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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik kann man einen power-mosfet mit wechselspannung betreiben


Autor: Johannes B. (Gast)
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hallo

kann ein power mosfet wechselspannung schalten? (drain-source)

vielen Dank im voraus

Autor: Dirk S. (Gast)
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Eigentlich ja, der Strom kann im durchgesteuerten Betrieb in beide
Richtungen durch die drain-source-Strecke fließen. Aber auch im
gesperrten Betrieb bleibt die parasitäre Diode natürlich weiterhin
leitend.
Man müsste 2 Mosfets antiparallel in Reihe schalten.

Gruß
Dirk

Autor: Peter (Gast)
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Jein aber ehr nein.

Das kann ein Triag (nur schalten)
du kannst die wechselspannung gleichrichten, und dann auf dein mosfet
geben nur musst du auf die masse evtl aufpassen.

Autor: Johannes B. (Gast)
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ich hab am eingang wechselspannung und brauche am ausgang auch wieder
wechselspannung.
Der mosfet stellt also nur einen wechselstromschalter da. Geht das?

Autor: Ich (Gast)
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Antiparallel in Reihe ?

Wohl eher antiseriell !!

Input : Drain Mosfet 1

Verbidung von Source Mosfet 1 und 2

Output : Drain Mosfet 2

Als Bezugspunkt (Masse) für die Ansteuerung der beiden Fet´s nimmst du
die verbundenen Sources.

damit ist das ganze kein Problem. Allerdings auf die Potentiale
aufpassen

Funktioniert einwandfrei, hab damit mal eine Lampensteuerung gebastelt
mit 900W

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Gute Morgen,

gibt es MOSFET Audioendstufen ??? JA !!!
Na dann ist ja alles klar. Sicher kann man das. Ein MOSFET
ist ja nichts anderes als eine steuerbarer Widerstand.
Wobei man natürlich auf Ugs und Uds achten muß.
Das ist die max. Spg über Drain und Source und die Spg zwischen Gate
und Source. Ugs ist bei den meisten mit max. 18V am Limit.

Gruß Stephan

Autor: Johannes B. (Gast)
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vielen dank für die hinweise

Funktioniert mit nur einem mosfet das ganze nicht?

Autor: Rahul (Gast)
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Da aber Wechselspannung verstärken, und nicht schalten...

Autor: johnny.m (Gast)
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@Johannes B.:
Wie andere schon detailliert beschrieben haben, geht es mit einem
einzelnen MOSFET nicht!

@stephan Henning:
Steuerbarer Widerstand ist zwar korrekt, aber mit Diode in
Sperrichtung. Bei einer Audio-Endstufe 'sieht' jeder einzelne MOSFET
nur Gleichspannung (Mal den Aufbau einer Endstufe genauer ansehen...)!
Genau wie bei einem Wechselrichter, der vom Aufbau her gar nicht so
unterschiedlich ist. Er wird halt im Unterschied zum linearen
Verstärker nur in zwei Arbeitspunkten betrieben. Die maximale
Source-Drain-Spannung (d.h. Source auf höherem Potenzial) bei einem
Leistungs-MOSFET ist die Flussspannung der intrinsischen Diode!

Zum Schalten von Wechselspannung muss ein Schalter in beiden Richtungen
leiten und auch die volle Spannung sperren können. Also entweder zwei
MOSFETs antiseriell oder zwei MOSFETs mit jeweils einer Diode in Serie
antiparallel. Oder einen Triac nehmen, der nur den Nachteil hat, dass
man ihn nicht ohne großen Aufwand abschalten kann.

Gruß

Johnny

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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@johnny.m
dann nimm doch nen FET ohne Freilaufdiode !!!
Jo wie ne Endstufe geht ist mir schon klar.
Hier liegt gerade eine zur Rep. auf dem Tisch. IRF690/9640
Sollte ja auch nur nen Denkanstoß sein !

mfG

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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sorry ist natürlich IRF 640/9640

Autor: Johannes B. (Gast)
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@ jonny (triac)

vielen dank erstmal

den triac müsste ich nicht abschalten, dass wäre nicht das problem.
Das problem ist vielmehr das ich den triac nach jedem nulldurchgang
wieder zünden müsste

Autor: johnny.m (Gast)
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@stephan Henning:
Leistungs-MOSFETs werden i.a. in vertikal-Technologie hergestellt und
haben prinzipbedingt eine intrinsische Freilaufdiode. Und Deine
komplementär-MOSFETs haben diese ebenfalls! Wenn Du einen
Leistungs-MOSFET ohne Freilaufdiode kennst, dann sags mir...

@Johannes B.:
Wie gesagt, Du kannst auch zwei MOSFETs antiseriell nehmen, hast dann
aber in jedem Pfad den zusätzlichen Spannungsabfall von der Diode
(Verluste). Wenn die zusätzlichen Verluste für Dich kein Problem
darstellen, ist das sicherlich so machbar. Klar, den Triac musste
natürlich immer wieder zünden. Was machbar ist, hängt hauptsächlich von
der Anwendung ab.

Gruß

Johnny

Autor: Unbekannter (Gast)
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@johnny.m:

> Wie gesagt, Du kannst auch zwei MOSFETs antiseriell nehmen, hast
> dann aber in jedem Pfad den zusätzlichen Spannungsabfall von der
> Diode (Verluste).

Deine Aussage ist einfach nur falsch.

Bei antiserieller Schaltung, so wie sie "Ich" schon weiter oben
beschrieben hat, gibt es keine Verluste. Habe ich auch schon oft
gemacht. Funktioniert perfekt.

Wie "Ich" allerdings schon schrieb, man muss auf die Potentiale
aufpassen. Aber auch das ist kein Problem.

Autor: Johannes B. (Gast)
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ich möchte eine magnetspule einschalten und dabei den phasenwikel zum
einschaltzeitpunkt (spulenanzug) vorgeben. Dannach soll die magnetspule
aber mit voller Leistung betrieben werden.
Ich schneide also die erste (nur die erste) phase an.

Ich hab mir jetzt gedacht ich mach ne Nulldurchgangserkennung (wie weiß
ich noch nicht genau) bau danach ne einstellbare verzögerung ein
(RC-Glied, timer oder ...) und steuer dann ein Schalter (mosfet, triac
oder ...) an und schalte so die magnetspule zu.

was meint ihr dazu habt ihr tipps für mich?

Autor: crazy horse (Gast)
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-fertiges Halbleiterrelais nehmen (ohne internen Nullspannungsschalter)
-Triac
-Mosfet/Bipolar/IGBT/Thyristor in einer Gleichrichterbrücke betreiben
-Photo-MOS-Relais

Um eine Nulldurchgangserkennung kommst du in keinem Fall herum, wenn du
irgendwas mit Phasenan/abschnitt steuern willst.

Autor: johnny.m (Gast)
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@Unbekannter:
Natürlich kriegst Du Verluste, und zwar i.a. höhere als bei einem Triac
oder Thyristor. In jeder Richtung liegt dem jeweils zuständigen MOSFET
die Freilaufdiode des anderen in Reihe. Und die Behauptung '...keine
Verluste' ist schlicht falsch, unabhängig von der Schaltung und den
verwendeten Bauteilen.

Autor: Unbekannter (Gast)
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@johnny.m:

> Natürlich kriegst Du Verluste, und zwar i.a. höhere als bei
> einem Triac oder Thyristor.

Nein. Das stimmt nicht.


> In jeder Richtung liegt dem jeweils zuständigen MOSFET
> die Freilaufdiode des anderen in Reihe.

Und? Wenn die antiseriellen Mosfets eingeschaltet sind, sind diese
Dioden überbrückt. Der Strom fließt dann beim ersten Mosfet vom Drain
zum Source und beim zweiten Mosfet vom Source zum Drain, jeweils immer
über den offenen Kanal, und nie über die Dioden.

Wenn die Mosfets gesperrt sind, kann kein Strom über die antiseriellen
Dioden fließen.


> Und die Behauptung '...keine Verluste' ist schlicht falsch,
> unabhängig von der Schaltung und den verwendeten Bauteilen.

Da hast Du natürlich Recht. Aber Erbsen wollen wir doch nicht zählen,
bei einem On-Widerstand des Mosfets von maximal 20 Milliohm oder
weniger, je nach Mosfet, oder doch?

Autor: Johannes B. (Gast)
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@ johnny
geh ich richtig in der Annahme, dass bei nur einem fet während der neg.
Halbwelle kein strom fließt sondern nur während der pos?

Autor: Reiner (Gast)
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Johannes,

Besorg Dir doch mal SwitcherCAD
http://www.linear.com/company/software.jsp

Das Programm ist kostenlos und mit sowas kann man das Ganze wunderbar
simulieren.

Gruß
Reiner

Autor: johnny.m (Gast)
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@Unbekannter:
Jeder MOSFET hat einen Widerstand RDSon. Zwei MOSFETs in Serie ->
doppelter Verlust gegenüber einem MOSFET! Da ist es meist (hängt
natürlich vom Strom ab, den Du da durchjagst) sogar günstiger, in jeder
Halbwelle nur einen der beiden MOSFETs eingeschaltet zu lassen, da der
Spannungsabfall über der Diode dann u.U. geringer ist. Und vom Strom
hängt es natürlich auch ab, ob ein Thyristor oder Triac im Vergleich
mehr Verluste macht. Wenn nur wenig Strom fließt, ist Deine Aussage
durchaus korrekt. Aber hier gehts um Leistungs-MOSFETs, deshalb gehe
ich davon aus, dass auch ein bisschen Strom fließen soll.

Gruß

Johnny

Autor: Unbekannter (Gast)
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@johnny.m:

> Da ist es meist (hängt natürlich vom Strom ab, den Du da
> durchjagst) sogar günstiger, in jeder Halbwelle nur einen
> der beiden MOSFETs eingeschaltet zu lassen, da der
> Spannungsabfall über der Diode dann u.U. geringer ist.

Selten so ein Blödsinn gelesen.
Schon mal was von einer Parallel-Schaltung gehört?

Preisfrage: Wo fällt weniger Verlustleistung an?

  a.) Diode in Flußrichtung von einem Strom durchfloßen.

  b.) Exakt gleiche Diode wie in a) und dazu noch ein beliebiger
      RDS_on Widerstand parallel. Durch diese Parallelschaltung
      der exakt gleiche Strom wie in a).

Autor: johnny.m (Gast)
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>Selten so ein Blödsinn gelesen.

Desgleichen (siehe oben).

In einer Hinsicht haste recht: der RDSon vom FET parallel zur Diode
fällt praktisch nicht ins Gewicht. Nur hast Du selber oben noch das
genaue Gegenteil behauptet,
Zitat:

>Und? Wenn die antiseriellen Mosfets eingeschaltet sind,
>sind diese Dioden überbrückt. Der Strom fließt dann
>beim ersten Mosfet vom Drain zum Source und beim
>zweiten Mosfet vom Source zum Drain, jeweils immer
>über den offenen Kanal, und _nie über die Dioden_(?!?)

Hast wohl selber noch nix von ner Parallelschaltung gehört?!?
Entscheide Dich bitte...

Bei einer Diode hängt die Verlustleistung weitgehend linear vom Strom
ab (und das gilt auch für Thyris und Triacs), während sie beim MOSFET
quadratisch mit dem Strom zusammenhängt (ohmsches Verhalten der
Drain-Source-Strecke).

Autor: AxelR: (Gast)
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von der Magnetspulensache haben wir ja nun alle hier im Forum schonmal
was gehört.
Bei welcher Spannung soll ds ganze laufen? Welcher Strom soll
fliessen?
Etweder es wurde bereits genannt und ich habe es vergessen...
Kannst Du das bitte nochmal kurz angeben?
Danke
AxelR.[DG1RTO]

Prinzipiell geht das mit einem(zwei) MOSFET(s).

Was soll die Diskussion mit den Freilaufdioden?!?
Eine der Dioden ist immer in Sperrichtung geschaltet, da fliesst
sowieso kein Strom drüber.
Selbst wenn , hat eine Schottky einen Spannungsabfall von 0.3 Volt.
Bei 1 Ampere sind das 0.3Watt.
Bei einem schlechten RDS_on von 0.1Ohm sind das bei 1Ampere
(I x I x R) 0.1Watt...
Bei 10Ampere sind es bei der Diode 3Watt und beim Mosfet 10Watt.OK! Die
verlustleistung ist in diesem Fall Größer, als bei der Diode.
Wer einen Mosfet mit 0.1Ohm nimmt ist aber selber schulz, <50mOhm
sollten zeitgemäßer sein. Da sind es dann bei 10 Ampere
10 x 10 x 0.05 = 5Watt.

Fliessen denn 10Ampere? Sicher nicht.
Sind 5Watt nicht abzuführen (kleiner Kühlkörper)? Sicher doch.
Wie viele PN Übergänge hat ein Triac? Der Spannungsabfall ist sicher
höher als 0.7V. Von 0.3V rede ich beim Triac ja garnicht mal mehr.

In diesem Sinne.. alles halb so wild.

Autor: jÜrgen (Gast)
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Es ginge aber auch mit einem MOSFET der den Bulk Anschluss offen hat,
danach hast du bei einem n-Kanal FET einen N-N-N Übergang welcher den
gesamten Wechselstrom drüber lässt.

Sonst fürs schalten: TRIAC
Für's dimmen: Phasenanschnitt

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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es werden ja wohl keine 10 oder 20 Ampere fliessen, eben.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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BTW:
wass fliesst denn nun eigentlich an Strom/ Wie hoch ist die Spannung?

Autor: Arno H. (Gast)
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Die Schaltung gibt es als Optokoppler bei IR:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/pvn013.pdf
mit 20V / 2,5A AC und 100mOhm als Grenzdaten.

@ jÜrgen: Du wirst keinen Vertikal-MOSFET (bis auf ein paar Ausnahmen
alle heutzutage gefertigten) mit herausgeführtem Bulk finden. Und
Lateralfet sind nicht eben preiswert. Welches Potenzial soll denn dort
anliegen oder willst Du den Pin offenlassen und beten, dass der Fet
symmetrisch ist?

Arno

Autor: Michael (Gast)
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Kleiner Tip:
Nullspannungsschalter ist zum einschalten einer Spule bzw. eines
Magnetventils nicht geigenet. Beim 0 Durchgang ist dU/dT maximal und
der Strom müßte Maximal sein -> höchst mögliche Einschwingzeit,
Einschwingstrom usw.

Am besten bei Spannungsmaxium schalten. Geht natürlich mit MOSFET und
Triacs.

PS.: MOSFET einschalten und sich nicht auf die Dioden verlassen ist
immer besser, da die integrierten Dioden meistens nicht sehr gut sind,
und schaden kanns nicht.

Mfg Michael

Autor: Johannes B. (Gast)
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Danke nochmal für die zahlreichen ratschläge

Es handelt sich um normale Netztspannung 230V also.

Wie gesagt ich muss die Magnetspule zu einem einstellbaren phasenwinkel
einschalten.

Dazu brauch ich nulldurchgangserkennung, verzögerung und einen
Wechselsromschalter.

Mosfet hat gegenüber einem triac den Vorteil das er nich nach jedem
nulldurchgang neu gezündet werden muss.

Kann ich eigentlich auch einen Jfet verwenden. Dieser ist doch für
wechselstrom fast besser geeignet.

Autor: Johannes B. (Gast)
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Ich hab mir gedacht ich mach ne Nulldurchgangserkennung (wie weiß ich
noch nicht genau) bau danach ne einstellbare verzögerung ein
(RC-Glied, timer oder ...) und steuer dann ein Schalter (mosfet, triac
oder ...) an und schalte so die magnetspule zu.

was meint ihr dazu habt ihr tipps für mich?

Autor: Johannes B. (Gast)
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hat noch jemand ne Idee?
wäre echt super

Autor: Stefan (Gast)
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Nulldurchgangsdekoder :
wechselspannung gleichrichten (Brückengleichrichter), somit hast du 2
positive halbwellen.
Diese nun in einen Komparator (z.B LM393) jagen. durch ändern der
Komparator-referenzspannung bekommst du deine Phasenverschiebung sogar
noch dazu!

Ausgangssignal des Komparator in ein RS-Flip-Flop und damit deine
Mosfet steuern. (bleiben solange eingeschaltet bis du das rs-ff
zurücksetzt, oder auch power-on reset einbauen,...)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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genau so!
einen IRF840 oä. sollte dafür gehen.

Mal sehn, wer die Schaltung malen darf gg


Sind das große Spulen?
Wieviel Strom würd denn fliessen? (interessiert mich halt immernoch)
Schönen Abend

AxelR.

Autor: Johannes B. (Gast)
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die spulen sind unterschiedlich soll eine art prüfstand werden

Autor: AxelR: (Gast)
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die spulen sind unterschiedlich soll eine art prüfstand werden

ja, war mir klar. Darum ging es ja in diesem und in den anderen
Threads.

WIEVIEL STROM FLIESST DENN NUN?!?!! von bis reicht uns/mir ja

100mA, 500mA, 1A, 10A ...?

Autor: Johannes B. (Gast)
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Ströme sich zwischen 1A und 10A müssen möglich sein

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