maximaler Abstand Gate-Driver - Mosfet

[Peter (Gast)]

Hallo,
ich habe gerade eine USV zerlegt. Dabei ist mir aufgefallen, dass die 
Steuerung mit den Gate-Treibern auf einer eigenen Platine ist. Die 
Mosfets (bzw. im Wechselrichter IGBTs) sind etwa 50cm Leitungslänge 
entfernt und haben lokal nur einen Widerstand (22Ω) am Gate. Die 
PWM-Frequenz beträgt etwa 75kHz.

In Lehrbüchern liest man immer, dass der Treiber nur maximal einige 
Zentimeter Abstand haben soll. Weiß jemand, wo genau die Nachteile bei 
einem solchen Design sind?

Ich nehme an, dass die Treiberleistung höher sein muss, um die Kapazität 
auszugleichen.

Gruß,
Peter

[Dieter (Gast)]

Bis 75 kHz, Leitungskapazitaet << Gatekapazitaet, kann man sich das 
erlauben, wenn gewisse Zwaenge dem Aufbau engegenstehen.
Der Wellenwiderstand der Zuleitung liegt dann auch bei 25...30 Ohm, des 
Treiberausgangs ebenfalls.

[Falk B. (falk)]

Peter schrieb:

> Mosfets (bzw. im Wechselrichter IGBTs) sind etwa 50cm Leitungslänge

Ganz schön viel.

> entfernt und haben lokal nur einen Widerstand (22Ω) am Gate.

Der soll die parasitären Schwingungen der Zuleitung mit der 
Gatekapazität dämpfen.

> Die
> PWM-Frequenz beträgt etwa 75kHz.

Normal. Das entscheidende ist aber die Schaltgeschwindigkeit.

> In Lehrbüchern liest man immer, dass der Treiber nur maximal einige
> Zentimeter Abstand haben soll.

Sollte man anstreben.

> Weiß jemand, wo genau die Nachteile bei
> einem solchen Design sind?

Mehr Störeinkopplung
Mehr Leitungsinduktivität, mehr Schwingneigung
Geringere Treiberleistung, begrenzt durch den Wellenwiderstand der 
Zuleitung. Allerdings muss man da aufpassen, die rein HF-Betrachtung 
reicht da nicht aus. Denn der Abschluß (MOSFET-Gate) ist stark 
kapazitiv.

> Ich nehme an, dass die Treiberleistung höher sein muss, um die Kapazität
> auszugleichen.

Nicht wirklich, die paar Dutzend pF der Leitung fallen nicht ins 
Gewicht. Außerdem wird der Teiber durch den unvermeidlichen 
Dämpfungswiderstand sowieso schon arg ausgebremst. Bei 22 Ohm am Gate 
hat man bei 12V Ansteuerung nur knapp 500mA Spitzenstrom, das schafft 
selbst der schwächste Treiber.

Wenn man das so machen MUSS/will, sollte man dennoch alle anderen 
Möglichkeiten der Optimierung nutzen. Auf jeden Fall MÜSSEN die 
Zuleitungen zum Gate (Gate und Masse) verdrillt sein!