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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MosfetFragen


Autor: ... ... (1hdsquad)
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Hallo,
ich schau im Moment nach MosfetTreibern für eine Motorsteuerung, die 
sowohl 1x Stepper als auch 2x DC "können" soll. Jetzt gibt es ja große 
Unterschiede zwischen den Treibern, der eine liefert dauerhaft einige 
zig mA, der andere ein paar Ampere. Viel hilft viel, aber wieviel 
brauche ich denn wirklich? Wie kann ich anhand der Schaltfrequenz, der 
Kapazität des Gates etc errechnen, wieviel Strom wirklich nötig ist beim 
Schalten? Grob geht es um Ströme von 10-20 Ampere für den DC-Motor und 
dabei Spannungen von 12 Volt, der Stepper kriegt um die 3 Ampere bei 30 
Volt. Die Schaltfrequenz wird "PWM-typisch" sein, also zig khz. Mosfets 
stehen noch keine fest, da ist natürlich auch ein Unterschied zwischen 
Buz11 und HighTech. Es sollen aber N-Kanal sein. Ist unter Umständen der 
Einsatz von LogicLevelFets ohne Treiber günstiger? Ein schneller Blick 
in die MosfetStandardTabelle zeigt mir zB den IRL3103. LogicLevel, 
niedrige GateCharge und genug Strom, die Spannung wird wahrscheinlich 
kritisch? Oder darf man einfach an den Grenzwert gehen? Kühlen kann man 
ihn wenigstens anständig ;) Hier ist das Datenblatt: 
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irl3103.pdf
Geschaltet wird entweder per AVR oder später per FPGA etc. Es ist also 
auch fraglich, ob der Port das packt oder ob er einen Transistor 
spendiert haben soll.
Ich danke schonmal
MFG
David

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Stell dir einfach das Gate des FET als Kondensator vor mit einer Ladung 
von TotalGateCharge drauf, die Du hin- und herschaufeln willst in einer 
gewissen Zeit. Abhäbgig von der gewünschten Flankensteilheit und 
Spannung muss eben ein gewisser Strom fliessen...

Ein FET direkt am µC zu treiben gibt recht lange Schaltzeiten und damit 
Verluste.

Autor: ... ... (1hdsquad)
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Ich habe etwas gesucht und folgende Formel gefunden für den Ladestrom: 
I=C*dU/dt. Wenn ich also das Gate meines irl3103 in 20ns von 0V zu 5V 
umladen will, brauche ich dafür bei einer typischen Kapazität des Gates 
von 1,65nF ca 413mA. Mir kommt diese Formel aber zu leicht vor, was 
haltet ihr davon?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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im prinzip ja...
aber du brauchst die ladung von etwa 20nC zum durchschalten,
was eher einer last von 4nF entspricht..
somit minimum ca 1A ins gate

Autor: ... ... (1hdsquad)
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Schade, ich habe mich schon über den Wert gefreut ;-) Ist es besser, das 
Gate des Mosfets mit einem passenden Transistor zu schalten oder nimmt 
man da einen Mosfet mit sehr kleinem GateCharge, der ja nicht mehr als 
ein paas Ampere packen muss?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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bei 20ns als ziel kannste nicht mehr viel selbst basteln :-)
ausser du bist hi-speed profi (wohl eher nicht)

du könntest zb nen icl7667 , reichelt 1 eu oder so, nehmen , der sollte 
dann etwa 50ns packen

für echte 20ns brauchts eher sowas : TC4420 , 6A peak !

aber wozu brauchste 20ns ???

Autor: ... ... (1hdsquad)
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Hm, das habe ich von irgendwo übernommen, aus der Beispielrechnung... 
Ich bin eigentlich garnicht Analogiker, aber ich möchte mir die Treiber 
ersparen. Da ich 8 Mosfets zu steuern habe, würde das teuer werden und 
ausserdem viel Platz auf der Platine nehmen. Deshalb würde ich gerne 
drauf verzichten. Also wie schalten?

Autor: Düsentrieb (Gast)
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ohne treiber: laaangsaaaam eben, bei max 30ma aus der cpu ca. 600ns 
schaltzeit...wenn dir das reicht?

sonst pnp/npn puffer, aber platz verbrauchste genauso viel wie mit nem 
icl7667

da vom gate auch puls-energie zurück kommt, wirds eine cpu wohl manchmal 
killen, wenn das zeug direkt dranhängt , also blöde idee.

treiber muss rein, oder zumindest puffer.

Autor: Tim (Gast)
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Also Platz als Problem anzusehen kan ich nicht verstehen. Ich hab nen 4A 
Doppeltreiber in nem SO8 (UCC37324). Mit einem Selbstbau aus 
Transistoren und Widerstaenden wirst du da auch nicht kleiner.

Autor: ... ... (1hdsquad)
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Hm, aber billiger...
Nagut, offenbar kommt man um den Treiber nicht herum, also was soll ich 
machen?
a) LL-Mosfet nehmen, Treiber muss nur Strom liefern
b) Normalen Mosfet nehmen, Treiber muss auch Spannung erhöhen.

Was ist billiger, kleiner? Der Preis hat Vorrang...

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