Hallo liebe Forengemeinde,
ich habe eine Frage zur Verlustleistungsberechnung (Umschaltverluste)
beim Mosfet. Im Anhang befinden sich Strom- und Spannungsverläufe beim
Mosfet. Darunter ist die Momentanleistung geplottet.
LTSpice rechnet nun den Mittelwert der Umschaltverluste aus. Wegen der
positiven und negativen Flächen wird die berechnete Verlustleistung fast
null.
Mein Gefühl sagt mir, dass auch die negative Leistungs-Zeit-Fläche
sehrwohl einen Beitrag zur umgesetzten Leistung liefert. Damit meine ich
Betrag bilden, Mittelwert bilden und beide "Flächen" addieren.
Im einen Fall (LTSpice Berechnung) ist die Verlustleistung 150mW und im
andern Fall (mit meiner Überlegung) fast 4 Watt.
Was stimmt nun? Vielen Dank für eure Hilfe. Gruß Christian
Marko B. schrieb:> Rechtsklick auf deinen Ix(...) Ausdruck, und noch ein abs() drumrum> machen ...>> Dann CTRL gedrueckt halten und auf den neuen Ausdruck klicken.
Hallo, danke für die kleine "Anleitung". Mir geht es um die
Beantwortung, was nun richtig ist und was nicht. Dennoch danke.
Hallo,
poste doch mal die *.asc Datei.
Die negative Leistung des Mosfet beim Einschalten kommt hier durch den
neg. Strom I_Drain zustande.
Dies ist der Gatestrom der über die Kapazitäten zum Drain herausfließt.
Je nachdem wie der Rest der Schaltung aussieht musst du diese Leistung
als Verlustleistung betrachten oder kannst sie von den Verlusten
abziehen.
Bei deiner ganzen Rechnung fallen allerdings die Verluste im Treiber
komplett unter den Tisch.
mfg
Alexander Schmidt
ich verstehe noch nicht, wie du auf 4W kommst. Denn z.B. der Peak unten
rechts entsteht aus nur rund 13mA und 33V. Macht so rund 400mW (im
Mittel 200mW). Die anderen Peaks sind zwar etwas heftiger, aber auch
wesentlich kürzer. Wenn man das also nur auf die Umschaltzeiten mittelt,
könnten schon die 150mW herauskommen (gemittelt über die gesamte Periode
ist das aber noch weit niedriger)
Alexander Schmidt schrieb:> Hallo,>> poste doch mal die *.asc Datei.>> Die negative Leistung des Mosfet beim Einschalten kommt hier durch den> neg. Strom I_Drain zustande.> Dies ist der Gatestrom der über die Kapazitäten zum Drain herausfließt.>> Je nachdem wie der Rest der Schaltung aussieht musst du diese Leistung> als Verlustleistung betrachten oder kannst sie von den Verlusten> abziehen.>> Bei deiner ganzen Rechnung fallen allerdings die Verluste im Treiber> komplett unter den Tisch.>> mfg> Alexander Schmidt
Hallo,
mMn kommt die negative Leistung durch den negativen Strom bei der
Kommutierung auf den high side Fet zustande. Ich finde, dass diese
negative Leistung auch einen Betrag zur Erwärmung des Bauteils liefert.
Oder? Die Treiberverluste habe ich gewollt für diese Betrachtung
ignoriert.
Jens G. schrieb:> ich verstehe noch nicht, wie du auf 4W kommst. Denn z.B. der Peak unten> rechts entsteht aus nur rund 13mA und 33V. Macht so rund 400mW (im> Mittel 200mW). Die anderen Peaks sind zwar etwas heftiger, aber auch> wesentlich kürzer. Wenn man das also nur auf die Umschaltzeiten mittelt,> könnten schon die 150mW herauskommen (gemittelt über die gesamte Periode> ist das aber noch weit niedriger)
Hallo,
hab mich bei der Rechnung vertan..hab aber den Wert nicht im Kopf. Aber:
er liegt deutlich über dem arithmetischen Mittelwert, den LTSpice
berechnet. Danke.
Na dann rechne Du doch mal vor, wie Du auf einen wesentlich höheren Wert
kommst.
Daß ltspice auch nur 150mW kommt, liegt mit Sicherheit nicht daran, daß
sich pos. und neg. Leistung aufheben (deren Beträge addieren sich hier
trotzdem, wenn es um Verlustleistung geht)
Negative Leistungen entstehen, wenn Energien, die in Kapazitäten
gespeichert sind, wieder abgegeben werden. Da für das Aufladen (positive
Leistung) und Entladen (negative Leistung) einer Kapazität keine
Leistung in Wärme umgesetzt wird, ist es vollkommen richtig, den
Mittelwert über die vorzeichenbehaftete Leistung und nicht über deren
Betrag zu bilden, wenn es darum geht, die Verlustleistung im Mosfet
selbst zu bestimmen.
Christian schrieb:>> poste doch mal die *.asc Datei.> mMn kommt die negative Leistung durch den negativen Strom bei der> Kommutierung auf den high side Fet zustande.
Woher soll irgendjemand hier wissen, dass du eine Halbbrücke hast, wenn
du uns den Schaltplan vorenthältst. Evtl. hängen da noch Spulen und
Kondensatoren dran, dann wirds erst richtig lustig.
Jens G. schrieb:> Na dann rechne Du doch mal vor, wie Du auf einen wesentlich höheren Wert>> kommst.>> Daß ltspice auch nur 150mW kommt, liegt mit Sicherheit nicht daran, daß>> sich pos. und neg. Leistung aufheben (deren Beträge addieren sich hier>> trotzdem, wenn es um Verlustleistung geht)
Hallo,
zur Leistungsberechnung.
Simulation: gemittelte Leistung mit LTSpice: 1,15mW
Simulation: gemittelte Leistung mit Betragsbildung durch abs(p(t)) mit
LTSpice: 4,45mW
Die händische Berechnung habe ich über die Energien gemacht: "linkes,
positives Intervall" 1,91mW (gemittelt über die Periodendauer). "rechtes
negatives Intervall" -1.89mW.
Addiere ich nun die Leistungen vorzeichenrichtig so kommt in etwa 0mW
heraus. Addiere ich nun die Beträge, so kommt fast 4mW heraus.
Simulation und Rechnung stimmen recht gut überein. Es geht hier um das
Verständnis.
Jens G. schrieb:> Daß ltspice auch nur 150mW kommt, liegt mit Sicherheit nicht daran, daß>> sich pos. und neg. Leistung aufheben (deren Beträge addieren sich hier>> trotzdem, wenn es um Verlustleistung geht)
Offentsichtlich heben sie sich doch auf?!?
Alexander Schmidt schrieb:> Woher soll irgendjemand hier wissen, dass du eine Halbbrücke hast, wenn>> du uns den Schaltplan vorenthältst. Evtl. hängen da noch Spulen und>> Kondensatoren dran, dann wirds erst richtig lustig.
Hallo, ja es handelt sich um ein Halbbrücke mit nachgeschaltetem LC
Filter mit Lastwiderstand. Die Signalverläufe vom Anfang sind der
Drainstrom und UDS des High-Side-Fets.
Bisjetzt danke für alle eure Beiträge!
schaltvorgang.PNG
(6,5 KB)
