Hallo zusammen
Ich möchte gerne eine lineare FET-H-Brücke aufbauen. Da mir Transistoren
oder Leistungsops einfach zu hohe Verluste haben, habe ich die FETs
genommen.
Meine Schaltung funktioniert sehr gut, solange ich sie Halb-Brücke mit
einer in meinem Falle 12V Fix-Spannung an der anderen Seite nutze.
Jedoch kann LTspice die Vollbrücke nicht simulieren?!??
Habe ich etwa einen Fehler gemacht?
Magneto Freak schrieb:> Da mir Transistoren> oder Leistungsops einfach zu hohe Verluste haben, habe ich die FETs> genommen.
Ähh? Wie jetzt?
Solange du keine digitale Edstue davon machst ist der Verlust gleich zu
einem Leistungsop oder BJTs... Tzz
Kuchosauronado schrieb:>> Ähh? Wie jetzt?> Solange du keine digitale Edstue davon machst ist der Verlust gleich zu> einem Leistungsop oder BJTs... Tzz
Und MOSFets sind überwiegend nicht für lineare Hochleistungen geeignet.
Siehe Google: Hotspots bei MOSFETs.
mfg klaus
Ich möchte gerne eine genaue und sehr rauscharme Ausgangsstufe mit einer
Bandbreite von so 10kHz. Wenn ich dies mit einer gektackteten Stufe
lösen möchte, wird es beinahe unmöglich. Die Schaltverluste wären
deutlich zu gross und der Frequenzabstand zwischen Nutzsignal und
Schaltsignal sehr klein was eine Filterung seeehr kompliziert macht. Ich
rechne mit einer Gesamtleistung von 100-200W.
Darum gedenke ich den Ausgang linear mit FETs zu gestalten. Die
Ausgangsspannung, oder der Ausgangsstrom wird dann über einen
Shunt-Widerstand und einen PI-Regeler sauber eingestellt. Mir sind somit
alle nicht-Idealitäten der FETs und OPs am Ausgang egal, da ich dies
hochpräzise nachregeln werde.
Bezüglich Hotspot werde ich mal nachlesen, denke jedoch so aus dem Bauch
heraus, dass ich damit keine Probleme haben werde...
Nebenbei, die FET-Schaltung funktioniert einwandfrei, wenn ich alle FETs
durch einfache Transistoren ersetze. Dann jedoch mit grösseren Verlusten
und nicht mehr dem Erreichen der Speisespannung.
Klaus Ra. schrieb:> Und MOSFets sind überwiegend nicht für lineare Hochleistungen geeignet.> Siehe Google: Hotspots bei MOSFETs.> mfg klaus
Na ja, die H-Brücke ist nicht unbedingt für lineare Hochleistungen
gedacht. Sie ist doch für schnelle Schaltvorgänge da, d.h. MOSFETS
werden SCHNELL mit PWM angesteuert. Und es gibt sogar MOSFETS die
lineare Aufgaben können.
Naja... FETs sind zwar gut mit einem PWM ansteuerbar, jedoch ist bei
100kHz oder 1MHz definiv Ende. Für kleinleistungen oke, jedoch für
grössere leider nicht. Daher die Idee oder eher die Notwendigkeit das
ganze linear zu machen und die hohe Verlustleistung halt einzustecken.
Hi,
eine Sache verstehe ich nicht. Du schreibst dass "Schaltverluste wären
deutlich zu groß". Wodurch denn? Wenn du einen MOSFET schnell schaltest
bzw. schnell ansteuerst ist doch dein Schaltverlust recht minimal da die
Verlustleistung nur sehr kurz anliegt.(das ist µs/ms-Bereich). Den
Gegenteil erreist du wenn du einen MOSFET linear ansteuerst wo die
Verlustleistung sehr lange anliegt und deinem MOSFET gar nicht gut tut.
Gruß.
Holm Tiffe schrieb:> So, ich sitze bequem und habe mir Popcorn besorgt...
Wie wäre es mit einem vernünftigen Mittagessen?
Immer diese Popcorn-Fresserei und der ganze Bildschirm voll klebriger
Krümel...
MfG Paul
Schalte mal einen FET mit mehreren 100kHz, dann bemerkst du die
Schaltverluste... Aber wie schon mehrmals angetönt, muss ich die
Schaltfrequenz mit so 100-120dB unterdrücken. Somit benötige ich ein
Filter 6.Ordnung, wenn ich eine Bandbreite von 10kHz haben möchte und
mit 100kHz schalte. Dies ist recht kompliziert und da ich mit
unterschiedlichen Lasten arbeiten werde (Resistiv, Induktiv) verhält
sich mein Filter immer wieder total anders...
Also wenn es um Schaltverluste geht, du wirst aber durch Linearbetrieb
wesentlich höhere Verluste an MOSFETS haben, oder?
Anderes Thema: wenn nun die Schaltfrequenz eine Störung verursacht, nimm
doch einfach MOSFETS die du linear betreiben kannst.
Genau!
Darum auch meine Schaltung mit den FETs, welche ich linear durch einen
OP betreibe. Das Problem ist ja nur, dass die Schaltung irgendwie ein
Problem hat und sobald ich die volle H-Brücke simuliere, das Programm
unendlich lange rechnet....
Magneto Freak schrieb:> Genau!>> Darum auch meine Schaltung mit den FETs, welche ich linear durch einen> OP betreibe. Das Problem ist ja nur, dass die Schaltung irgendwie ein> Problem hat und sobald ich die volle H-Brücke simuliere, das Programm> unendlich lange rechnet....
Na ja, bei mir schwingt die Schaltung mit ca. 270 KHz.
mfg klaus.
Wenn sich LTSpice totrechnet, liegt das meisten daran, dass die
Schaltung "zu einfach" ist. Das meine ich ganz ernst.
Brich die Simulation an der Stelle ab und probe vorzugsweise die
Stromflüsse durch Spannungsquellen, Dioden etc. Meist findest Du
irgendwo Oszillationen mit aberwitzigen Frequenzen im Teraherz-Bereich,
an denen Spice ewig rumrechnet.
Dieses praxisferne Verhalten ergibt sich daraus, dass die Schaltungen
irgendwo zu "ideal" sind. Es liegt definitiv NICHT am Simulator, sondern
eher am Simulanten.
Gib jeder Spannungsquelle einen endlichen Innenwiderstand, nimm nie
generische Dioden, sondern irgendeinen konkreten Typen... usw. usf.
Ein paar parasitäre Elemente an der richtigen Stelle, und es flutscht
wieder - habe ich schon zig mal durchgemacht.
Ob man BJTs oder spezielle MOSFETs nimmt, die für den linearen Betrieb
vorgesehen sind macht keinen großen Unterschied bei den Verlusten. Die
Sättigungsspannung ist in ähnlicher Größenordnung, bzw. bei den BJTs
eher kleiner. Einen Vorteil haben die MOSFETs wenn es sehr schnell sein
soll - dann wird aber das Layout sehr kritisch bis man den Unterschied
nutzen kann.
Bei nur 24 V ist die Wahl der MOSFETs noch nicht so kritisch.
Die Schaltung kann schwingen, weil der OP die Kapazitive Last durch die
MOSFETs ggf. nicht verträgt.
Man muss für so wenig Spannung auch nicht gleichen einen OP für 140 V
nehmen. Für 24 V reicht auch noch ein NE5532.
Wenn die Verluste kleiner werden sollen, könnte man ggf. eine Klasse G
Endstufe nehmen, also mit 2 Spannungen arbeiten. So groß ist der Gewinn
bei nur 24 V aber eher nicht.
Ulrich H. schrieb:> Ob man BJTs oder spezielle MOSFETs nimmt, die für den linearen Betrieb> vorgesehen sind macht keinen großen Unterschied bei den Verlusten. Die> Sättigungsspannung ist in ähnlicher Größenordnung, bzw. bei den BJTs> eher kleiner.
Ich weiß nicht ob du das pauschal meinst, wenn ja dann stimmt die
Aussagen nicht ganz. Wenn wir Ströme höher als 10A betrachten, bei
MOSFETS (für linearen Betrieb optimiert) wirst du im gesättigten Zustand
ca. ein Zehntel von der Verlustleistung haben was BJT's haben. Bei
Vollbrücken braucht man eben oft hohe Ströme.
Gruß.
Bei BJTs hat man in der Sättigung und für den Transistor angemessenem
Strom einen Spannungsabfall von vielleicht 0,5 V (Kollektor-Emiter). Die
für Linearbetrieb geeigneten MOSFETs haben einen vergleichsweise hohen
ON-Widerstand. Da ist man vor allem beim P-Kanal auch schnell über 1 V,
wenn man keine ausgesprochen großen Transistoren nehmen will. Wenn man
gar in den Bereich kommt, das man mehrere parallel schalten muss -
braucht man Source Widerstände, die üblicherweise größer sein müssen als
die Emitterwiderstände bei BJTs.
Einen geringen Spannungsabfall kann mit mit Schaltenden MOSFETs,
insbesondere bei recht niedriger Spannungsfestigkeit erreichen.
Die Frage wäre da eher ob man eine Vollbrücke braucht und nicht ggf. mit
einer Halbbrücke und dann +-24 V Versorgung auskommt.
Die Verlustleistung kommt auch vor allem vom Prinzipiellen Limit einer
Klasse B Endstufe. Besser ginge es mit Klasse G (2 Spannungen) oder
Klasse D.
Abgesehen von den C-E bzw. D-S Widerständen der Transistoren brauchen
BJTs
noch Basisstrom der bei dicken Transen auch merkliche "Verluste"
verursacht
und zwar hinsichtlich der Gesamteffektivität der Schaltung.
Bei einer "analogen" H-Brücke gehe ich davon aus, das diese nicht
geschaltet wird sondern die Transistoren irgendwo quer über ihre
Kennlinien gefahren werden, wenn dem so ist, ist prinzipiell die
Verlustleistung die Selbe, egal ob FET oder BJT.
Soviel zum gemütlich sitzen.
@Paul: komm her, ich brate Dir ne Wurst..
Gruß,
Holm
O.T.
Holm Tiffe schrieb:> @Paul: komm her, ich brate Dir ne Wurst..
Tolle Wurst!
;-)
Danke für die Einladung, aber ca. 250km Entfernung zwischen uns machen
die Soße teuerer als den Braten, um im Bild zu bleiben.
MfG Paul
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