Mosfet driver voeden met Traco isolator

Hoi

Ik gebruik een mosfet gate driver (IRR4426) om de gate van een mosfet aan te sturen (IRF740). Het signaal is 10 tot 15khz PWM. Met deze schakeling wordt een 230V motor aangestuurd.

De driver wordt gevoed met een 12V spanning. Dus de spanning op de gate is 12V + 0.3 volgens de datasheet.
Ik wil deze 12V galvanisch scheiden van zijn bron dmv een TRACO

TM1212S datasheet
https://nl.farnell.com/tracopower/tme-1212s/converter-dc-dc-1w-12v-0-0…

Deze is slechts geschikt voor 84mA.

Welnu. Vaak wordt geclaimd dat een gate van een mosfet geen stroom trekt.
Aan de andere kant, vanwege de parasitaire capaciteit tussen de Gate en Source kan deze stroom aanzienlijk worden.
Nu begrijp ik niet helemaal wat deze stroom inhoudt. Stel vanwege deze capaciteit loopt er tijdens aanzetten van de fet een piekstroom van 2A.
Moeten dan alle bijbehorende componenten geschikt zijn voor 2A?
Die 2 ampere is namelijk "slechts" een piekstroom.
Hoe komt het dan dat sommige mensen claimen dat een mosfet geen gate stroom trekt?

Mijn hoofdvraag: is de traco geschikt om een gate driver te voorzien van spanning / stroom? (op de uitgang van de traco zou ik dan een elko plaatsen om dippen te voorkomen omdat de traco redelijk traag is)

Een mosfet gate heeft inderdaad geen stroom nodig zolang de spanning niet verandert. Je kunt een mosfet aan zetten mbv een 9V batterijtje, en de mosfet blijft aan ook als je de batterij weer loshaalt.

Maar je hebt wel stroom nodig als je de gate spanning wilt veranderen. De total gate charge voor een IRF740 is 63 nC.
Bij aansturen met 15 kHz heb je dus 15000 * 63 = 945000 nC per seconde nodig. Ofwel 0.945 mA (gemiddeld).

Die voeding is dus ruim voldoende mits je zorgt voor een buffer elco om de piekstroom te leveren.

Neem een VOM1271 driver...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 13 mei 2022 14:33:07 schreef deKees:

Bij aansturen met 15 kHz heb je dus 15000 * 63 = 945000 nC per seconde nodig. Ofwel 0.945 mA (gemiddeld).

Ik snap even niet hoe je zo snel op die 0.945 mA komt :)
I om de Gate condensator op te laden is toch
I = Q / t?
Waar Q dan 945000nC is
en t 15000 * rise time (27nS)
Dus per seconde is de fet gedurende 405 uS aan het opladen

Want je hebt de rise time 15000 keer per seconde
Dus dat levert een piekstroom van 2.33A op

De verhouding tussen 1 seconde en de tijd dat de fet hierin aan het "risen" is, is 1/405 us. is 2222.22x

Dus de gemiddelde stroom is dan 2.33/2222.22 = 1,0486 mA?

[Bericht gewijzigd door BDH op 13 mei 2022 16:00:07 (14%)]

Op 13 mei 2022 14:33:07 schreef deKees:
Die voeding is dus ruim voldoende mits je zorgt voor een buffer elco om de piekstroom te leveren.

Let op dat je een lage ESR wilt hebben. Koop een random elco en dat kan zomaar een paar ohm zijn. Bij 2A trek je dan de complete voeding onderuit. Dus een keramisch condensatortje op z'n minst er bij zetten.

dV = Q / C

gebruik je dan om de dV uit te rekenen ten gevolge van de 63nC die de driver per keer nodig heeft om de gate op te laden. Is dat minder dan 0.5V dan is het prima.

Die "gate spanning" van 12V+0.3 is trouwens onzin.

De driver stuurt dat ding aan vanuit de 12V, dus dat wordt maximaal 12V van zichzelf. Die 12V + 0.3 dat is de garantie van de fabrikant: als je daaronder blijft dan blijft ie heel. Dus als je "rare signalen" aan gaat bieden of zeg: "ik wil dat ie altijd blijft werken, dus ik voer de DCDC converters dubbel uit! en ook de gate drivers!" dan is dat de situatie waarbij de ene 12.5V voeding heeft en de andere 11.5 waar die tweede chip kapot van kan gaan....

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

@Arco: dat ding is veel te traag om te PWM'en, leuk als je een solid-state relay wilt maken, anders is het echt onbruikbaar.

Turn-on en turn-off zijn samen 80us (volgens datasheet, e.e.a. natuurlijk afhankelijk van de gate capaciteit en zo), en op 15kHz ben je dan 15k * 80*10^-6 = 120% van de tijd aan het schakelen. Denk je dat dat goed komt?

@TS: wat DeKees voorrekent is hoeveel lading je per seconde in de capaciteit stopt; hoe snel je dat doet, is niet relevant.

Een klein foutje daarbij is wat dat hij alleen de lading in de gate charge gebruikt, alsof je de energie 100% efficiënt van de voeding naar de gate kunt krijgen; in werkelijkheid gaat er nog precies evenveel verloren in de output stage van de driver en de gate weerstand, dus je moet met de dubbele stroom rekenen.

Dit topic, net zoals eigenlijk alle topics van de TS, klinkt voor mij heel sterk als een schoolvraag...

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 13 mei 2022 15:37:50 schreef SparkyGSX:
@Arco: dat ding is veel te traag om te PWM'en, leuk als je een solid-state relay wilt maken, anders is het echt onbruikbaar.

Turn-on en turn-off zijn samen 80us

uS? nS bedoel je zeker? inlusief de delay times kom je op totaal 115nS voor opschakelen en afschakelen
Dit 15000x per seconde levert 1.725ms schakeltijd op per seconde.
Of ben ik nou gek

Op 13 mei 2022 15:37:50 schreef SparkyGSX:

Dit topic, net zoals eigenlijk alle topics van de TS, klinkt voor mij heel sterk als een schoolvraag...

Ah, opzich snap ik dat het zo geinterpreteerd wordt. Maar nee, i wish :)
Zit gewoon thuis te hobbyen, maar over drivers en het ontwerpen van powerelektronica is online niet super veel te vinden. Zeker als het op het toepassen van drivers aankomt, vandaar dat ik zulke specifieke vragen hier stel, ik heb tenslotte geen docent of iemand dergelijks om het aan te vragen

Ik snap even niet hoe je zo snel op die 0.945 mA komt

Een coulomb is de lading van een x aantal electronen (6,241506 × 1018).

Je hebt 63 nanoCoulomb nodig om de gate een keer aan te zetten.
Als je dat 15000 keer per seconde doet dan heb je daarvoor 15000 x 63 nC voor nodig. Dus 945000 nC, ofwel 0.945 milliCoulomb.

1 Ampere is 1 Coulomb per seconde. Dus 0.945 milliCoulomb per secode is 0.945 mA.

@Sparky
Inderdaad, de driver dissipeert ook, en dat heb ik niet meegeteld.

uS? nS bedoel je zeker?

Nee, hij bedoelt uS.

Dat geldt voor die VOM1271. Die kan een gate sturen zonder dat er externe voeding nodig is. Werkt met een soor zonnecel die spanning opwekt als die wordt aangestuurd door een interne led. Handig, maar dat levert heel weinig stroom en is dus traag.