Hallo Forum,
ich versuche eine Heizung (I=10A) an 24V zu betreiben. Die IRLZ´s werden
von einem µC (5V) angesteuert (2 Punkt Regler).
Nun zu meinem Problem: die FETs werden sehr heiß.
Lt. Datenblatt haben die IRLZ34N bei Ugs=5V und Id=16A einen RDSon von
0,046 Ohm.
Macht Pv = I² * RDSon = 100A * 0,046 Ohm = 4,6 W
Durch die Parallelschaltung beider sollte sich doch auch die
Verlustleistung halbieren, oder?
Leider habe ich keine Vorstellung davon, wie sich 2,3W Wärme an so einem
Bauteil anfühlen !?
Gibt es alternativen (Halbleiter), die nicht heiß werden, und evtl.
sogar das gleiche PINout haben wie der IRLZ34N?
Gruß Alex
AleX schrieb:> Gibt es alternativen (Halbleiter), die nicht heiß werden,
Vielleicht stimmt ja Deine Ansteuerschaltung nicht (Schaltverluste).
Gruss
Harald
AleX schrieb:> Durch die Parallelschaltung beider sollte sich doch auch die> Verlustleistung halbieren, oder?>
Theoretisch ja - praktisch nein da die Transistoren verschiedene Rdson
haben und sich der Strom eben entsprechend aufteilt (Stichwort
Stromteiler). Dieser Effekt ist aber minimal, da der
Temperaturkoeffizient bei MOSFETs negativ ist (Gott sei Dank) und damit
der heißere einen geringeren Rdson hat und damit weniger Verlustleistung
/ Wärme abbekommt. So gleicht sich das aus. Das ist übrigens bei Triacs
genau andersrum, darum ist es sinnlos Triacs parallel zu schalten.
> Leider habe ich keine Vorstellung davon, wie sich 2,3W Wärme an so einem> Bauteil anfühlen !?
Heiß. Das ist eine Menge Holz 2,3W. Da im Datenblatt die thermischen
Widerstände angegeben sind, kannst du dir ausrechnen wie heiß das
Gehäuse nach welcher Zeit wird.
http://www.fischerelektronik.de/fileadmin/fischertemplates/download/Katalog/kuehlkoerper-berechnung.pdf
Steht da auch drin. Nebenbei steht da gleich wie du den richtigen
Kühlkörper ausrechnen kannst.
> Gibt es alternativen (Halbleiter), die nicht heiß werden, und evtl.> sogar das gleiche PINout haben wie der IRLZ34N?
Ein niedrigerer Rdson wäre die einzige Möglichkeit oder noch mehr
parallel. Aber das wird irgendwann auch nix mehr.
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#N-Kanal_J-FET
Kannst ja rausrechnen. Pwärme = I^2 * Rdson
@Harald Wilhelms
> Vielleicht stimmt ja Deine Ansteuerschaltung nicht (Schaltverluste).
Hmm... 100 Ohm als Vorwiderstand und 10k als Pulldown sollten nicht das
Problem sein. Den Vorwiderstand könnte man vll. sogar weglassen da ca. 1
mal pro Minute EIN und nach weiterer Minute wieder AUS geschalten wird.
Also spielen EIN -und AUS Schaltverluste keine Rolle.
Was könnte man an der Ansteuerschaltung verbessern?
@Michi
> Such dir einen Kühlkörper, der diese 4,6W abführen kann und gut ist.
scheidet aus Platzgründen aus...
Danke für die schnellen Antworten...
Linüx schrieb:> AleX schrieb:>> Durch die Parallelschaltung beider sollte sich doch auch die>> Verlustleistung halbieren, oder?>>> Theoretisch ja - praktisch nein da die Transistoren verschiedene Rdson> haben und sich der Strom eben entsprechend aufteilt (Stichwort> Stromteiler). Dieser Effekt ist aber minimal, da der> Temperaturkoeffizient bei MOSFETs negativ ist (Gott sei Dank) und damit> der heißere einen geringeren Rdson hat und damit weniger Verlustleistung> / Wärme abbekommt. So gleicht sich das aus.
Das ist aber leider nur die halbe Wahrheit. Insbesondere moderne
Trench-FET haben bei kleinem Ugs noch einen Bereich mit positivem
Temperaturbeiwert... auch aus diesem Grund sollte man diesen Bereich
schnellstmöglich überstreichen (Gate-Treiber...).
AleX schrieb:> Nun zu meinem Problem: die FETs werden sehr heiß.>> Lt. Datenblatt haben die IRLZ34N bei Ugs=5V und Id=16A einen RDSon von> 0,046 Ohm.> Macht Pv = I² * RDSon = 100A * 0,046 Ohm = 4,6 W>> Durch die Parallelschaltung beider sollte sich doch auch die> Verlustleistung halbieren, oder?
Selbst wenn sie das wirklich täte (tut sie aber nicht wirklich
zuverlässig): auch 2,3W Verlustleistung bringen ein TO220-Gehäuse noch
locker in Temperaturbereiche, wo man den Finger nur Sekundenbruchteile
dranhalten kann.
> Leider habe ich keine Vorstellung davon, wie sich 2,3W Wärme an so einem> Bauteil anfühlen !?
Jetzt weißt du es ;o)
> Gibt es alternativen (Halbleiter), die nicht heiß werden.
Nein, allenfalls marginale Verbesserungen wären durch alternative
Bauelemente möglich. Sowas wie 2W statt 2,3W. Nahezu irrelevant für die
Temperatur.
Das einzige, was da wirklich hilft, sind Maßnahmen auf der Seite der
Energiesenke: Kühlkörper. Die senken den thermischen Widerstand soweit,
daß die Temperatur im thermischen Gleichgewicht nicht mehr oberhalb der
Fingerschmerzgrenze liegt. Naja, jedenfalls wenn Luft um sie zirkulieren
kann...
Linüx schrieb:> nach Rdson sortieren lassen. Klick Tabelle.
Die Tabelle ist allerdings mit Vorsicht zu genießen. Für den IRLZ34N ist
dort z.B. ein R_DS_On von 35mΩ angegeben, der lt. Datenblatt erst bei
10V UGS erreichbar ist. Die erspart einem also nicht den genauen Blick
in die Datenblätter.
>Durch die Parallelschaltung beider sollte sich doch auch die>Verlustleistung halbieren, oder?
Ja. Aber für die Gesamtanordnung. Da ja jetzt zwei Transis die Leistung
bekommen, viertelt sich sogar die Verlustleistung pro Transi. Aus den
2,3W werden also 1,15W pro Transistor. Und das ist eigentlich
verträglich für ein TO220-Gehäuse, was meist so um die 60K/W hat. Der
dürfte bei dieser Leistung bei üblichen Umgebungstemperaturen nicht über
100°C warm werden.
Leider werden die Dinger aber auch hochohmiger, je wärmer er wird, so
daß man vielleicht schon mit 0,07Ohm rechnen muß. Und da wird es dann
doch recht enge ohne KK.
Ansonsten gibts aber inzwischen schon weit bessere Mosfets mit unter
10mOhm .
Wenn es nicht unbedingt der billigste sein muß, dann könnte man z.B. den
IRF3703 nehmen. Der wird mit knapp 3mOhm als Single bei 10A nur noch
handwarm.
Sven P. schrieb:> 34mOhm Rds_on ist aber auch nicht mehr ganz taufrisch. So Faktor zehn> drunter ist heute durchaus machbar.
Dann mal raus mit harten Fakten, i.e. Typenbezeichnungen für Kandidaten,
die das bei 5V Ansteuerung schaffen.
Laut gedacht:
5V Gate-Source-Spannung mögen bei heutigen FETs auch gehen, aber die
"dicken Dinger" laufen am besten bei 10V bis 15V. Kannst du was von den
24V abzwacken?
Oder mit nem MAX232 die Spannung verdoppeln?
Ja,stimmt. Aber meiner kanns bei 60 V. Ich wollte dir nix sagen, was
irgendwo schlechtere Daten als dein FET hat. BTW: Die parametrische
Suche von Farnell ist (meistens) garnicht so schlecht, bestellen kann
man im Zweifelsfall bei hbe-shop.
Ist ja auch nur ein Beispiel. Ich wollt hier nur die 2W Aussage nicht so
stehen lassen.
VG c-lover
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