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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FETs parallel schalten


Autor: Jim (Gast)
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Hallö,
ich hab hier zwei der HEXFETs die in der Mart-Sektion vor einer Weile 
verkauft wurden. Die machen immerhin 12 Ampere mit, aber meine Anwendung 
hat etwa 12 Ampere. Da würde ich sicherheitshalber lieber zwei parallel 
schalten. Geht das oder gibt das einen thermal runaway?

Autor: Philipp Karbach (Gast)
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parallel schalten ist einerseits gut, anderseits hört man oft dass die 
dinger mit einer treiberstufe nicht ganz synchron sind, ich hab das noch 
nicht so gehabt, außerdem ist der im datenblatt angegebene strom immer 
mit vorsicht zu genießen, der effiziente wert ist oft anders.

Autor: Warze (Gast)
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Das geht wenn es sich um gleiche Mosfet handelt, also der gleichen Type, 
und wenn die im Schalterbetrieb laufen. Also es ist sicherzustellen das 
die wirklich voll durchschalten (mit 5V vom Mikrocontroller geht das in 
dan allermeisten Fällen nicht!). Wenn's an Grenzewete geht immer das 
Datenblatt befragen (SOAR-Bereich!). DIe Gates kann man auch 
zusammenschalten doch ist es da sich die Gatekapazität ja dann erhöht 
entweder einen kräftigen Treiber vorzusehen oder getrennt anzusteuern.
Genaues hängt von Deinem jeweiligen Einsatzfall ab.

Autor: Jim (Gast)
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Also ich will eine Mikroskoplampe mit etwa 12 A max. schalten. Die 
Ansteuerspannung ist einfach die 12V Betriebsspannung die auch 
geschaltet werden soll. Die kommt einfach mit einem 100R Widerstand pro 
Fet aufs jeweilige Gate. Sonst gibt es keine weiteren Bauteile.

Autor: holger (Gast)
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12 Ampere für eine Mikroskoplampe ?
Irgendwas stimmt da nicht.
Da kocht entweder deine Probe oder du wirst blind.

Autor: Jim (Gast)
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Bei 10 Prozent Wirkungsgrad kommen aus der Lampe 14 Watt. Dann kommt ein 
Filter der 40 nm Breite im roten Bereich aus dem Spektrum passieren 
lässt. Danach folgt ein dichromatischer Spiegel der nochmal 50 Prozent 
verschwendet, eine 5 linsige Optik, ein Farbstoff der angeregt wird und 
das Fluoreszenzlicht muss dann wieder durch die Optik, den Spiegel und 
einen Emissionsfilter. Und dann müssen für jedes Pixel der Kamera noch 1 
Million Photonen pro Millisekunde übrig bleiben. Die Rechnung stimmt 
schon...
Aber ich hätte da nich eine Frage. Aus einem Netzteil hab ich eine 
SBL1645 aber mit zwei Didoden in einem Gehäuse. Angeblich klann die 16A 
ab. Eine der beiden? Beide zusammen? Kann ich die parallelschalten? Die 
Vorwärtsspannung ist aufs mV gleich...

Autor: nemon (Gast)
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direkt parallel schalten ist nicht gut, mal ein erfahrungsbericht von 
mir:
2 IRF540 parallel, gleiche gatespannung, source und drain verbunden. 
gesamtstrom ~15 ampere gemessen, nichts böses bei gedacht, bis es 
irgendwann nicht mehr lief und begann, komisch zu riechen => ein fet war 
durch. mit einem anderen habe ich dann mal genauer gemessen und kam auf 
eine stromverteilung von ungefähr 3/12 ampere. mit je einem shunt in 
reihe zum fet (0,2 ohm, oder so) lief das ganze dann mit quasi 50/50

Autor: Jim (Gast)
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Hab es jetzt ohne Shunt aufgebaut, der wär ein Wärme- und Platzproblem. 
Mir reicht es schon wenn der eine 2 Ampere von 12 verbrutzelt. Warm 
werden sie jedenfalls nur gering unterschiedlich. Aber die Sache mit dem 
Shunt merk ich mir, danke

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Direkt parallelschalten ist OK, wenn beides die gleichen Mosfets sind 
und (vor allem bei höheren Strömen) die Widerstände der Zuleitungen 
gleich sind.
Ein Shunt in der Source Leitung ist normalerweise nicht notwendig. 
Wichtiger dagegen: Für jeden Mosfet einen eigenen Gate Widerstand, 
ansonsten kann es passieren, dass die Schaltung schwingt.

Autor: Reto (Gast)
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Blöde frage,
wenn man für jeden mosfet einen eingenen Gate widerstand macht, und man 
die toleranzen anschaut, wäre doch zu erwarten, das die einzelnen 
Mosfets nicht exakt zum gleichen zeitpunkt durchschalten, was Probleme 
geben würde, wenn man z.b. ein PWM durch die parallenen Mosfets schalten 
würde, nicht?

Autor: Chrisi Bi (ihisg)
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Da Fet's in der Regel sehr große gm (Id/Vgs) haben und in der Fertigung 
nur in einem gewissen Toleranzbereich gearbeitet werden kann, ist es nur 
ratsam Fet im Schaltbetrieb parallel zu schalten. Hierbei bleibt aber 
immer noch (z.B. bei schaltnetzteilen wo das Gate mit einem PWM Signal 
angefahren wird)der Umschaltzeitpunkt zu betrachten. Beim Umschalten 
kann es durchaus vorkommen dass ein Transistor vor dem anderen zu leiten 
beginnt, und damit mehr Verlustleistung aufnehmen muss--> Termischer 
Tot!
Wenns wie hier beschrieben nur um ein ausschalten geht sollte eine 
Parallelschaltung möglich sein.

Shunt: Nun dann müssen da aber Transistoren mit sehr geringen Ron 
verwendet worden sein, sodass der Impedanzwert rein von den shunts 
bestimmt wurde?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Hier steht alles drin.

Autor: Reto (Gast)
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Nein wiso ich blöd nachfragte, hab von meinem Ferngesteuerten Auto den 
Fahrtenregler verbraten, und ihn dann mal genauer angeschaut. Die 
schlatung war mir aber zu anstrengend um sie ganz aufzuzeichnen, aber er 
waren 12 Leistungs-Mosfets Parallel...
Da ich davon ausgehen das der Motor des Autos per PWM angsteuert wird, 
wäre würde dies ja extrem kleine Toleranzen erforden... sehe ich was 
falsch?
P.S. der vorgänge, von welchem ich das Auto gekauft hab, meinte er hätte 
mehr als 70A Strom beim anfahren gemessen...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Die Toleranzen sind nicht unbedingt wichtig: Ein Mosfet arbeitet als 
Konstantstromquelle sobald der Strom zu hoch wird. Somit schützt er sich 
quasi selbst. Allerdings nur für kurze Zeit, da die Temperatur dann sehr 
schnell ansteigt. Für kurze Zeit kann ein Mosfet problemlos mehr als den 
10 fachen Nennstrom vertragen. Daher kann man Mosfets auch ohne viel 
Aufwand parallel schalten. Ein bischen Zusatzreserve schadet aber nie.

Für 70A reichen eigentlich 2-3 Mosfets normalerweise locker aus 
(eventuell würde ein IRFP2907 alleine das schaffen). 12 Stück parallel 
halte ich für etwas übertrieben. Oder ist die Betriebsspannung so hoch ?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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@Reto:

Sicher das die 12 Mosfets parallel waren?

Ich tipp eher auf eine H-Brücke, dann wärens nur noch je 3 Parallel.
Oder es ist ein Synchronmotor, dann könnts auch ne Drehstrom-Brücke 
gewesen sein.

Autor: Chrisi Bi (ihisg)
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ich weis schon fet's parallel funktioniert auch mit PWM Siganl.
Die Flanken müssen halt sehr steil sein.
Wie oben schon erwähnt der FET erbraucht weder im ON noch im OFF zusatnd 
wirklich Leistung. Ist auch leicht erklärt:

P=I²x Rfet
Rfet on sind wenige milliohm oder darunter. Damit entsteht da auch bei 
hohen Stromen nicht wirklich eine erwärmung.
Rfet off Isolierend: keine Leistung.

Thermisch vorsichtig muss man bei PWM Signal damit nur im 
Übergangsbereich sein. Da geht der Fet von Isolierend in nahezu 0 Ohm 
über. Hier entsteht eine wesentliche Leistung Rfet sinkt, I steigt....
Ist die Flankensteilheit zu klein, oder die Frequenz zu hoch kommt e zu 
thermischen Problemen. Wenn man nun seine Schaltung in diesen 
Grenzbereich betreibt spielen dann auch Fertigungsunterschiede eine 
Rolle. Und ist erstmal ein Fet tot dann sterben auch alle anderen.

In den Datenblättern ist sind deshalb auch immer sehr ausführlich diese 
Übergangsbereiche beschrieben.

In der Praxis hat dies folgende Auswirkungen: Die Flankensteilheit an 
den FET's wird möglichst hoch gewählt (damit der Leistungsverlust an den 
FET's möglichst gering ist). Das bereitet aber bei der EMV Prüfung in 
der Regel Probleme.

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