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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MOSFETS: 3x IRF1004 an 1x ICL7667


Autor: Gast (Gast)
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Hallo,

ich wollte mit einem ICL7667 (OUT gebrückt) drei IRF1004-MOSFETS mit 
einer PWM (ca.2kHz) schalten.

Brauch ich dazu unbedingt Gate-Widerstände?
Wollte eigentlich direkt vom Ausgang des Treibers auf die Gates der 
MOSFETS gehen.


Gruß
Marc

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Gast schrieb:
> Brauch ich dazu unbedingt Gate-Widerstände?

Ja.
Sobald mehrere Mosfets parallel angeschlossen sind immer. Ansonsten kann 
sich durch die Induktivitäten der Leiterbahnen ein schöner 
Gegenztaktoszillator bei ein paar 10-100MHz bilden.

Autor: Gast (Gast)
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Zitat Datenblatt:

"Ringing is a common problem with large dV/dt and/or large AC currents. 
Some preventative suggestions are:
1.)  Use a small resistor 5-20 Ohm in series with the output (This will 
unfortunately degrade the output transition times)"

Also einfach 5-20 Ohm bei drei parallelen MOSFETs???

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ja, allerdings ein Widerstand für jeden Mosfet.

Autor: Gast (Gast)
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Hallo,

eignet sich der ICL7667 denn für 3 dieser MOSFETS?
Qg = 100 nC
Qgs = 32 nC
Qgd = 43 nC

oder brauch ich da einen stärkeren Treiber UCC27324 (2x 4A peak)

Das ganze soll für eine PWM Motorsteuerung bis ca. 50 / 60A ausgelegt 
sein.


Gruß
Marc

Autor: Gast (Gast)
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Hallo,

hab das gerade mal mit dem ICL7667 durchgerechnet

Die Leistung ergibt sich aus folgender Formel:

P = Cload x VDD² x FREQ = 100nC * 5V² * 3000 Hz
  = 0,0075 W

Verrechnet oder Korrekt?
Wenn korrekt, dann reicht der ICL7667 ja locker für die Anwendung aus...


Gruß

Autor: Ulrich (Gast)
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Gerade bei einer Motorsteuerung sollte das Schalten nicht zu schnell 
sein, um unötige Funkstörungen zu vermeiden. Mit 1 A und 3 mal 100 nC 
kommt man auf 300 ns Zeit zum umladen. So schnelle sollte es eher nicht 
gehen.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Öh ja nein. In den 300ns fließen dann im worst-case die 60A!


Gruß -
Abdul

Autor: Falk Brunner (falk)
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Um die Gateansteuerung am schwingen zu hindern/dämpfen werden oft auch 
Ferritprerlen verwendet. Die sind aus extra verlustbehaftetem Ferrit und 
dämpfen damit mögliche Schwingungen recht fix. Vorteil, sie haben nahezu 
keinen ohmschen Widerstand und ermöglichen dass die volle 
Treiberleistung (Strom) am Gate verfügbar ist.

MFG
Falk

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hm. Einen IRF1004 finde ich nicht, soll wohl der IRL1004 sein. Meine 
Empfehlung wäre ein MOSFET entsprechender Größe. Nix parallelschalten! 
Den Treiber direkt an den MOSFET setzen, kein Gate-R. Im MOSFET selbst 
ist der Gatewiderstand ca. 1-3 Ohm. In SPICE durchsimulieren um die 
Verlustleistung beim Umschalten bei Volllast zu kennen.


Gruß -
Abdul

Autor: Gast (Gast)
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Moin,

ich brauch ja 3 parallel um die 60A vernünftig zu schalten.
Das einzige was ghen würde, ich schließe die Eingänge vom ICL7667 
parallel und geh von beiden ausgängen auf jeweils 1 MOSFET

dann hab ich zwar nur 2 verbaut, aber ich denke das sollte auch reichen 
ohne aktive Kühlung...
Kann keinen großen Kühlkörper verbauen...

mit SPICE hab ich noch nie gearbeitet...

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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> ich brauch ja 3 parallel um die 60A vernünftig zu schalten.
> Das einzige was ghen würde, ich schließe die Eingänge vom ICL7667
> parallel und geh von beiden ausgängen auf jeweils 1 MOSFET

Das geht. Habe ich mal gemacht. Da der ICL7667 eh ca. 7 Ohm 
Ausgangswiderstand hat, einfach die beiden Treiber getrennt an die 
beiden MOSFETs heranführen. Die Leitungslängen/Impedanzen sollten gleich 
sein.


>
> dann hab ich zwar nur 2 verbaut, aber ich denke das sollte auch reichen
> ohne aktive Kühlung...
> Kann keinen großen Kühlkörper verbauen...

Du meinst, du willst auf Biegen und Brechen SMD?


>
> mit SPICE hab ich noch nie gearbeitet...

Wäre der schnellste Weg. Allerdings mußt du einmal die 
Einarbeitungszeit in Kauf nehmen.


Gruß -
Abdul

Autor: Ulrich (Gast)
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Wo ist das Problem: der ICL7667 ist bei den eher langsamen 
Geschwidnigkeiten sogar eher noch überdimensioniert. Die Gechwindigkeit 
die man damit erreichen kann ist höher als man es wegen der 
Funkstörungen tun sollte. Also ein Gate-Widerstand dazu, um da Schalten 
zu verlangsamen und ein Schwingen zu verhindern. Die oben ausgerechenten 
300 ns sind auch schon eher worst case, denn ein Teil der Gateladung 
kommt ganz früh (noch prakisch aus) oder spät (schon praktisch an).
Wenn man auch etwa 500ns Schaltzeit kommt, dann sind das bei 2 kHz das 
gerade mal 0,1% der Motorleistung die an den FETs als Schaltverluste 
entstehen. Das sollte noch tragbar sein. Es braucht da halt schon ein 
Kompromiss zwischen EMV und Schaltverlusten.

Autor: Gast (Gast)
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ne, smd soll es nicht werden. ICL7667 ist DIP8 und der MOSFET TO-220
nur ich hab im ganzen nicht so viel Platz.

Variante 1: 1 Treiber, je 1 MOSFET pro Ausgang
Variante 2: 1 treiber, je 1 MOSFET pro Ausgang + Gatewiderstand (10 Ohm)

also sobald ich die MOSFETs parallel schalte brauch ich einen 
Gatewiderstand, oder?

@Ulrich:
bei 0,1%:   P = U * I = 10V * 50A = 500W
            500W * 0,1% = 0,5W    => ne, das kann doch nicht, oder?? ;-)


In welche Version von SPICE lohnt es sich denn einzuarbeiten?

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Beim ICL7667 kannst du dir den Widerstand deswegen sparen, weil die 
Möhre zwar erstaunlich schnell ist, aber eben auch ca. 7 Ohm aufwärts 
Ausgangswiderstand hat.

Sehe einfach im Layout einen Reihenwiderstand vor. Kommt halt ein 
NullOhm rein.

Du mußt die Verlustleistung im Treiber auch beachten! Der MOSFET ist 
erheblich niederohmiger und ein Kondensator. Ein Großteil der 
Wirkleistung wird also in den Treiber reflektiert und der wird davon 
warm/heiß.

-

LTspice ist wohl das Mittel der Wahl, weil gut und billig und immer 
jemand zum Fragen da ist.


Gruß -
Abdul

Autor: Ulrich (Gast)
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Wenn man mehrere MOSFETS parallel mit einem Treiber ansteuert sollte da 
wirklich ein Widerstand vors Gate um die FETs gegeneinander zu 
entkoppeln. Das Reduziert auch die Verlustleistung im Treiber (ist hier 
aber ohnehin klein, s.o.).

Die 0,5 W als VErlustleistung sollten verteilt auf 3 MOSFETs im TO220 
doch wirklich kein Problem sein. Dazu kommt allerdings noch der Ohmsche 
Verlust in der Ein-Phase und nicht zu vergessen der Verlust an der 
Freilaufdiode, das wird vermutlich die größte Wärmequelle sein.

0,5 W sollte bei einem TO220 auch ohne Kühlkörper noch gehen.

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