Hallo, ich habe eine H-Brücke mit IR-Mosfets 50V/150A. Ich möchte die mit normalen OP's ansteuern (kein PWM, kein Treiber). Wie werden MOSFETs beschaltet und vor Spannungs- und Stromspitzen schützen? Danke. nbx
Morgen, ist wie beim Tranistor! Drain Collector Gate Basis Source Emitter Der Vorteil es fließt kein Strom zwischen Gate und Source wie beim Transistor. Ich kenn die Mosfets leider nicht die du verwendest, aber wenn du im Datenblatt mal nachschaust sind deine Mosfets vielleicht sogar schon intern mit Zenerdioden geschützt. Du solltest das Gate durch einen Widerstand schützen und vor diesem Widerstand einen weiteren Hochohmigen gegen Masse legen um den Mosfet schnell wieder zu entladen. Geht das zu lange ist deine Last vielleicht ungewollt zu lange mit Strom versorgt. Weiter hast du eine Verlustleistung solange der Mosfet in der Schwebe ist, sprich nicht geschloßen und auch nicht offen ist.
Hochohmiger Widerstand zum Entladen??? Das ist erstens ein Widerspruch in sich, da sich eine (Gate-)Kapazität über einen hochohmigen Widerstand eher langsam entlädt und außerdem Verschwendung von teuren Widerständen;-) Lass den hochohmigen weg. Ein kleiner Widerstand (wie groß der sein muss, hängt davon ab, wie groß die Gatekapazität Deiner MOSFETs ist und wie schnell Du schalten willst bzw. maximal darfst, letzteres um Spitzen beim schalten zu vermeiden) am Gate reicht völlig aus. Wenn Du OPVs mit vernünftigen Endstufen verwendest (wenn möglich symmetrisch), lädst und entlädst Du über denselben Widerstand. Je nachdem was für OPVs Du verwenden willst, musst Du aber drauf achten, ob die nicht in der Endstufe bereits Widerstände drin haben. Dann kannste nämlich den Gate-Widerstand möglicherweise auch weglassen. Andererseits kann das dazu führen, dass Deine Schaltgeschwindigkeit darunter leidet. Wenn Du wirklich die 150A, die die MOSFETs können, da drüber jagen willst, solltest Du das mit der Schaltgeschwindigkeit sehr genau überlegen...
@marc:
> ist wie beim Tranistor!
Ein MOSFET ist auch ein Transistor (wofür steht wohl das große 'T' da
hinten?) Du meinst sicher 'wie beim Bipolar-Transistor'... Ist im
Ganzen ein wenig zu allgemein ausgedrückt!
@nbx31:
Du schreibst was von einer H-Brücke... Ich hoffe Du denkst auch daran,
dass Du für die High-Side-MOSFETs eine separate Versorgungsspannung
brauchst... Die haben am Source nämlich kein massebezogenes Potenzial,
wenn der jeweilige Low-Side-FET aus ist...
@johnny
ich geb dir recht.
Hab aber dennoch eine Frage. Ich hatte mit den Mosfet das Problem, dass
diese zu lange offen waren. Als ich dann den 1MOhm Widerstand
reingemacht hab hats funktioniert.
150 Ohm
5V -------========--------Gate vom Mosfet
|
||1M Ohm
||
||
|
|
GND
Wie löst man das Problem normalerweise?
>Wie löst man das Problem normalerweise?
Mit einer "vernünftigen" Treiberstufe.
Wenn der ansteuernde Ausgang nicht voll in beide Richtungen schalten
kann, dann braucht der MOSFET entweder länger zu Laden oder zum
Entladen.
MOSFET-Treiber haben deswegen auch immer eine PUSH-Pull-Endstufe
(Gegentakt-Endstufe?).
Richtig. Und da OPVs i.d.R. auch Gegentakt-Endstufen haben, kann man die auch (wenn man nix anderes zur Hand hat) als MOSFET-Treiber einigermaßen gebrauchen. Einziges Problem (das sich durch entsprechende Beschaltung allerdings z.T. lösen lässt) ist die Tatsache, dass OPVs für den Linearbetrieb ausgelegt sind und die Schaltgeschwindigkeit durch ein Aufsteuern bis in die Sättigung sinkt, während 'echte' MOSFET-Treiber bereits für den Schaltbetrieb ausgelegt sind. Bei MOSFETs ist es wichtig, beim Schalten genügend Strom zur Verfügung zu stellen, da die Gatekapazität umgeladen werden muss (und dazu können bei Leistungs-MOSFETs zur Minimierung der Schaltverluste schon mal durchaus ein paar Ampere für ein paar zig Nanosekunden nötig sein, die man über Kilo- bzw. Mega-Ohms sicher nicht drüber kriegt).
Vielen Dank, für die Hinweise. Hätte ich nie gedacht, dass Ihr euch so gut bei MOSFETs auskennt! Wo kann man all diese Informationen finden? Für meine H-Brücke hab ich 4 Power Mosfets (IRF1405S) und für die direkte Steuerung möchte ich OP's (LP324, symmetrisch +/-15V) verwenden. Diese sollen an der Ansteuerungsgrenze betrieben werden. Der maximalstrom bei den Mosfets liegt bei 150A! Aber in meiner Anwendung nur 20A. Noch einmal: ich habe kein PWM-Signal. Denkt Ihr, dass dies funktionieren könnte? Brauche ich Kühlkörper? Nein, oder? Ich meine, die Mosfets sind überdimensioniert (150A max für nur 20A). Zusammengefasst: ich brauche zwischen dem OP-Ausgang einen Widerstand (größenrodnung 150 Ohm) und zwischen Gate und GND einen ochhomige Widerstand (größer 1 kOhm). Oder?
Schau Dir im Datenblatt vom IRF mal die Kennlinien an. Da kannst Du ablesen, wie groß die Drain-Source-Spannung bei einer bestimmten Gate-Source-Spannung und einem bestimmten Drain-Strom ist. Daraus kannst Du dann die Verlustleistung ausrechnen (ich komme bei den von Dir genannten Werten auf 3-4W Verlustleistung) und mit den ebenfalls im Datenblatt angegebenen Wärmewiderständen die daraus maximal resultierende Temperaturänderung. Und dann musst Du entscheiden, ob Du bei Deinen Betriebsbedingungen einen Kühler brauchst oder nicht. Der IRF1405S ist ja dummerweise im D²PAK, was die Kühlung ein wenig erschwert. Aber mit ausreichend Kupferfläche sollte das machbar sein...
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