Hallo zusammne, ich beschäftige mich gerade mit Mosfets. dabei ist es ja wichig schnell zu schalten. Ich versuche gerade eine Standardschaltung zu simulierneund spiele ein wenig mit den Werten rum. Meine Frage ist nun, welche Flanken optimiert werden müssen. Die der Gate Ansteuerung oder die Flanken der Ausgangsspannung. Die beiden hängen ja auch irgendwie zusammen. Grüße Martin
Martin wrote: > Ich versuche gerade eine Standardschaltung zu simulierneund > spiele ein wenig mit den Werten rum. lass uns die doch mal sehen... Gruß Roland
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...und hier einmal ein ausschnitt aus einer Simulation....Die blaue Kurve ist die Spannung am Gate, die grüne am Ausgang....
Sieht auf den ersten Blick schon mal brauchbar aus. aber die 330 Ohm würd ich weg lassen, wenn möglich. (d.h. wenn Ugs noch < 20V bleibt) Du erreichst dadurch, dass das Gate noch weiter aufgesteuert wird. Evtl auch noch 10 Ohm in die Gateleitung. Bringt zwar wieder mehr Schaltverluste, aber begrenzen den Gatestrom auf ~1-2A was der Lebensdauer der Treibertransistoren zu Gute kommt. Falls du minimale Schaltverluste willst, dann nimm einen N-Kanal Fet und einen passenden High-side Treiber dazu. (Selbstbau lohnt sich dann nicht mehr) Evtl eignen sich auch fertige High-Side Treiber à la BTS442. (diese haben aber IMHO eine begrenzte Schaltfrequenz) Gruß Roland
Wenn der 220Ohm widerstand weggelassen wird, steigt die Gatespannung zu stark an. Mit dem widerstand liegt die Gatespannung bei ca. 11,5V. Der Gatestrom wird durch den Widerstand auf etwas mehr wie 1 A begrenzt. Sind die transistoren, die ich verwende eigentlich ausreichend dimensioniert? Die CE-Spannung liegt bei 80V, aber ich glaube die müssen mehr Strom abkönnen. Dann vielleicht gleich noch eine Frage...Zur Berechnung der Schaltverluste muss ich doch die Anstiegs- und Fallzeit der Ausgangsspannung verwenden...!?
Zumindest für Q2 muss ich einen anderen Transistor verwenden. Dieser muss ja die 1A abkönnen, dafür ist der BC556 ein wenig zu schwach dimensioniert.
@ Roland Praml (pram) Die 330 Ohm wegzulassen würde die ganze schaltung hinfällig machen, und auch langsamer. Diese schaltung stellt einen Spannungsverstärker mit nachgeschaltetem Stromverstärker dar. Genauer gesagt ist die erste Stufe eine Spannungsgesteuerte Stromquelle. Der so gesteuerte Strom lässt am 10k Widerstand eine Spannung abfallen. Diese Spannung wird dann Stromverstärkt an das Mosfet Gate weitergereicht. Ich hab jetzt nicht nachgerechnet, aber die Simulation sieht schon mal gut aus. Würde man jetzt den 330 Ohm Widerstand weglassen, würde man einerseits einen Basiswiderstand brauchen, da sonst der Transistor sofort abrauchen würde und andereerseits würde (mit Basisvorwiderstand) der Transistor mit höchster wahrscheinlichkeit in Sättigung betrieben, was ihn wieder langsam macht. Um die Schaltung schneller zu machen könnte man: die 10kOhm kleiner machen (die 330 Ohm darauf anpassen), da dieser Widerstand den Basisstrom der Stromverstärkerstufe begrenzt, der Basisstrom mal die Stromverstärkung gibt den maximalen Ausgangsstrom. Weiterhin bildet der 10k Widerstand mit der Kapazität der Transistoren einen RC Tiefpass (das bewegt sich aber schon im µs bereich) Du könntest weiterhin für den Stromverstärker (Spannungsfolger) Zwei komplementäre Darlington Transistoren einbauen (die dann aber auch direkt die geforderten Ströme tragen können) oder du schaltest einfach hinter deine jetzige Stufe noch eine Stufe aus potenteren Transistoren. Ich hoffe ich konnte helfen ;)
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Hallo, ich habe den 10k Widerstand mal ein wenig verkleinert und den 330Ohm Widerstand ein wenig angepasst. Dadurch steigt nun der Gatestrom ein wenig an, auf ca. 1,1A. Da muss ich den Transistor Q3 noch tauschen, da dieser nur 1A abkann. Ich habe nur noch keinen passenden gefunden. Mal schaun. Der Transistor Q2 müsste eigentlich ausreichend dimensioniert sein, der muss ja nicht so viel abkönnen. Eine weitere Stufe dahinter wollte ich eigentlich nicht nehmen. Für den 10k habe ich 8,2k genommen und 330 auf 240 verkleinert. Die Simulation dazu habe ich einmal angehangen. Vielen Dank! Ah, vielleicht noch eine Frage. Zur Berechnung der Verluste die am Mosfet entstehen. Zur Berechnung der Schaltverluste muss man dann doch die Anstiegs- und Abfallzeit der Ausgangsspannung nehmen!?
So müsstest du den Treiber eigentlich schon einsetzen können. Es kommt drauf an, wie weit du die Verluste dan noch verringern will, die kann ich im Moment nicht berechnen. Eventuell kannst du den 8.2k noch weiter verringern. Ich hänge nämlich gerade am gleichen Problem fest. Mein Treiber brauche ich für ein Schaltnetzteil. Die Schaltung hier habe ich auch aus diesem Forum entnommen. Wenn ich den Link zu dem Thema finde, füge ich ihn noch ein.
Hier mal der Link zu dem Thema. Dort wird auch erläutert, wie man die Schaltung berechnet. http://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png Beitrag "Re: Wie Ugs (p-FET) sinnvoll begrenzen?"
Hallo Berti, vielen Dank für die Links. Die waren sehr hilfreich. Ich habe die Schaltung auch einmal mit anderen Widerständen simuliert und bin dabei oh Wunder ;) auf die gleichen Ergebnisse gekommen. Ich denke der verwendete Transistor Q2 sollte ok sein. Der kann 1A Dauerstrom und 1,5A max. Kollektorstrom. Wenn der Strom bei ca. 1,1A liegt, sollte das noch im Rahmen liegen. Interessant wäre es sicher wirklich einmal die Verlustleistung zu berechnen, um zu schauen, ob die schnelligkeit der schaltung vielleicht schon für meine Zwecke ausreicht. dazu kann ich einen Link hinzusteuern.... Beitrag "Maximal zulässige Verlustleistung bei Mosfet" Hier wird beschrieben, wie man die Verlustleistung berechnet, aber ich bin mir auch nicht sicher welche Anstiegs- und Abfallzeit man nehmen muss. Weiter weiß ich nciht, welche Spannung ich einsetzen muss, die maximale Spannung vor dem Mosfet oder diese Spannung minus der maximalen Ausgangsspannung...
Eine maximale Schaltgeschwindigkeit hat nicht nur Vorteile. Der Aufwand die Oberwellen auf ein ertraegliches Mass (EMV Vorschriften) zu begrenzen steigt auch an.
Also muss man quasi einen Kompromiss zwischen Schaltgeschwindigkeite und somit Verlustleistung und der Entstehung von Oberwellen usw. finden!? An und für sich, sehen die Schaltungen und die Simulationen ja schon recht gut aus. Dann aber nochmal zur Berechnung der Verluste. Kann dazu eventuell noch jemand etwas sagen? Ich habe oben ja schone inen Link eingefügt, da steht schon einiges drin. aber wie gesagt, an zwei Ecken hängts bei mir noch. Welche Scahltzeiten muss man zur Berechnung der Schaltverluste nehmen und welche Spannung zur Berechnung der Verlustleistung, wenn der Mosfet leitet? Um das ganze zu vereinfachen, habe ich hier einmal einen auszug aus dem obenr verlinkten Thema. >die Schaltverluste kann man so ausrechnen: >1. Die Gesammte Verlustleitung beim Schalten berchnet sich aus 4 >Komponenten: >a) P_Einschalt >b) P_Ein >c) P_Ausschalt >d) P_Aus >d) ist am Einfachsten, denn wenn kein Strom fließt ist die Leistung 0 >b) P_Ein ist die Verlustleistung während der Transistor eingeschaltet >ist, Rdson * I^2 * Ton/T. Ton/T ist das Tastverhältnis. >a und c sind die Schaltverluste. Dabei wird die sogenannte Lastgerade >durchfahren. Wenn Du ne ohmsche Last hast, ist diese linear. Also >Umax*Imax * Ts/T. Ts/T ist das Verhältnis der >Einschaltzeit+Ausschaltzeit (Ts) zur Periodendauer T. 55kHz = 18us. >Beispiel U = 20 Volt, I = 20 A, Tson+Tsoff sei 0.5us dann ergibt sich >für b) 20*20*0.5/18 = 11 Watt. Nicht zu verachten gell ?
@ Berti (Gast) >Hier mal der Link zu dem Thema. Dort wird auch erläutert, wie man die >Schaltung berechnet. Einfach auf meine Posts verweisen.. Sowas aber auch.. Tststststs ;-)
Hätte ich aber leider allein auch nicht gefunden den Beitrag..... deswegen super Forum hier!!!! :)
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