half bridge amplifier aansturen uit een pulstransformator

Hallo Blackdog,

ik weet niet waardoor dat vage beeld van de scoop wordt weergegeven en wat de oorzaak ervan is.
Dit heb ik sinds kort en ik denk dat de scoop zover is opgebruikt dat die aan vervangen toe is.
Ik heb wel een andere scoop, die is wel lager in frequentie, ik zal proberen of die ook gebruikt kan worden op signalen van deze frequentie te kunnen meten.

Verder, welke bron gebruik je voor je pulsen? Ik neem aan, dat deze heel laagohmig is, en de nodige amperes kan leveren.

Ik gebruik de IXD609 https://www.digikey.com/en/htmldatasheets/production/764898/0/0/1/ixdd…, als Mosfet driver ic, deze wordt uit 12V gevoed en kan in de piek 9A aan stroom leveren. Toch heb ik op de uitgang van dat ic een weerstand van 2,2 ohm bij 2Watt, in serie met de uitgangstransformatoren (driver trafo's), dat dient eigenlijk als stroom bescherming, mocht er kortsluiting ergens optreden op de uitgang van dit ic.

Ik heb nagedacht over de oorzaak van de deuk in de uitgangspanning:

Die deuk in de uitgangspanning vinden we hier terug in die diezelfde deuk welke in de gate/source spanning zit:

Om dit beter te krijgen moet ik het bij de oorzaak aanpakken en dat is alle gate/source koppelingen veranderen zodat dit effect weg is.
Dit kan een vorm van terugwerking zijn of parasitaire capaciteiten of resonanties enz.
Daar ga ik me nu op focussen om dat te verbeteren.

Verder kun je proberen om voor elke fet een eigen pulstrafo te gebruiken. En deze tevens een 1:1 wikkel verhouding te geven. Dan ook nog deze wikkelingen bifilair wikkelen, dan zou de zaak moeten verbeteren.

Dat is een goede tip @Piet 1950, ga ik eens proberen of dat verbetering geeft. Het is structureel gezien praktischer om voor iedere Mosfet zijn eigen driver transformatortje te gebruiken, dan lopen de printplaat verbindingen niet kruislings over elkaar, zoals ik dat nu wel heb.
Dit ga ik beslist doen.
Alleen in deze testopstelling heb ik de Mosfets en de verbindingen "zwevend" opgesteld, maar dat is slechts tijdelijk. Wanneer ik helemaal tevreden ben maak ik daarvoor een pcb met een koelplaat aan de onderkant.
In ieder geval is die deuk in de top van de uitgangspanning een direct gevolg van de spanning tussen gate en source.

Het was de bedoeling om de ETD59 transformatoren van Epcos te gebruiken als uitgangstransformator. Hoewel bij kernmateriaal N87 ferriet gespecificeerd is tot gebruik aan 1000kHz, wilde ik eens testen of dat misschien ook tot 1600kHz kon werken. Wel ik heb de ETD59 van 3,5 primaire wikkelingen voorzien en secundair 10,5 windingen.
Dat is een transformatie verhouding van 1 op 3, net zoals ik dat nu ook heb met een ferriet buiskern transformator.
Als ik een strakke puls kan meten, op de secundaire dan weet ik dat het goed is. En wanneer ik meet wat lijkt op een sinus dan is de transformator niet geschikt.
Ik had geen strakke uitgangspuls en bovendien veel te lage uitgangsamplitude, die ETD59 gaat dus niet door, niet geschikt voor deze frequenties.
Terug maar weer de ferriet buiskern transformator erin gezet, plaatje geleend van het internet.

Ik gebruik voor de ferrietkernen type FB1024-77, binnen diameter 12mm, hierin past een koper waterleiding buis.

Telefunken Sender Systeme Berlin

Het was de bedoeling om de ETD59 transformatoren van Epcos te gebruiken als uitgangstransformator.

Ik weet niet wat je van plan bent, maar met een ETD59 trafo's heb ik 2200 Watt voedingen ontwikkeld op 50kHz. Wat wil jij met zo'n trafo op 1600 kHz?? N87/3F3 materiaal gaat niet zo hoog. Dan zou je bijvoorbeeld 3F4 materiaal moeten kiezen.

Piet

3F4 materiaal dus, oke bedankt @Piet 1950, ik zal kijken waar ik dat kan bestellen.
@Piet1950 ik heb nu aparte transformators voor iedere Mosfet, ik heb de helft (2 van de 4) Mosfets al zo aangesloten, zonder spanning op de brug, alleen het instuursignaal uit de driver erop en dat is een absoluut succes.
Dit is de gate/source spanning van de low side Mosfet.

En dit is de gate/source spanning van de high side Mosfet:

Gelijk een andere oscilloscoop gebruikt, die is een heel stuk duidelijker.
De spanning staat ingesteld op 10V per divisie.

Ik heb goede hoop op dat het uitgangsignaal van de volle brug versterker nu geen vreemde deuk meer heeft in de top van de uitgangspanning.

Telefunken Sender Systeme Berlin

Even een vraag, zou je TVS dioden kunnen gebruiken, om de gate source spanning te begrenzen? Of zijn deze te langzaam om korte pulsen glad te strijken.

Telefunken Sender Systeme Berlin

TVS diodes zijn wel bedoeld om snel hoge energiepulzen te clampen, maar ik weet niet hoeveel parasitaire capaciteit deze hebben.
Bedenk dat alles wat je toevoegt, parasitaire effecten heeft. En dat is zeker op jou gewenste frequentie van 1600 kHz zo. Maar waarom moet er eigenlijk iets geclampd worden? Als je een 1:1 trafo gebruikt, en een blokpuls met piek-piek iets kleiner dan 15V, dan is clampen niet nodig. Bovendien, je hebt parallel aan de gate eigenlijk alleen maar een weerstand en een snelle diode nodig. De diode is voor de DC offset. De zener met serie diode kan ook vervallen.

Piet

Maar waarom moet er eigenlijk iets geclampd worden?

Dit vroeg ik omdat de gate spanning een forse piekspanning impuls geeft in de opkomende flank, neem nu deze foto:
https://www.circuitsonline.net/forum/file/100847
De gate spanning is ongeveer 10 of 12V en wordt niet geclampd door een zenerdiode, hier zie je in de opkomende flank een flinke piek die maar even duurt. Toch is die piek ver boven de 20V, dat is het maximale waarmee de gate mag aangestuurd worden, wil die heel blijven. Toch maar weer die zener diode erin? Met zener diode worden de Mosfets warm, zelfs zonder drainspanning met alleen de stuurspanning op de gate, worden de Mosfets zelfs heet!

Ik had wat problemen met die zenerdiode, die werd erg warm tegen heet aan.
Ik heb even geen 15V zener diode, en heb er twee in serie gezet van 6,8V bij 1,3W per stuk en zelfs die worden heet.
In de negatieve piek had ik een soort bobbel, die was niet vlak, dat wordt veroorzaakt door of de zener of de Mosfet. Met een serie weerstand naar de scheidingscondensator haal ik die bobbel weer weg, maar dat veroorzaakt weer een tragere puls waardoor de Mosfet minder efficiënt schakelt.
In deze schakeling wordt de gate/source spanning gelijkgericht, als testopstelling voor de SiC Mosfets die ook zo worden aangestuurd.

Een mogelijke betere manier: Ik gebruik nu een enkel Mosfet driver ic, daarvoor wil ik voor een halve brug, zoals ik nu aan het testen ben, niet één maar twee aparte Mosfet driver ic's gaan gebruiken. De twee driver transformatoren, staan natuurlijk in tegenfase aangesloten.Bij twee Mosfet drivers is de stuurspanning in tegenfase, maar de driver transformatoren zijn in fase aangesloten.
Bij een volle brug wordt iedere Mosfet met een eigen Mosfet driver ic aangestuurd. Wat ik wel gebruik is voor iedere Mosfet zijn eigen aparte driver transformator. Ik hoop dan dat die flinke uitslingering in de opkomende flank van de gate spanning verdwenen is.
Ik denk dat die uitslingering komt doordat de high side Mosfet ook aangestuurd wordt en dat veroorzaakt die uitslingering in de opkomende flank. Dat wat betreft de low side Mosfet gate spanning.

Bij de high side Mosfet gate spanning zie ik inplaats van een uitslingering een deuk in de gate spanning, dus eigenlijk het tegen over gestelde, ook niet goed dus.
Met voor iedere Mosfet een eigen driver hoop ik van deze problemen af te zijn, maar of dat werkelijk zo is, dat is de vraag..

Telefunken Sender Systeme Berlin

Onderweg met de fiets naar huis, schoot mij de onderstaande schakeling te binnen. Zo had ik het al getest, maar de serie weerstand Rgate was in serie aangesloten met de secundaire wikkeling van Tr1. Nu verplaats ik die naar de gate, zoals je dat ook doet bij een actieve Mosfet driver.
Even snel met pen en papier opgetekend:

Telefunken Sender Systeme Berlin