Hallo, ich möchte eine Spannung von 24V bei einem max. Strom von ca. 1,5V per PWM regeln. Ich habe da an den BUZ11 gedacht. Inwieweit sollte ich in Bezug auf Ausfallsicherheit etc. noch besondere Beschaltungen des MOSFET vornehmen? Also die kapazitive Last sollte bei der PWM- Frequenz < 200Hz nicht das Problem darstellen - trotzdem einen Gate-Vorwiderstand einbauen oder einfach direkt an Port Augang anschließen? Induktive Lasten will ich auch nicht schalten. Aber mir ist die Verlustleistung (Kühlung) noch ein Rätsel, ich habe bei diversen PWM-MOSFET-Schaltungen im Netz z.B. Hinweise gefunden "bei 12 V bis 3A geht das ohne Kühlkörper (TO220 Gehäuse)" ?!?! Mit welcher Verlustleistung muss ich denn kalkulieren wenn ich einen passenden Kühlkörper (soweit in meinem Fall nötig) errechnen will??? Danke schonmal.
Der Gate-Vorwiderstand wird dafür sorgen, daß Cgs langsamer geladen wird und letztendlich die Verlustleistung des MOSFETs nach oben geht. Hatte am Wochenende die gleiche Erfahrung gemacht, mein BUZ100 wurde sehr heiß. Nach Entfernen des Widerstands blieb der ziemlich cool, ohne Kühlkörper bei ca. 2A. Hätte nicht gedacht, daß das soviel ausmacht.
Wow, das würde schon einiges erleichtern, weil ich möchte nicht nur einen MOSFET anschließen... Hab keinen Bock auf "Aluminium-Mania" g Welche Leistungen hast du geschaltet?
Mist, wollte doch nochwas schreiben: man kann MOSFETs auch gut parallel schalten, die Verlustleistung verteilt sich somit und kommst ggfs. ohne Alu aus.
Solange Dein MosFet nur schaltet (also voll an und voll aus) und nicht regelt oder längere Zeit im Übergangsbereich "hängt", kann er sehr wohl einige Ampere ohne Kühlkörper vertragen. In Deinem Fall ist der direkte Anschluß an den Portpin ratsam. Schwierig wird es dann wieder bei hohen Frequenzen so ab 5kHz, da beginnen die Gate-Kapazitäten nachteilig zu wirken.
Ein kleiner Tip noch, es macht sich immer gut - zumindest wenn man noch experimentiert - einen hochohmigen Widerstand (100k-1Meg) vom Gate zur Supply zu schalten (N-MOS nach VSS, P-MOS nach VDD). Das Erhöht doch stark die ESD Festigkeit. FET's sterben sehr schnell, wenn das Gate unbeschaltet ist und eine Überspannung auftritt. Ausserdem ist der FET dann sicher aus und es treten keine unerwarteten Schaltvorgänge auf.
Problem sind meist die Kapazitäten des Gates beim Umschalten. Und nur in diesem Umschaltvorgang gibt es dann größere Verlustleistungen. Das Problem bekommt man in den Griff, in dem man leistungsfähige Gate-Treiber verwendet oder diskret aufbaut. Das Gate direkt ohne Vorwiderstand an einen Portpin ist nicht zulässig und außerhalb der Spec des Prozessors.
> Das Gate direkt ohne Vorwiderstand an einen Portpin ist nicht > zulässig und außerhalb der Spec des Prozessors. Wegen des hohen Ladestroms?
Ja genau, ein entladener Kondensator wirkt ja wie ein Kurzschluß am Portpin. Der Strom muss begrenzt werden, durch einen Widerstand.
Ok, danke erstmal für die Antworten, also um auf Nummer Sicher zu gehen plane ich evtl. als Gate Treiber Optokoppler einzusetzen. Hab dann natürlich das "Problem" das die Ausgänge durch den LED-Strom belastet werden, wenn auch nur gering ... Hat jemand vielleicht noch andere Ideen für betriebssichere Gate-Treiber (effizient natürlich, also 4-fach-Treiber-IC's o.ä.) ?
Schau dir mal den TC4427 an! Der treibt 2x 1,5A in beide Richtungen und sorgt dadurch für ein schnelles Schalten! Die Variante mit dem Optokoppler find ich nicht so gut! Da du wenn du nen ok-Ausgang nimmst, der Lastwiderstand (pull up) sehr klein sein muss! Ausserdem kenne ich aus dem Stand gerade keinen mit z.B. schmitttriggerausgang, der einen passablen strom treiben kann. Ich habe gerade einige Tests mit PWM und dem IRL530N durchgeführt. Mit nem Gatewiderstand von 39 Ohm schaltet der IRL530N noch nicht sauber, aber mit 20 Ohm sieht es super aus. Hingegen kann man sich bei 20 Ohm und 5V pegel (logiklevel mosfet) den Strom ausrechnen, der zum Laden und Entladen der Gatkapazität fließt. (wenn auch nur kurz)!
Hallo, danke auch dir. Das Problem was ich habe, ich möchte das ganze effizient aufbauen, also mit 8 MOSFETS. Ich brauche einen Kompromiss, um bei geringer Verlustleistung (möglichst ohne Kühlkörper!!!) 24V bei 1,5A anzusteuern - aber auch gleichzeitig die Ansteuerschaltung der MOSFETS gering zu halten. Hier scheiden sich die Geister, einige sagen "Gate direkt an Mikrocontroller damit die Gatekapazität schnell geladen wird und Verlustleistung gering bleibt", andere Meinungen sagen "auf keinen Fall ohne Gate Vorwiderstand" ?!?!?! Wie sieht es denn mit "normalen" Logik-Treiber-IC's aus, kann ich die verwenden um den BUZ11 anzusteuern ? Oder als Alternative - evtl. einen MOSFET mit inegriertem Treiber den ich ohne externe Beschaltung direkt an den µC anschließen kann, der dafür aber auch etwas teurer sein darf.... ?!?!
Nein, den MOSFET kannst du nicht direkt an den µC anschliessen. denn bei 5V ansteuerpegel (annahme der BUZ schaltet damit sauber) und nem gatewiderstand von 20 Ohm (lt. meinem Test am IRL530N) fliesst nach OHM bei t=0 ein strom von 250mA. (da beim umladen der Gatekapazität - diese wie ein Kurzschluss wirkt --> siehe ladekurve von C's) z.b. der tiny2313 kann glaube ich 40mA treiben, also bei weitem zu wenig! deshalb der treiber. mit dem genannten TC4427 kannst du 2x1,5A schalten. also von mit aus 2x4 FET's! für deinen aufbau, möglichst ohne kühlkörper, ist es wichtig mit steilen flanken zu schalten! denn nur dann hast du die geringste wärmeentwicklung! Du kannst dir auch den treiber mit 2 transistoren diskret aufbauen. die variante mit den logikgattern finde ich wegen des gerade genannten verhaltens des Fet's am Gate ebenfalls nicht sehr schön! Wichtig sind die schnellen und stromtreibenden stufen vor dem gate. weiterhin, am gate ganz ohne widerstand zu arbeiten, sogt bei t=0 für einen kurzschluss. weis nicht, ob dass so gut ist - hängt sicher von den komponenten ab.
>> PWM- Frequenz < 200Hz Unter "schnell" verstehe ich was anderes. Wenn Du wirklich nur 200 Hz brauchst, dann Gate mit 100 Ohm direkt an Portpin und zusätzlich noch ein Pull-down von 10k an Masse. Alles andere ist Overkill. Zum Vergleich: ich betreibe die gleiche Anordnung mit einem IRL3803 und schalte damit 6A bei ca. 40 kHz, OHNE Kühlkörper.
sorry, hab doch glatt 200kHz gelesen. 200Hz ist kein thema, das geht auch direkt mit widerstand am µC, nur dass dann die flanken nicht mehr sehr steil sind! eine frage des laststromes??? Testen!?
Denk bitte daran, dass der buz11 kein logiklevel FET ist. der arbeitet, denke ich, nicht mit 5V logikpegel vom µC sauber. Die Gatespannung ist zum sperren oder leiten entschieden höher. also doch nen treiber, auch wenn nur ne einfache transistorstufe!
"für deinen aufbau, möglichst ohne kühlkörper, ist es wichtig mit steilen flanken zu schalten! denn nur dann hast du die geringste wärmeentwicklung!" Ich dachte bisher, es ist ein Kompromiss zu finden zwischen steilen Flanken (geringe Verlustleistung) einerseits und nicht so steilen Flanken (Erzeugen und Abstrahlen von Störungen) andererseits. ...
Also laut Datenblatt ist der Gate-Threshold bei 3V und bei 5V sind 8A Drain-Surce-Strom schaltbar...
Ja, kein Problem. Dann sag ich aber nur - Versuchsaufbau, Testen und Variieren! Aber die Eckpunkte sind erst mal geklärt, an denen man nicht vorbei kommt!
Du kannst den Gate-Widerstand auch relativ klein machen. Was hier nämlich jeder übersehen hat, ist dass die Ausgangsspannungs eines Controller mit der Belastung sinkt. Ersten, Du schaust also im Datenblatt nach, welche Ausgangsspannung der Controller beim maximalen Strom noch hat, und den Widerstand berechnest Du mit dieser Ausgangsspannung und den maximalen Strom. Dann bist Du auf jeden Fall auf der ultra-sicheren Seite. Zweitens, kannst Du den Ausgang in der Regel auch locker etwas "überbelasten". Dazu rechnest Du aus, welche Verlustleistung der Ausgang bei maximalen spezifizierten Ausgangsstrom hat. Also (VCC - Ausgangsspannung bei maximaler Belastung) / maximaler Strom. Nun machst Du den Gatewiderstand so klein, dass das Integral der Verlustleistung eines Umladevorgangs multipliziert mit der Frequenz unter der (indirekt) spezifizierten maximaler statischer Verlustleistung des Ausgangs liegt. Zur Sicherheit wählst Du den Faktor ausreichend groß. Das geht bei Mosfet-Technik problemlos, da die Ausgangs-Mosfets ja keinen zweiten Durchbruch besitzen und das einzige Problem somit die Verlustwärme ist. Bei den Berechnung musst Du natürlich mit der schwächeren Hälfte des Ausgangs rechnen, je nach dem ob High- oder Low-Transitor weniger Strom liefern bzw. ableiten kann. Du wirst festellen, dass Du bei 200 Hz den Gatewiderstand fast beliebig klein machen kannst. Trotzdem solltest Du einen Gatewiderstand von einigen Ohm verwenden, damit unter widrigen Umständen nichts anfängt zu schwingen. Der Gatewiderstand bildet mit der Gate-Kapazität einen Tiefpass der unerwünschte Schwingungen verhindert.
> Dazu rechnest Du aus, welche Verlustleistung der > Ausgang bei maximalen spezifizierten Ausgangsstrom hat. > Also (VCC -Ausgangsspannung bei maximaler Belastung) / maximaler > Strom. Rechne mal besser: (Vcc - Uamax) * Imax
icl7667 kostet 1euro beim Reichelt. egal welche frequenz, ich würd immer nen treiber nehmen um trotzdem die flanken steil genug zu halten (anders gesagt: Um hohe Gateströme fließen lassen zu können) http://www.intersil.com/data/fn/fn2853.pdf
Also beim Mega8 sind es laut Datenblatt 4,2V bei High-Pegel... Ihr redet doch die ganze Zeit vom Controller, oder? :-) Wären dann 16mW Verlustleistung am Port...
Bei den Schaltfrequenzen muss der Treiber wirklich nicht unbedingt sein. Die Flankensteilheit ist für die Größenordnung von 200Hz mehr als ausreichend. Da ist schon viel wichtiger einen Logiklevel Fet mit geringem ON-Widerstand zu nehmen. z.B. ein IRLI540N hat Cin=1800pF -> bei ca. 10mA AUsgangstrom -> ton = ca. 0,7us. Und dieser Fet ist schon "sehr" überdimensioniert. Bei 200 Hz ergibt das einen Verlustleistungsanteil von <10mW, was wohl kein Problem darstellt und in diesem Bereicht wohl vernachlässigt werden kann. Gruß Thomas
Hey Leute Ich hab so ein ähnliches Problem: Ich möchte ein Buz11 mit einem PWM Signal schalten so dass er als Dimmer für Led's funktioniert doch leider schaltet er gar nicht mit dem Signal. Kann man vielleicht den Buz11 nicht mit PWM betreiben? Vielen Dank im voraus. (-:
Du kannst jeden Mosfet mit PWM betreiben. Zeige doch mal deinen Schaltplan. Wenn da was nicht geht,dann ist entweder was kaputt, oder die Schaltung ist falsch.
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002_001.jpg
650 KB
Hey Danke für deine super schnelle Antwort Hier hast du mal den Schaltplan :
Die PWM Schaltung selbst funktioniert, die hab ich schon getestet, kann eigentlich nur was mit der Ansteuerung des MosFet's falsch sein.
fet richtig herum? Von oben gesehen ist es GDS. 1k Gate widerstand verringern auf ~60Ω (oder je nachdem was man aus dem bisherigen thread für sich selbst herausgezogen hat).
Angehängte Dateien:
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S_FR4093.PNG
7,4 KB -
P_FR4093.PNG
16 KB
Nagut, der für Bildformate zuständige Forianer scheint außer Dienst zu sein, deshalb möchte ich mal darauf hinweisen, dass man eine Grafik so aufbereiten kann, dass sie im Ganzen (ohne Schieberei) auf dem Bildschirm zu sehen ist und dass man für Strichzeichnungen wie Schaltpläne das JPG-Format meiden sollte. Zum Thema: Der 1k-Widerstand ist zu hochohmig, gegen die Gatekapazität kommt der nicht an... Ich hänge mal als Beispiel die Schaltung eines Gartenbahn-Fahrtreglers mit BUZ11 an, statt des 555ers verwende ich allerdings den 4093. ...
Sorry weis leider nicht wie man mit Target Schaltpläne als ... speichert.
HEY Hannes Lux kann es sein dass du aus Luxembourg kommst, oder was bedeutet dein Name? Mit freundlichen Grüssen Mike.C
Das heisst ??? ( Du kommst aus Luxembourg ) Ich bin aus Luxembourg(Düdelingen)
Hey Hätte noch ne Frage, hab jetzt die MosFet steuerung mit PWM im griff, aber ich würde noch gerne wissen, wenn man am Poti dreht, dass die Dimmung mitder Drehung langsam folgt. Das heisst wen ich rasch drehe dass die Geschwindigkeit der erhellung bzw dimmung gleich bleibt und somit langsam erfolgt. ??? Funktioniert vielleicht mit einem Kondensator am poti oder (hab leider keine Idee wie das funktionieren könnte). Vielen Dank im voraus ???
Hey Leute Bräuchte noch mal euer fachmännisches Wissen, und zwar geht es darum wie man mit einem LM3915 ein MosFet ansteuert ? Hoffe jemand hat da ne Idee . P.S. Hab schon mit nem Transistor und nem Widerstand probiert, das stört leider die Anzeige am LM3915. DANKE Mit freundlichen Grüssen Mike.C
Dann schau mal in den anderen Fred, wo Du dieselbe Frage auch gestellt hast.
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