Hallo Leute,
ich muss bei 48V rund 25A highsidig statisch schalten - sprich ähnlich
wie ein Relais nur wenige male am Tag zu oder abschalten.
Jetzt stellt sich mir aber die Frage, wie ich den FET (N-FET mit Qg von
180nC [STH315N10F7]) schnell genug schalte, ohne das dieser sich beim
Einschalten schon durch den langsam fallenden Rdson thermisch tötet.
Also konket: Wie schalte ich ideal den FET schnell genug in einer
High-Side Konstelation an, und belasse ihn auch statisch an? Auch muss
ASAP ("rasant") abgeschaltet werden können.
Gibt es da empfehlungen?
Zum Strom: 25A ist der Anlauf.- und Inrush und sollte nach dem
Aktivieren nur wenige Sekunden anstehen. Danach sind ca. 15A am fließen.
Wumps schrieb:> 25A highsidig statisch schalten>> (N-FET mit Qg von 180nC [STH315N10F7])
Ohne Gewähr, aber ich schätze das wird so oder so nichts. Zumindest
nicht ohne gute Kühlung und vielen Verlusten.
Denn du wirst nicht die Gatethreshold-Spannung kommen (V_GS(th)) als
Spannungsabfall über dem FET und die beträgt laut Datenblatt
typischerweise 3,5V. Macht bei deinen 15A Dauerstrom über 50W Verluste
und wird schön warm.
Mit einem P-Kanal FET als Highside-Schalter hast du da deutlich weniger
Probleme.
Oder verwechsel ich da gerade etwas?
M. W. schrieb:> Denn du wirst nicht die Gatethreshold-Spannung kommen (V_GS(th)) als> Spannungsabfall über dem FET und die beträgt laut Datenblatt> typischerweise 3,5V. Macht bei deinen 15A Dauerstrom über 50W Verluste> und wird schön warm.
Verstehe ich nicht!
Steht doch nur im Wechsel von "aus zu an" an. Danach fließt ja fasst
kein Strom mehr ins Gate.
By the way... Klar ist auch ein Kühlkörper vorgesehen, aber ich gehe
nicht davon aus, das die 50W Gateverlust permanent anstehen!
M. W. schrieb:> Mit einem P-Kanal FET als Highside-Schalter hast du da deutlich weniger> Probleme.
Nur gibt es nicht so gute P-FETs wie N-FETs. Da bräuchte ich eine Ganze
Menge von, die Platz, Ansteuerungen, Kühlungen bräuchten...
ich hab mal eine kleine LTSpice simulation gemacht. Da ich das Model
deines FETs nicht finden konnte habe ich einen genommen der ähnliche
Werte (also nicht exakt kompatibel ist) hat. Wie du siehst, sind auch im
statischen Zustand die Verluste nicht ohne (gut 100W)
Also P-Kanal MOSFET nehmen, der hat dann als Verluste nur P =
R_DS(on)*I^2
Wumps schrieb:> Auch muss ASAP ("rasant") abgeschaltet werden können.
Ach Kinder. Wieviel ps hätten Sie den gern?
Was ist da als Last dran? Evtl geht das einfach nicht beliebig schnell
bei induktiver Last.
Ist ein Controller vorhanden der eine Ladungspumpe ansteuern kann?
M. W. schrieb:> ich hab mal eine kleine LTSpice simulation gemacht. Da ich das> Model deines FETs nicht finden konnte habe ich einen genommen der> ähnliche Werte (also nicht exakt kompatibel ist) hat. Wie du siehst,> sind auch im statischen Zustand die Verluste nicht ohne (gut 100W)>> Also P-Kanal MOSFET nehmen, der hat dann als Verluste nur P => R_DS(on)*I^2
Sorry aber du musst noch viel lernen. Das was du hier schreibst und
simulierst ist nicht hilfreich, weil eine ziemlich doofe Idee für
diese Anwendung. Verwirr den Op Bitte nicht noch mehr.
karl schrieb:> Ach Kinder. Wieviel ps hätten Sie den gern?> Was ist da als Last dran? Evtl geht das einfach nicht beliebig schnell> bei induktiver Last.
Hauptsächlich Rechner (FPGA-Arrays). Die leutungen hinter dem Board sind
max. 5m lang (viel reserve mit eingerechnet) bei 4mm².
karl schrieb:> Ist ein Controller vorhanden der eine Ladungspumpe ansteuern kann?
Jup, wird einer druff sein!
Ok. Zuleitungen zählen als leicht induktive Last.
Die lokale Pufferung bei den FPGAs sorgt dafür, dass es keinen Sinn
macht rasant abzuschalten. Daher würde ich Einen Freilauf empfehlen.
Also Diode von masse nach Versorgung nach dem Fet.
Muss es unbedingt dieser fet sein? Falls ja dann erzeuge Dir eine
hilfsspannung über eine ladungspumpe. Dioden und kondensatoren mit
Rechteck angesteuert. Die kannst du dann mit einem kleinen transistor
auf das Gate des großen geben. Z diode am Gate nicht vergessen.
Die Schaltzeiten werden unproblematisch sein. Ich steuere Fets öfter mit
ca 1 kOhm Gate Widerstand an damit die Flanken nicht so steil werden.
Wenn du noch einen anderen Fet nehmen kannst dann würde ich das
empfehlen. Z.b. Infineon Bts. Gibts aber auch von anderen herstellern.
Die haben den ganzen Mist schon integriert. Ansteuerung der highside
mit logiklevel. Quasi unkaputtbar. Einschaltatrombegrenzung, clamping
bei induktiver last...
karl schrieb:> Z.b. Infineon Bts.
Ja, hab ich mir schon angesehen! Aber die sind scheinbar nur für 12 oder
24V ausgelegt (halt Transport und Bau(er)maschinen - da wo sonst Relais
zum einsatz kommen). Zumindest konnte ich nichts für 48V Systeme finden,
was schade ist.
karl schrieb:> M. W. schrieb:>> ich hab mal eine kleine LTSpice simulation gemacht. Da ich das>> Model deines FETs nicht finden konnte habe ich einen genommen der>> ähnliche Werte (also nicht exakt kompatibel ist) hat. Wie du siehst,>> sind auch im statischen Zustand die Verluste nicht ohne (gut 100W)>>>> Also P-Kanal MOSFET nehmen, der hat dann als Verluste nur P =>> R_DS(on)*I^2>> Sorry aber du musst noch viel lernen. Das was du hier schreibst und> simulierst ist nicht hilfreich, weil eine ziemlich doofe Idee für> diese Anwendung. Verwirr den Op Bitte nicht noch mehr.
Ich habe schon viel gelernt, aber wie es aussieht ging ich fälschlicher
weiße von der Annahme aus, dass Versorgung und Ansteuerungssignal die
gleiche Masse haben. Wie auch immer, ich bin ab jetzt raus (und würde
dennoch einen P-Kanal FET nehmen oder Lowside schalten [wenn möglich])
M. W. schrieb:> Ich habe schon viel gelernt, aber wie es aussieht ging ich fälschlicher> weiße von der Annahme aus, dass Versorgung und Ansteuerungssignal die> gleiche Masse haben. Wie auch immer, ich bin ab jetzt raus (und würde> dennoch einen P-Kanal FET nehmen oder Lowside schalten [wenn möglich])
Jetzt zeigst du dich aber beratungsresistent. Deine "Begründung" trifft
nicht zu, sie zeigt nochmal deutlich dass lernbedarf besteht*.
Raus aus diesem Thema ist aber auf jeden Fall sinnvoll.
* schau mal auf die V_GS in deinem Aufbau und welche Anforderungen ein
N-Kanal FET da hat, vielleicht geht dann ein Licht an.
Statisch schalten, also ohne PWM ist auch mit einem N_FET in der
Highside kein Problem wenn man einen Photovoltaic Optokoppler nimmt.
Nimm einen APV1121 oder ähnlichen an Gate und Source (Schutzwiderstände
und ähnlches braucht es da nicht). Mache das auch bei größeren FETs seit
Jahren so, bisher ohne Probleme.
Hallo Zusammen
Ich verstehe nicht ganz was die Disshusion mit den P und N Fet ist. N
Fet sind immer besser bei hohen strömen (kleineres Rds_on) als P Fet.
Lediglich die Ansteuerung ist ein wenig koplizierter. Je nach
Preisklasse aber sehr einfach.
Eine einfache Möglichkeit is ein IC mit integrierter Charge Pumpe.
Folgende Schaltung brauchen wir im Professionellen Bereich mit 100A
Dauerstrom und noch viel höherem Peak. Die FETs sind an einem
Kühlkörper.
Der MC33883 funktioniert wohl bei 48V, ist aber schon sehr an der
Grenze. Vielleicht eine Alternative suchen welche höhere Spannung
verträgt.
Eine andere möglichkeit ist es das ganze galvanisch zu trennen.
bsp: ISO DC/DC konverter(da reicht 1W), galvanisch getrennter
kommunikationsbaustein (ADUM oder ISO 7842 oder so) ein Gate treiber
(bsp: IXDD614). Das währe dann sehr ähnlich einem Relay und kann
galvanisch getrennt eingesetzt werden. Dann ist High oder Lowside egal,
auch verschiedene GND levels können missachtet werden. Sicher die
bessere Lösung aber halt teurer und grösser (platzmässig)
Ich hoffe ich konnte helfen...
nur so aus interesse: Was gibt das ganze wenn es fertig ist?
LG
Simi S. schrieb:> nur so aus interesse: Was gibt das ganze wenn es fertig ist?
Ein Power Sequencing für ein FPGA-Cluster das ein paar kWs braucht(und
nein, kein Bitcoinmining ;-)
Einzelne 19" Einschübe (gefüllt mit FPGAs) sollen nacheinander bzw. je
nach bedarf zu und abgeschaltet werden. Die 48Vdc liefert der Serverraum
bzw. dessen Infrastruktur...
Wumps schrieb:> Die 48Vdc liefert der Serverraum> bzw. dessen Infrastruktur...
Wie sind diese 48VDC genau ausgelegt? Im Telco-Bereich sind -48V üblich,
+ liegt dabei an Erde/Schutzleiter.
Wenn dem so wäre, müsstest Du eigentlich lowside schalten. Das würde Dir
die Ansteuerung ja auch vereinfachen.
