode parallel zu R1,

Und was soll das?

R. M. schrieb:
> der Strom durch Q1 wird durch R2 bestimmt

Richtig, und damit ist auch die Spannung über R1 bestimmt. Daher ist die 
Z-Diode sinnlos.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Man könnte jetzt noch einen Elko zwischen dem Pluspol der 24V Z-Diode 
und dem Pluspol von den 50 Volt schalten. Nachteil: Der PULSE-Generator 
hängt jetzt nicht mehr an Masse.

von Achim S. (Gast)


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Conny G. schrieb:
> Z und Widerstand sind nicht belastbar, da soll ja einigermassen Strom
> drüber.

Jeweils für eine paar ns fließt da ordentlich Strom. Danach ist wieder 
Ruhe. Im Mittel sieht die Zenerdiode nur ein paar mW.

Aus dem selben Grund ist auch folgende Annahme falsch:

Conny G. schrieb:
> Was logisch ist, weil da schon ganz schöne Ströme
> zur Ansteuerung des MOSFET fließen.
> In der Simulation waren es deutlich über 1A, wenn ich mich richtig
> erinnere.

Da fließen vielleicht mal ordentliche Ströme, aber für so kurze Zeiten, 
dass sie sicher nicht für das Ableben deiner Bipolartransistoren 
verantwortlich waren. Zumal die Basisströme der Bipolartransistoren ja 
auch  auf 15mA begrenzt sind.

Conny G. schrieb:
> Und anderer T ist klar, aber mich interessiert eine Lösung mit demselben
> T.

Schade, damit verbaust du dir genau die mit Abstand sinnvollste Lösung.

Wie viel Strom ziehen eigentlich deine Last? Um den FET mache ich mir 
keine Sorgen, aber die Freilaufdiode (die den Strom über den Großteil 
der PWM-Periode tragen muss) hält deutlich weniger aus.

von Der Andere (Gast)


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Sehe ich das richtig, daß der Mosfet beim Durchschalten ca 25V Ugs 
erhält?

Spezifiziert ist er bis maximal 20V

von Der Andere (Gast)


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Geil, in dem Originalschaltplan kriegt der Mosfet sogar irgendwas 
zwischen 35 und 40V Ugs, oder übersehe ich was?
und das hat er ausgehalten?

von ArnoR (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Sehe ich das richtig, daß der Mosfet beim Durchschalten ca 25V Ugs
> erhält?

Nöö. Die Spannung über R1 ist das 3,33-fache der Spannung über R2, also 
<15V.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Der Andere schrieb:
> oder übersehe ich was?
> und das hat er ausgehalten?

Im Originalschaltplan bekommt er sogar 49,3 Volt, faszinierend.

Auch mit einer 33V Z-Diode schwebt der PULSE-Generator leider immer noch 
auf einem höheren Potenzial, aber der MOSFET kriegt jetzt wenigstens nur 
noch zulässige 17 Volt.

von ArnoR (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Auch mit einer 33V Z-Diode schwebt der PULSE-Generator leider immer noch
> auf einem höheren Potenzial, aber der MOSFET kriegt jetzt wenigstens nur
> noch zulässige 17 Volt.

Was soll das? Die Schaltung ganz oben hier im Thread erzeugt keine zu 
große Ugs!

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Ach ja, im Originalschaltplan ist ja auch noch der 300R Widerstand drin, 
hab ich übersehen, also dann doch 38 Volt.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Spezifiziert ist er bis maximal 20V

ArnoR schrieb:
> Die Schaltung ganz oben hier im Thread erzeugt keine zu
> große Ugs!

Ich schau gleich nochmal nach.

von ArnoR (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Ach ja, im Originalschaltplan ist ja auch noch der 300R Widerstand drin,
> hab ich übersehen, also dann doch 38 Volt.

Nein!

ArnoR schrieb:
> Die Spannung über R1 ist das 3,33-fache der Spannung über R2, also
> <15V.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Nöö. Die Spannung über R1 ist das 3,33-fache der Spannung über R2, also
> <15V.

Ja, aber die 15 Volt sind gegen Masse gemessen, da es sich hierbei aber 
um einen P-MOSFET handelt, fällt zwischen Gate und Source eine Spannung 
von unzulässigen 35 Volt ab!

von Der Andere (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Nöö. Die Spannung über R1 ist das 3,33-fache der Spannung über R2, also
> <15V.

Arno, du weist 100 mal mehr über Transistoren als ich.

Aber das ist doch ein P Kanal Mosfet mit Source an 50V
gate bekommt über den Spannungsteiler 1k - 300 Ohm also 3/13 von 50V.
Ugs = 10/13 * 50V

Oder wo ist mein Fehler?

von ArnoR (Gast)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Ja, aber die 15 Volt sind gegen Masse gemessen, da es sich hierbei aber
> um einen P-MOSFET handelt, fällt zwischen Gate und Source eine Spannung
> von unzulässigen 35 Volt ab!

Oh Mann, verstehst du die Funktion wirklich nicht? Die 15V liegen nicht 
gegen Masse sondern über R1.

Die 5V-Quelle steuert den Q1 derart, dass an seinem Emitterwidestand im 
eingeschalteten Zustand 5V-Ube=0,43V liegen. Dadurch wird Q1 zur 
Konstantstromquelle mit einem Kollektorstrom von Ic=4,3V/300R=14,3mA. 
Dieser Strom fließt auch durch R1 und erzeugt an dem eine Spannung von 
UR1=1k*14,3mA=14,3V. Die Ugs ist wegen der Ube des Treibers noch etwas 
kleiner.

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
> dass an seinem Emitterwidestand im
> eingeschalteten Zustand 5V-Ube=0,43V liegen.

Tippfehler, sollte:

> dass an seinem Emitterwidestand im
> eingeschalteten Zustand 5V-Ube=4,3V liegen.

heißen.

von Der Andere (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Die 5V-Quelle

Das hatte ich übersehen. Sorry für die unnötige Verwirrung.

von Der Andere (Gast)


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... und Danke für die Aufklärung.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Du hast Recht. Da im Originalschaltplan Q1 nicht voll durchgesteuert 
werden kann, bleibt nach Deiner ausführlichen Rechnung tatsächlich nur 
noch eine Spannung von max. 15 Volt für R1 übrig. Das hatte ich auch 
nicht berücksichtigt. Da muss ich klein beigeben.   :/

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