Guten Tag Forum,
ich habe eine Rechnung bei der ich momentan nicht weiter komme.
Vielleicht habe ich auch nur einen Denkfehler und ihr könnt mir weiter
helfen.
Und zwar: Ein Gate-Treiber soll einen MOSFET in einer bestimmten Zeit
abschalten, dabei komme ich aber nicht auf auf den nötigen Wert des
Gate-Vorwiderstand egal wie ich es drehe und wende.
Die Parameter sind folgende:
Gate-Treiberspannung Udrv: 8V
maximaler Gate-Treiber Strom Isink: 400mA
Gateladung Qg: 33nC
Gatekapazität 2673pF
Ausschaltzeit: 100ns
Gesucht ist der nötige Gatevorwiderstand
Über einen Tipp für die Rechnung würde mir weiter helfen.
somit komme ich auf 54Ohm.
die Gleichung würde zudem bedeuten das der Strom keine Rolle spielt?
für den Fall, dass ich theoretisch 0Ohm verwende, komme ich mit einem
Strom von 400mA und einer Gateladung von 33nC mit t=Q/I auf 82,5ns.
Da scheint mir der Widerstand von 54Ohm recht groß oder habe ich da
einen Denkfehler dabei?
Du hast eine Ladung von 33nC in 100ns zu transportieren. Da Q=I*t, ist
I=Q/t, somit I=33nC/100ns=0,33A. Du musst also für 100ns im Mittel 0,33A
fließen lassen. Da der maximale Treiberstrom (0,4A) sicher
spannungsabhängig ist, wird er das gerade so ohne zusätzlichen
Begrenzungswiderstand schaffen.
Woody schrieb:> die Gleichung würde zudem bedeuten das der Strom keine Rolle spielt?
Würde diese Gleichung dann bedeuten, dass bei der Leistung der Strom
keine Rolle spielt?
Woody schrieb:> Gate-Treiberspannung Udrv: 8V> Gateladung Qg: 33nC> Gatekapazität 2673pF [=2,673nF]
Das passt mir irgendwie nicht zusammen:
Welchen FET hast du? Bei welcher Gate-Source-Spannung ist die Gateladung
angegeben?
danke ArnoR für eine Antwort. Du hast ganz Recht er wird es gerade so
ohne Begrenzungswiderstand schaffen, denn derzeit wird ein Widerstand
von 2,2Ohm verwendet.
ABER eine Aussage wie "er wird es gerade so schaffen" ist leider nicht
drin. Ich brauche eine Rechnung dazu, die dies beweist, zumindest soweit
das der theoretisch ermittelte Wert aus den gegebenen Parametern Sinn
macht. Die Schaltung funktioniert perfekt so wie sie ist, aber da es
keine "Bastellösung" ist muss die Rechnung leider etwas ausgiebiger
ausfallen.
Auf die 330mA bin ich auch schon gekommen, aber dann komme ich nicht
weiter, was dafür für ein Widerstand notwendig ist.
Woody schrieb:> ABER eine Aussage wie "er wird es gerade so schaffen" ist leider nicht> drin. Ich brauche eine Rechnung dazu, die dies beweist, zumindest soweit> das der theoretisch ermittelte Wert aus den gegebenen Parametern Sinn> macht. Die Schaltung funktioniert perfekt so wie sie ist, aber da es> keine "Bastellösung" ist muss die Rechnung leider etwas ausgiebiger> ausfallen.
Der entscheidende Zusammenhang ist der:
ArnoR schrieb:> Du musst also für 100ns im Mittel 0,33A> fließen lassen. Da der maximale Treiberstrom (0,4A) sicher> spannungsabhängig ist
Das kannst nur du mit den Ausgangskennlinien des Treiber ermitteln.
>Bei welcher Gate-Source-Spannung ist die Gateladung>angegeben?
Dieser Wert ist bei Ugs=0V angegeben.
>Das kannst nur du mit den Ausgangskennlinien des Treiber ermitteln.
Eine Ausgangskennlinienfeld für den Treiber gibt es nicht.
sry, die Gatakapazität ist bei Ugs=0V angegeben. Die Gateladung von 33nC
ist bei 8V aus der Kennlinie abgelesen.
Dies ist ein Baustein mit integrierten Treiber daher gibt es nur die
bisher gesagten Daten.
Woody schrieb:> Die Gateladung von 33nC ist bei 8V aus der Kennlinie abgelesen.
Richtig.
> Dies ist ein Baustein mit integrierten Treiber daher gibt es nur die> bisher gesagten Daten.
Dann argumentiere vielleicht so: Der Treiber liefert bei 8V 0,4A, was
einem "Innenwiderstand" von 20R entspricht. Wir brauchen 0,33A, was
24,2R entspricht. Der vorzuschaltende R wäre also 4,2R. Wegen der
(unbekannten) Spannungsabhängigkeit ist das tatsächliche Verhalten etwas
schlechter als das berechnete und deshalb wird der Zusatz-R
sicherheitshalber etwas reduziert (auf 2,2R).
Ist zwar alles Müll, aber Leute, die keine Ahnung von der Sache haben,
glauben sowas. Leute die Ahnung haben, kommen mit der normalen Erklärung
(oben) klar.
ArnoR schrieb:> Dann argumentiere vielleicht so: Der Treiber liefert bei 8V 0,4A, was> einem "Innenwiderstand" von 20R entspricht. Wir brauchen 0,33A, was> 24,2R entspricht. Der vorzuschaltende R wäre also 4,2R. Wegen der> (unbekannten) Spannungsabhängigkeit ist das tatsächliche Verhalten etwas> schlechter als das berechnete und deshalb wird der Zusatz-R> sicherheitshalber etwas reduziert (auf 2,2R).> Ist zwar alles Müll, aber Leute, die keine Ahnung von der Sache haben,> glauben sowas. Leute die Ahnung haben, kommen mit der normalen Erklärung> (oben) klar.
danke ArnoR :-) "Ist zwar alles Müll" und genau das Problem ist auch der
Inhalt von vielen App-Notes denn überall werden Gate-Treibern erklärt
und und und....aber eine genaue analytische Berechnung für den
Widerstand habe ich bis jetzt noch nicht gefunden....
aber es kann ja nicht unmöglich sein den Widerstand zu berechnen. Dazu
meine bisherigen Gedankengänge.
Gleichung 1
i = Q/t 33nC/100ns=330mA
Okay dich Gleichung ergibt einen Sinn, aber nun...
i = (Udrv - Umiller)/ Rgate = (8V-4V)/2,2R = 1,81A
Füge ich einen Widerstand fließen auf einmal 1,81A statt den 0,33A ohne
Widerstand....das ergibt keinen Sinn für mich.
Woody schrieb:> aber es kann ja nicht unmöglich sein den Widerstand zu berechnen.
Näherungsweise, und nur mit den Ausgangskennlinien des Treiber. Die
Gatespannung/Treiberausgangsspannung verändert sich doch während des
Umladens laufend.
> Füge ich einen Widerstand fließen auf einmal 1,81A statt den 0,33A ohne> Widerstand....das ergibt keinen Sinn für mich.
Deine Rechnung ist falsch, weil du die Treibereigenschaften (begrenzte
Stromlieferfähigkeit) einfach weggelassen hast.
der treiber selbst hat ja auch noch ein innenwiderstand und der mosfet
ja ebenfalls, außerdem ist die gatekapazität nichtlinear mit der
spannung.
am besten simulieren mit ltspice oder experimentell ermitteln.
letztendlich ist es ja ein kompromiss zwischen emv und geschwindigkeit
und effizienz
berechnen kann man es zwar stimt in der realität halt nicht.
