Highside Mosfet negative Gate-Source-Spannung

[EM (Gast)]

Hallo zusammen,

ich beschäftige mich gerade mit Buck-Convertern und Ansteuerung von 
Highside N-Mosfets. Dazu habe ich die Schaltung im Anhang mal in LTSpice 
aufgebaut um das ganze etwas anschaulicher zu machen. Dabei kriege ich 
bei der Gate-Source-Spannung immer eine ziemlich negative Spannung raus. 
Hat jemand eine Idee, was ich falsche mache?

Grüße
EM

[Falk B. (falk)]

EM schrieb:
> Hat jemand eine Idee, was ich falsche mache?

Was sind deine Netze N005 und N002? Das kann man ohne das LTspice File 
nicht sagen. Deine selbstgestrickte Bootstrapscvhaltung wirtd nicht 
sonderlich gut funktionieren, allein schon wegen R1, der ist viel zu 
niederohmig.

[EM (Gast)]

N005 ist das Gate und N002 ist Source vom Mosfet. Hab die Schaltung noch 
angehängt, hatte ich vorhin vergessen.

[EM (Gast)]

Ich hatte R1 klein gemacht, damit die Gate-Source-Kapazität schnell 
geladen wird. Ist die Annahme nicht richtig?

[Falk B. (falk)]

EM schrieb:
> Ich hatte R1 klein gemacht, damit die Gate-Source-Kapazität schnell
> geladen wird. Ist die Annahme nicht richtig?

Im Prinzip ja, aber kein Mensch baut heute noch so einen High Side 
Treiber für Schaltwandler! Schon mal was von CMOS und Push/Pull Treiber 
gehört?

[EM (Gast)]

Ja, allerdings bin ich noch dabei, das Ganze zu lernen. Deshalb wollte 
ich diese einfachere Möglichkeit testen.

[Falk B. (falk)]

EM schrieb:
> N005 ist das Gate und N002 ist Source vom Mosfet.

Hab ich schon vermutet. Aber wichtige Signale sollten einen richtigen 
Namen (Label) bekommen, Dann sieht man, was los ist.

> Hab die Schaltung noch
> angehängt, hatte ich vorhin vergessen.

Naja, sie funktioniert nicht richtig, der Schaltpunkt (Source) geht 
nicht auf 0V bzw. der müßte leicht negativ werden, wenn M1 sperrt. Eben 
weil deine Bootstrapschaltung mit der primitiven MOSFET-Ansteuerung 
nicht funktioniert. C1 ist dafür viel zu klein.

Deine .step Anweisung ist nur ein Kommentar (der Text ist blau), der 
NICHT vom SPICE verarbeitet wird. Ist das Absicht, um ihn zu 
deaktivieren? Dafür gibt es das Semikolon, damit kann man SPICE Befehle 
auskommentieren.

[Achim S. (Gast)]

EM schrieb:
> Ja, allerdings bin ich noch dabei, das Ganze zu lernen.

Na denn.

Deine Spule hat sichtbare 30µH, unsichtbar hast du dem Modell aber auch 
einen Serienwiderstand von 56 Ohm mitgegeben. Das ergibt eine 
Zeitkonstante L/R = 536 ns. Aus Sicht deiner 100µs langen Pulse ist L1 
also keine Spule sondern ein ohmscher Widerstand, dementsprechend hast 
du auch keinen Buck vor dir, sondern einen geschalteten FET mit 
RC-Filter am Ausgang.

Die Source-Spannung läuft (zusammen mit der Ausgangsspannung) nach oben 
auf 8V. Und weil das Gate weiter nach GND gezogen wird bekommst du die 
von dir beobachtete negative GS-Spannung.

[Falk B. (falk)]

Hehe, zu langsam. ;-)
Ja, die Dimensionierung stimmt hinten und vorne nicht. 30uH und 5kHz 
(200us) passen nicht zusammen.

[EM (Gast)]

Vielen Dank, an die Zeitkonstante von L und R hatte ich nicht gedacht, 
hab ich nur auf L und C konzentriert. Das heißt also, dass meine Spule 
zu langsam ist um etwas zu glätten?

[Falk B. (falk)]

EM schrieb:
> Das heißt also, dass meine Spule
> zu langsam ist um etwas zu glätten?

Vom Wert zu klein. Bzw. die Taktfreqenz viel zu niedrig. Pi mal Daumen 
sollte die Stromänderung / Periode ca. 50% des max. Ausgangsstroms 
betragen.

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html