Beschleunigung des Ein- und Ausschaltens mit VOM1271 Photovoltaik-MOSFET-Treiber (/Optokoppler)

Es ist mein erster Beitrag hier, also zögert bitte nicht, mir zu sagen, wenn ich es nicht richtig mache :-)

Ein bisschen Kontext: Wir müssen eine Reihe von Leistungswiderständen (1,3 kW, 1 Ohm) schalten, um einen Akkupack (37 V nominal) nach einem bestimmten Lastprofil unter Last zu testen. Alle diese Widerstände werden durch µC-Ausgänge geschaltet (möglicherweise über einen Multiplexer). Im Grunde bauen wir eine DC-Last eines armen Mannes mit MOSFETs anstelle von SSPC.

Wir sprechen also von 37 A pro Leistungswiderstand, um dies zu erreichen, haben wir einen kleinen Prototyp mit der erstaunlichen Anzahl von 2 Komponenten hergestellt:

  1. VOM1271 (der MOSFET-Treiber)
  2. IRFB7530PBF (der MOSFET)

Das Tolle ist, dass wir mit dem VOM1271 ohne isolierten DC/DC auskommen und diese sehr einfache BoM haben. Das Schlimme ist, dass die Anstiegs- und Abfallzeiten nicht von dieser Welt sind (im negativen Sinne, wenn wir von mS sprechen) und wir daher kein PWM machen können, wenn wir einige Lastprofile machen wollen ... Wir können dem natürlich immer noch folgen Profile aber mit 1,3kW Schritten...

Hier also meine Frage: Gibt es eine Möglichkeit, diese Anstiegs- und Abfallzeiten zu beschleunigen, um akzeptable Schaltverluste zu erzielen? Ich bin nicht sehr optimistisch in Bezug auf den Anstieg, da dieser nur vom Strom der Photovoltaikzelle im VOM abhängt, aber was ist mit der Abfallzeit (die auch die schlechteste ist)? Vgs vs. t untenVgs vs. t Vgs vs. t

Und noch eine für die Straße: Was könnte ich hinzufügen, um diese Strecke "robuster" zu machen? Die 2-Komponenten-Schaltung diente nur dazu, das Grundprinzip zu validieren, aber ich vermute, dass ein paar grundlegende Sicherheitsmerkmale fehlen ...

Vielen Dank für Ihre Hilfe!

Marc

Nun, es scheint, dass jeder "integrierte Leistungs" -Koppler / Gate-Treiber keine brauchbare Schaltgeschwindigkeit liefert, also bleiben wir bei der Verwendung als Halbleiterrelais ...

Irgendwelche Beiträge dazu, die Schaltung kugelsicher zu machen? Ich dachte an eine 1,7-V-Zenerdiode in // mit dem Eingang (die Vf der Eingangsdiode beträgt 1,7 V). Wäre das eine gute Übung?

Danke,

Marc

Ich bin mir nicht sicher, warum Sie Isolation brauchen?
Nun, in diesem Fall verwenden wir 36 V, aber wir fühlen uns immer noch nicht so wohl mit mittlerer bis hoher Spannung (wir planen eine ähnliche Last bei einer Nennspannung von 400 V) / hohen Strömen auf derselben galvanischen Ebene wie das Signal. Würden Sie empfehlen, für diese 36-V-Anwendung nur einen nicht isolierten Gate-Treiber zu verwenden?
Ich denke, das wäre für 36 V in Ordnung, aber ich teile Ihre Besorgnis über höhere Spannungen. Wenn Sie ein Design für beide wünschen, dann wäre isoliert der richtige Weg. Sie könnten einen Opto- oder Digitalisolator verwenden, um das Gate des MOSFET zu steuern und die Gate-Spannung vom Batteriepack abzuleiten. Das könnte bei 400V etwas schwierig werden. Oder verwenden Sie einfach einen kleinen isolierten DC-DC-Wandler, dann wäre er unabhängig von der Spannung Ihres Akkus.
Es gibt digitale Isolatoren mit eingebauter Stromversorgung wie ISOW7840
Ich glaube nicht, dass diese beiden Teile wirklich zusammenpassen. Der Optoteil hat einen sehr geringen Stromantrieb und dieser MOSFET hat eine enorme Eingangskapazität. Das ist so ziemlich ein Nichtstarter.
Verwenden Sie mehrere VOM1271 und verbinden Sie deren Ausgänge parallel.

Antworten (2)

Sie können kein Blut von einem Stein bekommen, noch hohen Strom von einer kleinen Fotodiode.

Sie könnten einen DC-DC-Wandler verwenden, um eine isolierte Spannung zu erzeugen, und dann einen Isolator Ihrer bevorzugten Art (optisch zu Logik, magnetischer Transformator, magnetischer GMR, kapazitiv) verwenden, um das Signal zu übertragen und einen schnellen Gate-Treiber mit mehreren Ampere anzusteuern ( oder möglicherweise gibt es einige Opto-Gate-Treiber auf dem Markt).

Ein paar der oben erwähnten Technologien haben beim Einschalten nicht unbedingt einen bekannten Zustand, so dass es sich möglicherweise lohnt, sie zu vermeiden.

Hallo Spehro, danke für die Antwort. Den klassischen DC/DC + Gate-Treiber wollten wir eigentlich vermeiden, um die Kosten so gering wie möglich zu halten (wir müssen für jeden Leistungswiderstand eine solche Schaltung haben... wir reden hier von 50 bis 200 Stück... ). Nun, der bekannte Zustand beim Einschalten ist etwas, worüber ich nie nachgedacht habe ... Ich bin ziemlich überrascht, da viele isolierte Gate-Treiber in sehr leistungsstarker Elektronik verwendet werden. Welche Technologie wäre Ihrer Meinung nach problematisch?
Die GMR-Typen (Giant Magneto Resistive) (z. B. NVE) definitiv, und ich denke, es gibt noch andere. Schade, denn sie sind schnell und haben andere positive Eigenschaften. Ich schätze, Sie haben sich alle PV-Isolatoren angesehen? IIRC Einige von ihnen haben eine Schaltung, die sie abbrechen soll, aber es ist nicht so schnell.

Ich glaube nicht, dass Sie die Einschaltzeit verbessern können, ohne auf eine isolierte Stromversorgung zurückzugreifen, aber Sie können das Ausschalten verbessern, indem Sie einen anderen Optokoppler verwenden, um das Gate kurzzuschließen und es schneller zu entladen.

Es gibt mehrere Tricks, die man ohne separate Versorgung machen kann, obwohl es die Schaltung vereinfacht. Werfen Sie einen Blick auf die Datenblätter der VOM-Familie.
Beschleunigung des Ein- und Ausschaltens mit VOM1271 Photovoltaik-MOSFET-Treiber (/Optokoppler)
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v