Hallo liebe Community, habe mich nun mit der im Betreff angeführten Thematik für mein aktuelles Projekt beschäftigt. Es geht um eine Motorsteuerung. Ich habe diese beiden Artikel sorgfältig durchgelesen und bin ein bisschen misstrauisch: https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste https://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper Power n-MOSFET: http://www.farnell.com/datasheets/1915990.pdf?_ga=1.125091081.2010897934.1444994347 Allgemeine Parameter: Un = 24V In = 15A Schaltfrequenz = 1kHz /* folgende Werte stammen aus dem Datenblatt */ Rdson = 1.5mOhm Ton = 19ns Trise = 70ns Toff = 78ns Tfall = 53ns typ. Qg = 150nC max. Qg = 220nC Ciss = 7330 pF Nun zu meinen Berechnungen: ********* Verlustleistung ********** Statische Verlustleistung mit Berücksichtung des Tastverhältnisses: Pon = I²n*Rdson*ton/T = 15^2*(1.5*10^-3)*(19*10^-9)/(1*10^-3) ~= 6.5µW Schaltverluste beim Einschalten: Pswr = 1/4*Un*In*tr/T = 1/4*24*15*(70*10^-9)/(1*10^-3) ~= 6.5mW Schaltverluste beim Ausschalten: Pswr = 1/4*Un*In*tf/T = 1/4*24*15*(53*10^-9)/(1*10^-3) ~= 5mW Treiberleistung: 1x mit typ. Qg (diese Formel habe ich von Beitrag "Verlustleistung Mosfet" ): Pvsteuer = f*Qg*Ugs = (1*10^3)*(150*10^-9)*10 ~= 1.5mW <= sind hier die 10V für Ugs richtig? 1x mit max. Qg: Pvsteuer = f*Qg*Ugs = (1*10^3)*(220*10^-9)*10 ~= 2.2mW <= sind hier die 10V für Ugs richtig? 1x mit Gate-Kapazität (diese Formel wiederum aus dem FET Artikel): Pvsteuer = 5*Ciss*U²*fschalt = 5*(7.33*10^-9)*10^2*(1*10^3) ~= 4mW <= sind hier die 10V für Ugs richtig? ==> Wenn ich nun großzügig alle Werte zusammenrechne, komme ich auf 15mW ... whad? Kann das stimmen? Mache ich etwas falsch? Muss ich die dynamischen zeitlichen Charakteristiken für meine Condtion "anpassen"? Das Datenblatt gibt ja Vdd=20V, Id=30A usw. an. ********* Berechnung des Kühlkörpers ********** Rthk = (Tj - Ta) / Pv - (Rjc + Rcs) = (125-35)/15mW-(0.65K/W+0.5K/W) ==> Rthk <= 5998.85K/W WTF?! :) :) Ich bin mir sicher dass ich etwas bei der Berechnung der Verluste nicht berücksichtige komme aber nicht drauf. Kann mir jemand bitte weiterhelfen. Wäre sehr dankbar. Liebe Grüße aus Wien
Gast
#4709016
Wie kommst du auf dein Ton??? 73
Gast
#4709021
Martin Z. schrieb: > ==> Wenn ich nun großzügig alle Werte zusammenrechne, komme ich auf 15mW Ohne jetzt nachgerechnet zu haben würde ich nochmals überlegen wie schnell/langsaaam die Umschaltung erfolgt und was in dieser Zeit verheizt wird. Weiterhin kann eine interne Schutzdiode durch böse induktive Abschaltspannungen (Motor) recht heiß werden ...
Martin Z. schrieb: > Ton = 19ns > Trise = 70ns > Toff = 78ns > Tfall = 53ns > Schaltfrequenz = 1kHz ???
Die Schaltfrequenz wähle ich natürlich aus, sie stammt nicht aus dem Datenblatt. Die anderen Werte habe ich aus dem Datenblatt. Siehe Seite 3. Ich vermute dass hier wsl der Fehler liegen wird. Ich müsste das selbst messen und dann die Werte bestimmen nicht wahr?
Gast
#4709080
Martin Z. schrieb: > selbst messen Ansteuer-Impulse ansehen ob sie ´wirklich steil genung sind während der Umschaltphase? Eine zu gemütliche Umschaltung erzeugt Wärme im linearen Bereich. ______/
Gast
#4709087
1/(ton+toff)=f_schalt zumindest für deine statische betrachtung... 73
Hans schrieb: > 1/(ton+toff)=f_schalt > > zumindest für deine statische betrachtung... > > 73 oh mann ich bin so ... aarrrr danke!:D :D
Gast
#4709105
Martin Z. schrieb: > Statische Verlustleistung mit Berücksichtung des > Tastverhältnisses: > Pon = I²n*Rdson*ton/T = 15^2*(1.5*10^-3)*(19*10^-9)/ > (1*10^-3) ~= 6.5µW Fünf Größenordnungen daneben. Genauer Lesen: td(on) ist die Einschaltverzögerung des FET; das t_on, das Du brauchst, ist die Gesamtdauer der Leitphase. Das ist nicht dasselbe! Einfach worst-case-Abschätzung: FET ist 100% der Zeit leitend; die Leitverluste sind also I² * R_ds_on = 225*A² * 1.5mOhm = 0.34W. > Schaltverluste beim Einschalten: > Pswr = 1/4*Un*In*tr/T = 1/4*24*15*(70*10^-9)/(1*10^-3) ~= 6.5mW > > Schaltverluste beim Ausschalten: > Pswr = 1/4*Un*In*tf/T = 1/4*24*15*(53*10^-9)/(1*10^-3) ~= 5mW Kuriose Rechnungen, aber richtige Ergebnisse. Durch die niedrige Schaltfrequenz dominieren die Verluste in der Leitphase; die Schaltverluste sind zu vernachlässigen.
Martin Z. schrieb: > Power n-MOSFET: > http://www.farnell.com/datasheets/1915990.pdf?_ga=1.125091081.2010897934.1444994347 vs. > In = 15A Der FET ist mit einer ganzen Größenordnung Reserve ausgewählt, daher wird der nicht mal handwarm werden wie Possetitjel schon richtig abgeschätzt hat. Für nen Hobbyprojekt/Einzelstück kommt es nicht so auf den Preis des FETs an, da kann man sich den Luxus des dicken FETs leisten.
Super Leute danke! Finde es herrlich dass ich für ton und toff irgendwelche Werte nehme ohne daran zu denken, dass fschalt = 1/ton+toff ist :D :-/ ironiemodus-off Ich hab das rechnen wollen, weil ich drüber eine Arbeit schreiben muss. Hab mir eh schon gedacht dass er bei 15A nicht amal zum jucken beginnt :) Brauchte nur die Rechnung um das einmal richtig verstanden zu haben. Vielen Dank :) PS: kann ich trotzdem einen Kühlkörper als zusätzliche Schutzmaßnahme nehmen? Gibt es sowas wie einen Standardwert wenn es denn so ist?
Gast
#4709146
Gerd E. schrieb: > Für nen Hobbyprojekt/Einzelstück kommt es nicht so auf den Preis des > FETs an, da kann man sich den Luxus des dicken FETs leisten. Dafür muß man dann auch ne luxoriösere Gatekapazität umladen und heizt mit den Flanken. MfG Klaus
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