Hallöchen Bin betreffs MosFet noch ein Neuling. Habe einen PWM Gleichstromsteller mit ca. 2 kHz gebaut. Vom Ausgang des AVR steuere ich mit einem Treiber den MosFet an. Zwischen dem Treiber und Gate des MosFet habe ich 100 Ohm geschaltet um den Strom beim Schalten zu begrenzen. Nach dem Mosfet ( bei der Last) habe ich nun eine Anstiegszeit von 400 nsec gemessen. Wenn ich die 100 Ohm durch 10 Ohm ersetze habe ich eine Anstiegszeit von ca. 40 nsec. Eingentlich sollte das Schalten ja so schnell als möglich erfolgen ( betreffs Erwärmung des Transistor ). Nun meine Frage bringt es was wenn ich nun statt den 100 Ohm die 10 Ohm verwende damit der Transistor schneller schaltet ? Oder ist das egal. Vielen Dank und hmg (hat mich gfreut ) Mandi
Was sagt denn der Treiber dazu? Dessen Ausgangsstrom begrenzt Du ja damit. Taste Dich halt langsam nach unten mit dem Vorwiderstand. ts
Du solltest den Widerstand so wählen, dass die maximale Strombelastung des Ports nicht überschritten wird. Bei 20mA@5V (ja ich weiss, maximum auf einem Port ist mehr) landest Du bei 250Ohm. Wenn die Schaltgeschwindigkeit dann nicht ausreicht solltest Du noch eine Treiberstufe vor den Mosfet hängen
Hallöchen Der Treiber bringt bis zu 1,5A. Also der sollte nicht das Problem sein. Ich möchte aber den Stromimpuls nur so hoch als nötig machen. Mit der Flankensteilheit wird ja wohl auch die elektromagentische Abstrahlung höher. Aber ich möchte den Kühlkörper des Transistors so klein als möglich machen. Daher soll die Verlustleistung am Transistor so klein als möglich sein. ( OK das hätte ich bereits beim letzten mal erwähnen sollen - sorry hab ich übersehen ) Nun noch die Frage : Wird mit schneller Flankensteilheit die Verlustleistung noch geringer ? ( Wie bereits erwähnt ist die Anstiegszeit jetzt 400 nsec, aber bis unter 40 nsec sollten möglich sein ) Vielen Dank
Hallöchen Antwort an Ingo. Die Flankensteilheit würde mir auch mit 400 nsec reichen. Es geht darum ob bei höher Flankensteilheit die Verlustleistung am Transitor merklich geringer wird. Vielen Dank.
Mit welchem Treiber, bitte? Sind die nicht normalerweise eh für die Aussteuerung ausgelegt? Sprich ca. 5 Volt (Ugs) Noch ne Frage: PWM mit 2kHz? Was für träge Geräte steuerst du da an?
Irgendwie sollte ja dann die Spannungs-Zeitfläche mit der entsprechenden des Stromes was über die Belastung aussagen. Messen und dann abschätzen ob alles innerhalb der Grenzwerte ist. Zur max. Flankensteilheit stimme ich Dir zu. Nicht mehr als nötig. ts
Hallöchen Als Treiber verwende ich einen TCA 4427. Der MosFet ist ein IRF2807. Ich muss damit einem 12V Gleichstrommotor drehzahlregeln. Da reichen die 2 kHz leicht. Wollte zuerst auch schnelle takten, aber auch andere PWM-Regler verwenden keine höheren Frequenzen. ( siehen Fahrtregler im Modelbau ) Da der uC mit 5V läuft und der Motor aber mit 12V brauche ich sowieso eine Pegelanpassung. Das macht der TCA4427 gleich mit. Die Schaltung funktionert ja schon. Ich möchte nur wisse ob bei höher Flankensteilheit, die Verlustleistung am Transistor geringer wird. hmg ( hat mich gfreut ) Mandi
Ja, desto weniger du Flanke hast (bzw. desto steiler diese ist) desto weniger Verlustleistung erhältst du, d.h. man muss auch weniger kühlen...
Ist doch klar - solange der FET sich in der Flanke befindet, hat er einen Widerstandswert der hohe Verlustleistung verursacht (nicht richtig hochohmig und auch nicht richtig durchgeschaltet). Daher Flanke so steil wie möglich, wenn dann komplett an ist, hat er nur noch einen On-Widerstand von wenigen milliOhm je nach Typ, da wird dann kaum noch was Warm. Gruß Dominik
Probiers einfach aus! mach als Wilderstand am besten mal n poti rein und dann stellst du es erst mal auf maximum. Wenn der MosFet jetzt warm wird dann regelst du das poti runter bis zu dem wert, den du für akzeptabel hälst. Bei mir werden die meisten mosfets garnicht warm. (ich verwende einfach nen transistor zur pegelanpassung, der low side schaltet und so das mosfet gate auf low zieht. Zum laden benutze ich nen 1k widerstand gegen 12V) So hab ich schon ströme bis 15A per PWM gedimmt ohne dass die mosfets n kühler brauchten bzw wirklich warm wurden)
Wenn du die Zeit, in der der MOSFET in der Schwebe ist, verkürzt, dann verringert sich proportional auch die Verlustleistung am MOSFET (näherungsweise). Auf der anderen Seite hast du natürlich Recht, dass die EMV deines Gerätes mit großen schnellen Strömen unter Umständen schlechter wird. Du musst es also von der anderen Seite her aufziehen. Wieviel Leistung kann die gewünschte Kühllösung verheizen (natürlich mit Spielraum für heiße Umgebung und schlechte Ventilation)? Danach setzt du fest, wie schnell der Transistor durchgesteuert werden muss. Danach wird gemessen (oder geschätzt/ausprobiert, je nach Anforderung), ob die EMV noch im Rahmen bleibt.
eine niedrige Frequenz verringert auch die Verluste, zusätzlich sollte man nah an die Maximalspannung des Gates gehen da man durch die höhe Spannung das Gate schneller umladen kann wodurch die Flankensteilheit noch höher wird. Ich versorge das Gate immer mit einer Spannungsbegrenzung mittels Widerstand und Z-Diode und ziehe es dann durch einen Transistor (Optokoppler) gegen Masse um den Fet zu unterbrechen.
> zusätzlich sollte man nah an die Maximalspannung des Gates > gehen da man durch die höhe Spannung das Gate schneller > umladen kann wodurch die Flankensteilheit noch höher wird. So ein Nonsens. Das Gate wird mit Strom ge- oder entladen, und nicht mit Spannung.
umso höher die Spannung desto höher ist auch der Strom der fließt. Die Kapazität des Gates kann man mit einer höheren Spannung schneller umladen als mit einer niedrigeren. Überleg dir mal warum eine 6V Birne mit 12V durchbrennen wird. Dann wird dir klar werden ob bei 6 oder bei 12V mehr Strom fließt.
@Unbekannter nimm Dir mal eine R/C Schaltung vor, die Ladung der Gatekapazität ist nämlich sowas, und guck wie die Ladespannung am C verläuft. Mach' diese Versuch einmal mit z.B. 5V, und das andere Mal mit 10V. Dann ziehst Du eine Grenzspannungslinie in das Diagramm bei sagen wir mal 4V. Du wirst sehen, dass diese Grenzspannung bei angelegten 10V deutlich schneller erreicht wird als bei angelegten 5V. Schnelles Umladen macht man halt so. ts
> umso höher die Spannung desto höher ist auch der Strom der fließt. > Die Kapazität des Gates kann man mit einer höheren Spannung > schneller umladen als mit einer niedrigeren. Das ist völliger Unsinn. Die Spannung am Gate steigt oder fällt mit dem Strom, der ins Gate rein oder raus fließt. Das Gate ist ein "Kondensator" praktisch ohne Innenwiderstand. Wenn ihr nun eine Spannungsquelle mit einem Widerstand verseht, macht ihr aus dieser Spannungsquelle eine (schlechte) Stromquelle.
@Unbekannter: Heinz und Thomas haben völlig recht. Schau Dir mal ne MOSFET-Kennlinie an und überleg Dir das mit dem RC-Glied mal. Je höher die Spannung, mit der das RC-Glied gespeist wird, desto höher auch der Strom im Anstieg (exponetieller Anstieg, U_G = U_1 * (1 - e^(-t/tau)) mit tau = RC und U_1 als Eingangsspannung) und umso schneller erreicht der MOSFET Gefilde besserer Leitfähigkeit -> Weniger Verluste. Das Ganze steht und fällt allerdings mit der Strombelastbarkeit der Spannungsquelle (an der Stelle hast Du sicher NICHT GANZ Unrecht). Aber von 'Unsinn' zu reden ist hier überhaupt nicht angebracht!
Beim Einschalten bringt die höhere Spannung vielleicht Vorteile, beim Ausschalten hat man aber weiterhin nur 0V zur Verfügung. Durch die größere Gateladung ergibt sich ne Verzögerung bis der MosFET abschaltet und das Ausschalten an sich wird nicht schneller. Wenn man aber den Widerstand einfach weglässt, erreicht man ne schnellere Umschaltung bei beiden Flanken und verheizt weniger Strom in die Umschaltung -> besserer Wirkungsgrad. MfG
@Dennis: Das Abschalten verzögert sich sogar im Vergleich zur niedrigeren Spannung. Es gibt ja auch (v.a. für IGBTs höherer Leistungen) Treiber, die mit einer (temporär) negativen Spannung abschalten, um den Vorgang zu beschleunigen. Allerdings gehe ich davon aus, dass Manfred so einen nicht benutzt... Mein Posting bezog sich auch eigentlich nur auf die Behauptung von Unbekannter (Nr. ?), dass es sich nicht um ein RC-Glied handelt, was den Verlauf angeht. Grundsätzlich sollte man sich überlegen, wieviel Strom man überhaupt schalten möchte (und das hat der Thread Opener glaub ich bisher verschwiegen) und ob das ganze überhaupt kritisch ist. Der IRF2807 lässt sich bei Drainströmen bis über 20 A noch ganz gut mit 5 V ansteuern, obwohl er kein ausgewiesener Logic Level MOSFET ist (statische Verlustleistung @I_D = 20 A, U_GS = 5 V: ungefähr 6 W). Bei den Daten ist der MOSFET noch im ohmschen Bereich der Kennlinie. Sollte also kein Problem sein. Und das mit dem Gatewiderstand muss man tatsächlich durchspielen wegen der Schaltspannungsspitzen. Das System braucht eine gewisse Zeit für den Kommutierungsvorgang auf die Freilaufdiode, also gehen 'unendlich kurze' Schaltzeiten nicht. Gruß Johnny
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