Stiefelumreifung Vs Ladungspumpe

Eine Ladepumpe gibt Ihnen mehr Flexibilität.

Bootstrapping ist im Wesentlichen eine Ladungspumpe, die von den Hauptschaltgeräten betrieben wird.

Der Vorteil des Bootstrappings sind die geringen Kosten – normalerweise ein einzelner externer Kondensator und eine Diode. Die Dioden befinden sich im Treiber-IC, wenn ein integrierter Treiber-IC verwendet wird.

Eine separate Ladungspumpe erfordert einen Taktgeber und typischerweise zwei Dioden plus einen Pumpkondensator. Die Komponenten (normalerweise mit externen Kappen) können in einem kundenspezifischen Ladungspumpen-IC enthalten sein. Dies nimmt mehr Platz in Anspruch und kann etwas mehr kosten als Bootstrapping.

Eine Ladungspumpe hat folgende Vorteile.:

• Funktioniert immer noch, wenn sich das Tastverhältnis 0 % oder 100 % nähert (im Gegensatz zum Bootstrapping).

• Funktioniert mit Lastumschaltung so langsam wie Sie wollen.

• Nicht gezwungen, die vom Hauptsystem auferlegten Beschränkungen einzuhalten – z. B. die Taktrate.

In Ihrem Fall ist der letzte Punkt wahrscheinlich wichtig. Sie können die Ladungspumpe so auslegen, dass sie optimal arbeitet, ohne sich mit einer hohen Taktrate oder einem Lastfahrverhalten auseinandersetzen zu müssen. Viele Leute verwenden jedoch Bootstrapping mit akzeptablen Ergebnissen.

Die Vorteile der Bootstrap-Schaltung sind ihre Einfachheit und die schnellen Schaltzeiten, aber um den Bootstrap-Kondensator aufgeladen zu halten, muss das MOS-gesteuerte Gerät periodisch ausgeschaltet werden. Dies gilt sowohl für Mosfets als auch für IGBTs.

Durch das Hinzufügen einer einfachen Ladungspumpe kann sowohl das schnelle Schalten der Bootstrap-Schaltung als auch eine unbegrenzte Einschaltzeit der Ladungspumpenschaltung erreicht werden.

Ziemlich altes Thema, aber eine wichtige Sache fehlt :

Die Halbbrückenspannung kann Sie dazu zwingen, KEINE Ladungspumpen zu verwenden.

Es gibt keine praktischen Ladungspumpen, die es ermöglichen, 20 V an einen High-Side-Schalter mit 400 V Masseversatz zu liefern. Ladungspumpen sind eher eine Sache mit niedriger Spannung (ich habe sie bis zu 60 V Busspannung mit ein paar Tricks gesehen, um Rückströme zu vermeiden), aber ehrlich gesagt würde ich sie nicht ohne Grund über 24 V Busspannung verwenden. Mit Grund meine ich, wenn Sie es nicht wissen, verwenden Sie standardmäßig das Bootstrapping. Ladungspumpen haben eine Strombegrenzung, die unabhängig von der Hauptschaltfrequenz ist. Mit zunehmender Hauptfrequenz steigt die Last des Gate-Treibers und kann die Kapazität der Ladungspumpe überschreiten. Bootstraps arbeiten mit der gleichen Frequenz wie die Schalter und haben daher eine Stromkapazität, die direkt proportional dazu ist - eine zunehmende Frequenz erhöht sowohl den Gate-Treiber-Laststrom als auch den Gate-Treiber-Versorgungsstrom. Zumindest bis die Sperrverzögerung von Dioden vorherrschend wird.

Ein guter Grund für die Verwendung einer Ladungspumpe (wie oben erwähnt) ist ein niedriger Arbeitszyklus, bei dem die niedrige Seite nicht mehr lange genug eingeschaltet wird, damit das Bootstrapping funktioniert. Dies ist selten in Hochspannungssystemen der Fall, die mehr Spannungsspielraum haben, und erklärt auch, warum alle AC/DC-Netzteile Bootstrapping verwenden.

Beachten Sie, dass irgendwann sogar Bootstrapping unpraktisch wird (normalerweise über 600 V Busspannung oder zu hohe Frequenz für die Diode, um richtig zu blockieren). Diese Systeme verwenden einen Transformator zur Versorgung der High-Side.

Die wahre Begrenzung ist die Betriebsspannung des Treibers. Ich habe einen HIP4086 bis 40 Volt in einem Motorantrieb verwendet das Teil funktioniert gut. Der Anwendungsmotortreiber ist seit einigen Jahren in Stückzahlen von 200.000 Stück in Produktion.

Analog Devices stellt einige neuere Teile mit dem isolierten Gate-Treiber als Teil des IC her. Es gut bis 600 Volt. ISO-Teilenummernserien wie adum5230. Es ist schön, wenn die Kommutierungsspannung auf 100 % geht, um die Versorgungsspannung voll auszunutzen, um die volle Drehzahl des Motors zu erreichen.