Ein-Quadrantensteller MOSFETS

Peter Gast #3497250
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Hallo,

ich ich habe mehrer Hubventil, welche je über einen 
Ein-Quadrantensteller mittels PWM (Frequenz 2 kHz) angesteuert werden 
sollen. Die Hubventile ziehen maximal je 2.2A Strom.

Ich habe zur Ansteuerung nun 3 Dual HEX-FET IRF7313 mit SO8 Gehäuse mit 
dem je zwei Hubventile angesteuert werden sollen ausgewählt. Als Gate 
Treiber kommen 3 HCPL314J (IGBT Gate Driver Optocoupler) welcher laut 
Datenblatt ebenfalls für MOSFETS geeigent ist zum Einsatz. Der Gate 
Treiber kann einen maximalen Gate Strom von 400mA liefern.

Ich habe diese Anordnung bereits simuliert und es tut soweit. Da ich 
allerdings wenig Erfahrung in der Elektronikentwicklung besitzte wollte 
ich wissen ob diese Anordung so passt bzw. ob die verwendeten Mosfets 
für diese Aufgabe geeigneten sind?

Vielen Dank für die Unterstützung!
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Ulrich Gast #3497293
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Die MOSFETs passen, sofern die Spannung unter etwa 24 V bleibt. Wichtig 
ist die Freilaufdioden nicht zu vergessen.

Bei den eher kleinen MOSFETs braucht man eigentlich keine extra Gate 
Treiber - schon gar nicht bei nur 2 kHz PWM Frequenz. Da würde auch ein 
Logic IC oder ggf. auch direkt ein µC Ausgang (sofern 5 V) ausreichen. 
Die IGBT Driver sollte aber auch gehen.
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Peter Gast #3497506
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Okay,

Vielen Dank. steile Flanken bekomme ich durch einen geringen 
Vorwiderstand am Gate und eine Kurze Leitung zwischen Gate Treiber und 
Mosfet. Ist es nötig unterhalb der SO8 Gehäuse Thermal Vias zu 
platzieren um die Wärme nach unten ableiten zu können?
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Lothar M. Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #3497514
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Peter schrieb:
> Ich habe diese Anordnung bereits simuliert und es tut soweit.
Dann kannst du dir doch mal die Verlustleistung im Transistor anzeigen 
lassen.

Peter schrieb:
> Die Hubventile ziehen maximal je 2.2A Strom.
> ... Dual HEX-FET IRF7313 mit SO8 Gehäuse mit
> dem je zwei Hubventile angesteuert werden sollen
Ich würde da erst mal ein Funktionsmodell aufbauen. Der Mosfet ist hier 
mit jedem Parameter gut ausgereizt.
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Falk B. #3497515
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@ Peter (Gast)

>Vielen Dank. steile Flanken bekomme ich durch einen geringen
>Vorwiderstand am Gate und eine Kurze Leitung zwischen Gate Treiber und
>Mosfet.

Quasi.

> Ist es nötig unterhalb der SO8 Gehäuse Thermal Vias zu
> platzieren um die Wärme nach unten ableiten zu können?

Wenn das SO-8 ein Thermisches Pad hat, dann sowieso. Wenn es keins hat, 
dann aber auch, weil die Wärme über die Pins auf die Platine abgegeben 
wird und dort möglichst gut verteilt werden soll. Siehe Kühlkörper.

Aber bei 30mOhm pro FET und 2A sind das gerade mal 120mW 
Verlustleistung, plus bissel beim Schalten, dagen wir in Summe 150mW bzw 
300mW pro SO-8. Da muss man noch keine thermischen VIAs nutzen.
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Peter Gast #3498501
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Lothar Miller schrieb:
> Der Mosfet ist hier
> mit jedem Parameter gut ausgereizt.

Welchen MOSFET wäre dann besser für Anwendung geeignet, wenn ich gerne 
bei SO8 Gehäuse bleiben möchte?
Wäre ein DUAL HEXFET, welcher etwas mehr Drainstrom kann besser 
geeignet?
Die MOSFETS werden als low Side Schalter eingesetzt.
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Peter Gast #3498532
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Wäre zum Beispiel dieser MOSFET besser geeignet
IRF8910
Der Kann etwas mehr Drain Strom, verträgt allerdings etwas weniger UGS. 
Dies kann ich verkraften, da die Versorgungsspannung 12V beträgt und ich 
schnelle Schottky- Dioden als Freilaufdioden verwendet habe.
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Ulrich Gast #3498569
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Der IRF8910 würde wohl noch etwas kühler bleiben. Ob das nötig ist, 
hängt von den Umgebungsbedingungen (Gehäuse etc.) und den genutzten PWM 
Werten ab. Die 300 mW oben wären für 100% PWM - das wird bei 50% PWM 
noch einiges weniger (unter 50% weil auch der Strom abnehmen wird).

Für bessere Kühlung gäbe es sonst einzelne MOSFETs im SO8.

Auch die Verlustleistung an den Freilaufdioden darf man nicht 
vernachlässigen, wenn etwa längere Zeit 50% PWM genutzt werden - das 
kann mehr werden als am FET.
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