LT_Spice Mosfetansteuerung

OP #7572706
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Hallo zusammen

Ich wäre um Hilfe sehr dankbar. Gemäss einer Aufgabe versuche ich eine Schaltung zu simulieren und habe die Bauteile BSS138 und den tsm900n06cw eingebunden.

Das Signal vom Mikrocontroller (PWM) soll nicht invertiert sein. Am Gate benötige ich mehr als 4V, was ja der Fall ist gemäss Simulation. Mich interessiert hier noch der Strom am Gate des tsm900n06cw. Ich bin mir aber mit meinen wenigen Kenntnissen im Lt-Spice nicht sicher, ob ich meiner Simulation vertrauen kann oder ob sich irgendwo Fehler eingeschlichen haben, vor allem mit dem Einbinden der Komponenten. Für R4 würde ich so 1/4W und R8 sogar 1W benötigen. Stimmt meine Simulation?

PS: Was nach dem M2 (tsm900n06cw) kommt, könnt ihr ignorieren.

Danke vielmals

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#7572725
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Marcel V. schrieb:

R8 kann entfallen.

R5 auch. Die bipolaren sind als Emitterfolger geschaltet. EDIT: Auf Grund des R6 ist die Risetime am Ausgang von M1 deutlich länger als die Falltime. Damit wird Q2 schneller schalten und deshalb viel mehr Strom aus dem Gate ziehen beim Abschalten des M2. Das gleicht der R8 etwas aus - damit könnte er eine Berechtigung haben.

Ist der BSS138 ein LL-Mosfet?

Ist er nicht, aber für die 2k Last (= 6mA) wird es trotzdem reichen.

OP #7572820
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Klaus H. schrieb:

Marcel V. schrieb:

R8 kann entfallen.

R5 auch. Die bipolaren sind als Emitterfolger geschaltet.

Klar aus der Simulation sehe ich das, aber gibt es auch einen genauen Grund, warum der R5 wegfallen kann? Und warum muss ich den Strom durch R8 nicht begrenzen?

EDIT: Auf Grund des R6 ist die Risetime am Ausgang von M1 deutlich länger als die Falltime. Damit wird Q2 schneller schalten und deshalb viel mehr Strom aus dem Gate ziehen beim Abschalten des M2. Das gleicht der R8 etwas aus - damit könnte er eine Berechtigung haben.

Ist der BSS138 ein LL-Mosfet?

Ist er nicht, aber für die 2k Last (= 6mA) wird es trotzdem reichen.

Der BSS138 ist kein LL-Mosfet ja, aber das schlechteste Exemplar leitet ab 1.5V und ist halt nicht durchgeschaltet. Ich sehe mich mal nach einem anderen um. Aber wie R6 auf die Rise und Falltime dem M1 beeinflusst habe ich nicht ganz verstanden. Müsste eigentlich nicht R9 eher darauf einen Einfluss haben?

Gast #7572853
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Den schrieb:

Klar aus der Simulation sehe ich das, aber gibt es auch einen genauen Grund, warum der R5 wegfallen kann? Und warum muss ich den Strom durch R8 nicht begrenzen?

Du kannst die Grundschaltungen der Teile nicht berechnen, willst aber eine komplexere Schaltung verstehen?

#7572862
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Den schrieb:

aber gibt es auch einen genauen Grund, warum der R5 wegfallen kann?

Da die Ausgangslast 10 Ohm beträgt und du hochverstärkende Transistoren mit einem Verstärkungsfaktor von 400 für deinen Push Pull Treiber einsetzt, hat die Treiberstufe von Hause aus schon eine Eingangsimpedanz von 4k. Da braucht man dann keine 470R mehr vorschalten.

Den schrieb:

Und warum muss ich den Strom durch R8 nicht begrenzen?

Der Strom wird ja schon zum treiben des Gate mit 10R (R4) begrenzt und das sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten gleichermaßen.

#7572865
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Den schrieb:

Klar aus der Simulation sehe ich das, aber gibt es auch einen genauen Grund, warum der R5 wegfallen kann? Und warum muss ich den Strom durch R8 nicht begrenzen?

Weil beide bipolare Transistoren als Emitterfolger verwendet werden. Der Transistor nimmt sich für die Basis nur soviel Strom, wie er braucht, um den benötigten Kollektorstrom fließen zu lassen. Für Q1 ist eh eine Basisstrombegrenzung da - der R6, den ich sogar deutlich kleiner wählen würde. Deshalb ist die steigende Flanke an 'OUT' auch wesentlich langsamer.

Beim R8 ist es etwas anders, denn der M1 geht hat ja nur einstellige Ohm, wenn er aktiv ist und liefert damit wesentlich schneller HL-Flanken als LH-Flanken - wegen R6 sind letztere langsamer. Der begrenzt den Basisstrom dabei. Ich würde, wenn es aufs schnelle Schalten ankommt, R6 auch kleiner wählen. Der BSS138 kann ja bis zu 300mA - muss man sicher nicht ausreizen. Dann könnte es theoretisch sein, wenn alles extrem schnell schalten würde, dass die Gatekapazität im ersten Moment maximal 12V / 10Ω an Strom aufnehmen würde, wenn Q2 am Kollektor auf LOW geht. Deshalb habe ich ja nachgetragen, dass man den R8 durchaus drin lassen könnte - jedoch vom Wert her kleiner: 33Ω-47Ω würden dann auch im genannten theoretischen Extremfall die Spec von Q2 nicht mehr verletzen; Q2 kann ja 500mA. Jedenfalls sind Q1 und Q2 nie gleichzeitig leitend, immer nur einer zum Laden oder Entladen der Gatekapazität.

OP #7574562
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Danke Klaus und Marcel

Gibt es eine Möglichkeit wie ich im ltspice den rms strom berechne? wenn ich zb den Ladestrom eingrenze, sodass nur dieser im jeweiligen Inervall sichtbar ist, erhalte ich immer unterschiedliche RMS Werte, wenn die Grafik nur etwas nach oben unten links oder rechts verschoben wird... kann ja nicht sein. weil der Strom so beim entladen viel höher ist als der Ladestrom, wird vermutlich ein 1/8W Widerstand nicht reichen.

OP #7575079
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Den schrieb:

Danke Klaus und Marcel

Gibt es eine Möglichkeit wie ich im ltspice den rms strom berechne? wenn ich zb den Ladestrom eingrenze, sodass nur dieser im jeweiligen Inervall sichtbar ist, erhalte ich immer unterschiedliche RMS Werte, wenn die Grafik nur etwas nach oben unten links oder rechts verschoben wird... kann ja nicht sein. weil der Strom so beim entladen viel höher ist als der Ladestrom, wird vermutlich ein 1/8W Widerstand nicht reichen.

Ich muss mich selbst korrigieren. Der letzte Satz klingt so als ob dies mit der Berechnung des RMS Wertes im LT-Spice zu tun hätte. Hat es aber nicht.

Was ich meine ist, dass ich immer unterschiedliche Werte im LT Spice erhalte, wenn ich beispielsweise den Ladestrom einzoome und diesen etwas hin und herbewege. --> das kann doch irgendwie nicht sein.

siehe bild b1, b2 und b3 b1... Ladestrom 105mA b2... Ladestrom ein wenig verschoben 96mA b3... nur Spitze vom Ladestrom eingezoomt 164mA

und ich erhalte bei b3 einen viel grösseren Strom, was ja nicht sein kann. Wie berechnet LT-Spice den RMS Wert? Er müsste ja eigentlich die eingezoomte Kurve zur Abszisse 0mA berechnen. Wenn er dies tut, dürfte es doch einen nicht so hohen RMS Wert ergeben...

Und wenn ich über die ganze Periode rechne, erhalte ich 20mA. --> Bild b4 Er müsste doch den Entladestrom und den Ladestrom unter der Wurzel zum Quadrat nehmen..

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#7576469
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Moin,

........ siehe bild b1, b2 und b3 b1... Ladestrom 105mA b2... Ladestrom ein wenig verschoben 96mA b3... nur Spitze vom Ladestrom eingezoomt 164mA

und ich erhalte bei b3 einen viel grösseren Strom, was ja nicht sein kann. Wie berechnet LT-Spice den RMS Wert? Er müsste ja eigentlich die eingezoomte Kurve zur Abszisse 0mA berechnen. Wenn er dies tut, dürfte es doch einen nicht so hohen RMS Wert ergeben...

Und wenn ich über die ganze Periode rechne, erhalte ich 20mA. --> Bild b4 Er müsste doch den Entladestrom und den Ladestrom unter der Wurzel zum Quadrat nehmen..

Ja, und diesen Wert über die Zeit mitteln. Gemittelt wird bei LT-Spice immer über die ganze Breite des angezeigten Bereichs. Dann hängt das Ergebnis natürlich davon ab, ob du nur den interessanten Bereich anschaust, oder noch den ganzen vielen Leerlauf zwischen den Ladevorgängen. Völlig korrekt.

Also immer über mehrere Perioden - nach möglichkeit eine ganzzahlige Anzahl Perioden - oder zumindest über viele Perioden messen.

Gruß, Roland

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