Hallo.
Bin gerade bei der Planung einer H-Brücke. Hierfür brauche ich
N-MOSFET´s die mindestens 40V und 4A aushalten.
Habe gerade mal bei Reichelt nachgesehen, was es da so gibt...
Da habe ich gesehen, das es einen "Si9945BDY" gibt.
Dieser hat Leistungsdaten von 60V und 5,3A und das sogar gleich 2x in
einem SO8 Gehäuse!
Jetzt sagt mir meine Erfahrung, das Leistungen die geschaltet werden,
immer auch etwas mit Wärmeentwicklung zu tun haben. Deshalb frage ich
mich jetzt, geht das überhaupt??? Eine solche Leistung in einem SO8
Gehäuse???
Die Frage hier an das Forum ist die: Habe ich da etwas aus dem
Datenblatt nicht verstanden, oder kann ein solcher Winzling wirklich
eine solche Leistung in einem SO8 Gehäuse Händeln?
Ich kann es mir einfach nicht vorstellen... Wozu gibt es denn dann noch
MOSFET´s in ähnlicher Leistungsklasse, in Gehäuseformen die an
Kühlkörpern geschraubt werden können?
Hans schrieb:> Habe ich da etwas aus dem Datenblatt nicht verstanden
Wahrscheinlich eher von Elektronik.
Schalten heisst ENTWEDER die Spannung liegt am Transistor an ODER der
Strom fliesst durch ihn hindurch, aber niemals beides zusammen.
4A an den 0.058 Ohm des mit 10V durchgeschalteten MOSFET führt zu 0.928
Watt, das kann ein SO8 auf die Platine abführen, wenn die Platine selbst
nicht heiss ist.
Natürlich nur einer von beiden zu einer Zeit.
Aber, dieses Ergebnis von 0.928 Watt wird ja dann aber auch nur im
Idealfall erreicht!
Um diesen Idealfall zu erreichen, muss man dann aber auch die
Ansteuerung exakt und sehr Ideal vornehmen. Das bedeutet dann, das man
die Gate´s nicht "normal" mit einem MC steuern kann. Man benötigt doch
dann auch dringend einen Treiberschaltkreis (wie IR2110 o.ä.) die den
MOSFET mit mindestens 10 Volt und mit entsprechendem Timing für LOW zu
HIGH und umgekehrt am Gate ansteuern können? Ist da meine Überlegung die
richtige Richtung, oder kann hier jemand bestätigen, das es auch ohne
diese speziellen Ansteuerungsschaltkreise geht?
> Ist da meine Überlegung die richtige Richtung, oder kann hier jemand bestätigen,
das es auch ohne diese speziellen Ansteuerungsschaltkreise geht?
Rechne doch einfach nach wie diese Daten zustande kommen. Der Widerstand
als Funktion der Ansteuerung ist auch im Datenblatt enthalten.
Ja, allenfalls braucht's eben einen Treiber, der mehr Gatespannung
liefert.
Allenfalls braucht's eben auch 2 Fet in Parallel.
Hallo,
> Hans schrieb:> Bin gerade bei der Planung einer H-Brücke. Hierfür brauche ich> N-MOSFET´s die mindestens 40V und 4A aushalten.
Sind eher moderate Werte.
> Habe gerade mal bei Reichelt nachgesehen, was es da so gibt...> Da habe ich gesehen, das es einen "Si9945BDY" gibt.> Dieser hat Leistungsdaten von 60V und 5,3A und das sogar gleich 2x in> einem SO8 Gehäuse!
Ich wüde IRF7855 oder ähnlich empfehlen. Der kann über 10A bei 60V.
https://www.infineon.com/dgdl/irf7855pbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153560c60181d2b
Beachte aber, das du diesen auch mit mind. ca. 7..8V am Gate ansteuern
solltest.
Es gibt aber auch Typen, die du mit einem 5V-uC direkt ansteuern
könntest.
https://www.infineon.com/dgdl/irf7842pbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153560c44c41d25> Jetzt sagt mir meine Erfahrung, das Leistungen die geschaltet werden,> immer auch etwas mit Wärmeentwicklung zu tun haben. Deshalb frage ich> mich jetzt, geht das überhaupt??? Eine solche Leistung in einem SO8> Gehäuse???
In Schaltanwendungen gibt es 2 unterschiedliche Verlustleistungen
- die sogenannten statischen Verlustem, wenn der FET duchgeschaltet ist.
Mit Kanalwiderstand ca. 10 mOhm und 4A wären das also
ca. 40mV x 4A = 160mW. Kein Problem für SO8.
- Die sogenannten Schaltverluste, wenn der FET im Übergangsbereich
zwischen
gesperrt und komplett durchgeschaltet liegt.
Hier kommt es darauf an, dass der FET diese Phase sehr schnell
durchläuft und dass die Schaltfrequenz möglichst nicht hoch ist.
Wenn diese Zeit nur paar 10ns beträgt und nur mit niedrige Frequenz
beschaltet wird, kann man diese Schaltverluste vernachlässigen.
Bei einer lahmen Ansteuerung und sehr hohen Schaltfrequenzen könnend die
Umschaltverluste bestimmend werden.
> Die Frage hier an das Forum ist die: Habe ich da etwas aus dem> Datenblatt nicht verstanden, oder kann ein solcher Winzling wirklich> eine solche Leistung in einem SO8 Gehäuse Händeln?
siehe oben.
> Ich kann es mir einfach nicht vorstellen... Wozu gibt es denn dann noch> MOSFET´s in ähnlicher Leistungsklasse, in Gehäuseformen die an> Kühlkörpern geschraubt werden können?
Wenn eben die Summe der Verluste dies erforderlich macht.
Im Linearbetrieb (normaler Verstärker) sieht es auch ganz anders aus.
Gruß Öletronika
Hans schrieb:> Aber, dieses Ergebnis von 0.928 Watt wird ja dann aber auch nur im> Idealfall erreicht!
Man waehlt den FET den Bedingungen entsprechend.
> Um diesen Idealfall zu erreichen, muss man dann aber auch die> Ansteuerung exakt und sehr Ideal vornehmen.
Man plant die Ansteuerung den Bedingungen entsprechend.
> Das bedeutet dann, das man> die Gate´s nicht "normal" mit einem MC steuern kann.
Da Du ueber die Frequenz nichts sagtest: Jein.
> Man benötigt doch> dann auch dringend einen Treiberschaltkreis (wie IR2110 o.ä.) die den> MOSFET mit mindestens 10 Volt
Du weißt nicht, was "Logik-Level-FET" bedeutet? Gibt (als Praefices:)
"Ultra" bzw. "Low-" Typen, manche sind bei 2,5V Vgs eingeschaltet.
> und mit entsprechendem Timing für LOW zu> HIGH und umgekehrt am Gate ansteuern können?
Totzeit ist ein MUSS / ist Standard-maeßig vorhanden oder zu machen.
Ohne diese hat man zwar nur kurzzeitigen, aber hohen Shoot-Through
(dt: Kurzschlußstrom d. 2 geschl. Schalter Halbbruecke/Totem-Pole)
> Ist da meine Überlegung die richtige Richtung, oder kann> hier jemand bestätigen, das es auch ohne> diese speziellen Ansteuerungsschaltkreise geht?
Was geht, und was nicht, ist eine Frage von Anwendung/Umstaenden
bzw. Bedingungen dabei. Was ich Dir gleich mal sagen kann, ist, daß
man heutzutage meist etwas mehr Abstand vom max. Dauerstrom von Mosfets
haelt, als vor 40 Jahren... fuer 2A geschalteten Strom wird manchmal
durchaus ein Fet mit erlaubten 10A eingesetzt. Wieso auch nicht -
es gibt sie ja mittlerweile, fuer jede Spannungsklasse landet man
heutzutage bei weniger R_ON ud/oder geringerer Chipflaeche (= kleine
Kapazitaeten) und/oder hoeherer erlaubter Dauerstrom etc.
Wuerdest Du eroeffnen, worum genau es geht, koennte gar ein fast
oder exakt passendes von jemand anderem vorher erstelltes Konzept
hier aufschlagen - zumindest aber weit besser beraten werden.
fetty schrieb:>> Man benötigt doch>> dann auch dringend einen Treiberschaltkreis (wie IR2110 o.ä.) die den>> MOSFET mit mindestens 10 Volt>> Du weißt nicht, was "Logik-Level-FET" bedeutet? Gibt (als Praefices:)> "Ultra" bzw. "Low-" Typen, manche sind bei 2,5V Vgs eingeschaltet.
Gate Treiber verwendet man meist trotzdem, allerdings gibt es die
superklein, und mit passender Spannungsfestigkeit auch. Die hier viel,
viel zu hohe Spannungsfestigkeit des Levelshifters sowie die (relativ)
"enorme" Groeße des Gehaeuses eines DIP IR2110 sind gar nicht noetig.
U. M. schrieb:> Bei einer lahmen Ansteuerung und sehr hohen Schaltfrequenzen könnend die> Umschaltverluste bestimmend werden.
Erst einmal besten Dank für die ausführliche Erklärung.
Das mit der Ansteuerung ist halt so eine Sache. Solange diese den
Schaltzeiten entspricht und genug Gatespannung liefert, ist ja alles ok.
Wenn es aber geringfügige Abweichungen geben tut, dann ist das SO8
Gehäuse gleich abgeraucht! Ein MOSFET im TO220 Gehäuse überlebt dann
eventuelle Abweichungen von den Vorgabewerten des Herstellers.
Da über die beiden geplanten Brücken ein Schrittmotor angesteuert werden
soll, (NEMA34, also kein Spielzeugmotor!) und die Takte als steile
Übergänge von LOW nach HIGH und umgekehrt vorliegen, sollte es mit einem
Treiber und einem solchen dualen MOSFET im SO8 Gehäuse eigentlich
klappen.
Ich habe mir jetzt mal den MOSFET-Treiber MCP14E11 herausgesucht und
werde mal mit diesem und dem SI9945 mein Glück versuchen. Mehr als wie
in Rauch aufgehen kann ja nicht. Der Preis dafür ist ja erträglich...
Sollte der SO8 abrauchen, dann kommen halt solche Dinge wie BUZ11 o.ä.
zum Einsatz.
Es soll doch eine Halbbrücke 40V/4A werden. Wie meint ihr das mit der
Ansteuerung ??
Stark anzunehmen ist eine induktive Last. Dann kann man Pi*Daumen die
Verlustleistung mal Zwei nehmen, die in der Diode verbraten wird. Oder
zusätzlich eine Schottky-Diode dran schalten.
Hans (Gast) schrieb:
>Das mit der Ansteuerung ist halt so eine Sache. Solange diese den>Schaltzeiten entspricht und genug Gatespannung liefert, ist ja alles ok.>Wenn es aber geringfügige Abweichungen geben tut, dann ist das SO8>Gehäuse gleich abgeraucht! Ein MOSFET im TO220 Gehäuse überlebt dann>eventuelle Abweichungen von den Vorgabewerten des Herstellers.
Über was für Abweichungen und Vorgabewerten des Herstellers redest Du?
Du mußt einfach eine Mindest-Gatespannung vorsehen, und Du muß die
Schaltzeiten möglichst kurz halten. Und in Brücke sollte man natürlich
entsprechende Totzeiten vorsehen. Da ist doch nichts kritisches und
kompliziertes dabei, bzw. hat doch nix mit irgendwelchen
Herstellerangaben zu tun, sondern mußt nur irgendwelche Min/Max-Werte
beachten.
Tany schrieb:> Solche Endstufe gibt es bei Chinesen wie Sand im Meer.
Ja, wenn man den Preis sieht, dann gibt es ja wirklich keine Frage
mehr...
Da kosten ja ein paar MOSFET´s schon mehr als so ein ganzes komplettes
Ding! Da muss ich mir ja keine Gedanken mehr über eine selbstgestrickte
H-Brücke machen.
Dann kaufen wir wieder einmal beim Chinese... :-)
Tany schrieb:> Hans schrieb:>> Da über die beiden geplanten Brücken ein Schrittmotor angesteuert werden>> soll, (NEMA34, also kein Spielzeugmotor!>> Solche Endstufe gibt es bei Chinesen wie Sand im Meer.> https://www.ebay.de/itm/9-40V-Micro-Step-CNC-TB6600-Single-For-Axis-4A-Stepper-Motor-Driver-Controller/133005347006?hash=item1ef7bc88be:g:Vh0AAOSw~6FcnJiM
In diesem Fall (Hans) stimme ich voll zu, denn seine Fragen und Irrtümer
lassen mich vermuten, dass er ohne Wissen eine Schnappsidee verfolgt.
Von PWM und Stromeinprägung war bisher noch gar keine Rede, der BUZ11
wäre dafür auch komplett ungeeignet. Der BUZ11 war schon 1995
"obsolete", Schaltzeiten wie kurz nach der Erfindung von Mosfets. Ich
vermute, dass Hans gar nicht weiß, dass beim ersten Einschalten 40V/0.6A
= 70A fließen würden, wenn das Netzgerät soviel hergibt.
Normalerweise bin ich froh über jeden, der statt China-Zeug noch was
selber baut und damit lernt. Aber alles hat seine Grenzen...
Hans schrieb:> Da über die beiden geplanten Brücken ein Schrittmotor angesteuert werden> soll, (NEMA34, also kein Spielzeugmotor!) und die Takte als steile> Übergänge von LOW nach HIGH und umgekehrt vorliegen, sollte es mit einem> Treiber und einem solchen dualen MOSFET im SO8 Gehäuse eigentlich> klappen.
Au weia. Warum rückst du nicht gleich mit der Anwendung raus. Scheiss
Salamischeiben.
Da geht es wohl nciht um gelegentkches Schalten, sondern schnelle PWM
zur Stromregelung.
Wenn du nicht parallel zu den MOSFETs noch Schottky-Dioden als
Freilaufdioden hast, fliesst der Freilauf-Strom über die innere Diode
des MOSFETs, und erzeugt dort 0.7V Spannungsabfall und bei dem Strom
ERHEBLICHE Verlustleistung, je nach PWM Tastverhältnis.
Die reine Einschaltverlustberechnung passt also nicht, du musst nochmal
von vorne rechnen, und über aktive Gleichrichtung oder parallele
Freilaufdiode nachdenken.
L6470PD (der größere mit besserer Kühlung)
Da kann man selber konstruieren und ist alles drin, was man braucht.
Sogar Fahrkurven (MCU gibt nur Ziele vor). Allerdings muss man sich mit
den Einstellmöglichkeiten etwas beschäftigen. Dafür kann man aber auch
Probleme lösen, was mit einer dummen Endstufe nicht kann, zB
Resonanzstellen, Low Speed ohne Verheizen, High Speed mit hohem
Drehmoment etc.
Ist bei meinem letzten Auftraggeber in Serienproduktion (1-2k/a), die
Steuerkarten und Antriebe laufen 7/24 das ganze Jahr, ausser an
Weihnachten.
Kühlkörper braucht es nicht, etwas Kupferfläche reicht.
Michael B. schrieb:> Die reine Einschaltverlustberechnung passt also nicht, du musst nochmal> von vorne rechnen, und über aktive Gleichrichtung oder parallele> Freilaufdiode nachdenken.
Willi S. hatte das mit den Freilaufdioden schon erwähnt. Hier eine
zusätzliche schnelle Diode zum MOSFET dazu anzuschließen, hatte ich aber
schon mit eingeplant. Dachte da an SB550. Die sollte reichen.
Ich hatte auch versucht, im Internet bei den Herstellern der
MOSFET-Treiber IC´s etwas mehr an Informationen zu bekommen. Früher gab
es da immer noch Applikations- Informationen mit Beispiel-Beschaltung
usw. Aber leider habe ich an dieser Stelle nichts finden können und die
Datenblätter hatten früher auch mal mehr Informationen mit
Beispielanwendungen usw. als das heute ist.
Hans schrieb:> Bin gerade bei der Planung einer H-Brücke. Hierfür brauche ich> N-MOSFET´s die mindestens 40V und 4A aushalten.>> Habe gerade mal bei Reichelt nachgesehen, was es da so gibt...> Da habe ich gesehen, das es einen "Si9945BDY" gibt.> Dieser hat Leistungsdaten von 60V und 5,3A und das sogar gleich 2x in> einem SO8 Gehäuse!
Diese Typen hatte ich anfang des Jahres auch im Auge und mit LTspice
getestet. Ich hatte mich aber letztens für ein wenig mehr
Strombelastbarkeit entschieden.
https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-55v-17a-45w-d-pak-irlr-024n-p41769.html?
mfg klaus
Hans schrieb:> Wozu gibt es denn dann noch> MOSFET´s in ähnlicher Leistungsklasse, in Gehäuseformen die an> Kühlkörpern geschraubt werden können?
Stichwort "Linearbetrieb", die gibts nur noch für die vom aussterben
betroffenen analogen Geräte, in denen Wärme "verbraten" werden muss.
Genau solche Mosfets sind aber für den Schaltbetrieb oftmals eher
ungeeignet, und durch hochgezüchtete (schneller durchschaltend,
kleinerer rdson) weitgehend (Digitaltechnik eben) ersetzt. Dadurch
weniger Verlustleistung, also auch kleinere Transistorgehäuse.
