Hallo,
ich habe eine generelle Frage zum Einsatz von IGBTs und MOSFETs.
Ich möchte eine Last permanent einschalten. Die Schaltfrequenz geht
daher gegen f = 0Hz.
U = 48V bei max. 30A.
bei IGBT finde ich üblicherweise ca. U_CE = 1,6V -->
also gleich mal 48W Verlustleistung,
während so MOSFET einen RDS_ON von z.T. nur einigen mOhm haben.
Und die Verlustleistung weit unter der Hälfte läge.
Ist dem tatsächlich so?
Also ist ein MOSFET für die "ungeschaltete" Anwendung besser geeignet?
IGBT: z.B.
https://docs.rs-online.com/06e5/0900766b812cf885.pdf
MOSFET: z.B.
https://docs.rs-online.com/d680/0900766b807913a9.pdf
Das ist weniger eine Frage von "ungeschaltet" versus "geschaltet"
sondern mehr eine Frage der Sperrspannung.
Als Faustregel kann man bei so ungefähr 200V eine Grenze setzen. Unter
dieser Spannung ist meistens ein MOSFET besser geeignet da an seinem
Kanalwiderstand weniger Spannung verloren geht. Über dieser Spannung ist
meistens ein IGBT die bessere Wahl weil ein MOSFET zu hochohmig wird.
A-Freak schrieb:> Über dieser Spannung ist> meistens ein IGBT die bessere Wahl weil ein MOSFET zu hochohmig wird.
Es sei denn die Schaltfrequenz ist hoch, dann ist der MOSFET wieder im
Vorteil.
A-Freak schrieb:> Als Faustregel kann man bei so ungefähr 200V eine Grenze setzen.
Zu Zeiten von SiC kann man diese Grenze auf 800V-1000V setzen, somit
wäre ein vergleichbarer IGBT immer die schlechtere Wahl...
Heins. J. schrieb:> Ist dem tatsächlich so?
Ja.
IGBT eher für hohe Spannungen (da wird dann der RDSon von MOSFETs auch
hoch und der Spannungsabfall wäre nicht kleiner).
>U = 48V bei max. 30A.
Wie schon gesagt: Dafür ist MOSFET (N-Channel) viel besser geeignet.
IGBTs (oder auch SiC-FETs) haben ihre Vorteile bei hohen
Schaltfrequenzen (50..500kHz) und/oder hohen Spannungen.(200V - 2000V)
A-Freak schrieb:> Das ist weniger eine Frage von "ungeschaltet" versus "geschaltet"> sondern mehr eine Frage der Sperrspannung.
Jain.
> Als Faustregel kann man bei so ungefähr 200V eine Grenze setzen. Unter> dieser Spannung ist meistens ein MOSFET besser geeignet da an seinem> Kanalwiderstand weniger Spannung verloren geht. Über dieser Spannung ist> meistens ein IGBT die bessere Wahl weil ein MOSFET zu hochohmig wird.
Etwas genauer ausformuliert: bei einem IGBT ist die Sättigungsspannung
U_ce_sat relativ unabhängig davon, wieviel Sperrspannung er verträgt.
Ein IGBT für 200V und einer für 800V unterscheiden sich nur
unwesentlich.
Bei MOSFET ist das anders. Typen für höhere Sperrspannung haben typisch
auch einen höheren R_ds_on. Wobei sich das im Zuge des technischen
Fortschritts immer wieder verschiebt. Die Tendenz bleibt aber bestehen.
Deswegen ist es auch nicht sinnvoll, MOSFET mit höherer Sperrfähigkeit
als benötigt einzusetzen.
Für die Entscheidung zwischen IGBT und MOSFET muß man mit den konkreten
Daten der ausgewählten Typen nachrechnen, welcher die niedrigeren
Durchlaßverluste hat. Für niedrige Spannungen ist das typisch der
MOSFET, für hohe Spannungen typisch der IGBT. Im Mittelfeld muß man halt
mal etwas genauer hinschauen.
Heins. J. schrieb:> Ich möchte eine Last permanent einschalten. Die Schaltfrequenz geht> daher gegen f = 0Hz.> U = 48V bei max. 30A.
IGBT ist bei der Spannung Schmarrn, die Frage ist eher MosFET oder
Relais?
mech schrieb:> Heins. J. schrieb:>> Ich möchte eine Last permanent einschalten. Die Schaltfrequenz geht>> daher gegen f = 0Hz.>> U = 48V bei max. 30A.>> IGBT ist bei der Spannung Schmarrn, die Frage ist eher MosFET oder> Relais?
Bei 48V/30A wirds mit Relais aber recht teuer.
mech schrieb:> die Frage ist eher MosFET oder> Relais?
Nicht wirklich oder? Bei 30A ziehts n schönen Funken beim Öffnen. N
MOSFET wäre schon die cleverere Lösung
Ingo Less schrieb:> Bei 30A ziehts n schönen Funken beim Öffnen. N> MOSFET wäre schon die cleverere Lösung
Würde ich auch annehmen, aber für Relais bzw. Schütz könnte ich noch
eher Gründe finden als für IGBT. Und wenns nur das technische
Verständnis des Wartungstrupps ist.
Ja, Relais wird teuer und groß und laut.
Ingo Less schrieb:>> die Frage ist eher MosFET oder Relais?> Nicht wirklich oder? Bei 30A ziehts n schönen Funken beim Öffnen.> N MOSFET wäre schon die cleverere Lösung
Es gibt durchaus Relais, die das vertragen. Es kommt auf die
jeweilige Anwendung an, welche Lösung sinnvoller ist.
Falls Du in der negativen Zuleitung zum Verbraucher schalten kannst,
macht sich ein N-FET wirklich gut. Man kann auch zwei gute
parallelschalten, dann halbiert sich der Rds(on) nochmal und man hat nur
noch ein Viertel der Verlustleistung.
In der positiven Zuleitung müsste man mit P-FETs dran oder N-FETs mit
erhöhtem Aufwand. Außerdem muß man beachten, daß beide FET-Typen
meistens nur 20Vgs aushalten.
Ben B. schrieb:> dann halbiert sich der Rds(on) nochmal und man hat nur> noch ein Viertel der Verlustleistung.
Pro MosFET ja, insgesamt ist die Verlustleistung halbiert. Weiß nicht ob
du es so gemeint hast, nur zur Klarstellung.
Ich nutze MOSFETs um meinen 12 V Wechselrichter zu schalten. Wenn ich
mich richtig erinnere irgendeinen aus der IRFP Serie. Man sollte diese
ruhig recht großzügig auslegen in Bezug auf Strom und Spannung, wenn es
nicht gerade auf Kosten ankommt.
"... f = 0Hz, U = 48V bei max. 30A."
Hier empfiehlt sich ein Low VCE(sat) Transistor von ON Semiconductor.
Allerdings benötigst Du dazu noch eine Ansteuerschaltung, gibts aber
auch von ONsemi.
Grüße Löti
Löti schrieb:> "... f = 0Hz, U = 48V bei max. 30A.">> Hier empfiehlt sich ein Low VCE(sat) Transistor von ON Semiconductor.
Seit vielen Jahren schon nicht mehr.
mech schrieb:> Pro MosFET ja, insgesamt ist die Verlustleistung halbiert. Weiß nicht ob> du es so gemeint hast, nur zur Klarstellung.
Wirklich?
Die beiden FETs teilen sich den Strom ==> halber Strom
Der Spannungsabfall an den FETs halbiert sich ==> halbe Spannung
Also sollte doch die Leistung pro FET ein Viertel sein, oder?
Gerald K. schrieb:> mech schrieb:>> Pro MosFET ja, insgesamt ist die Verlustleistung halbiert. Weiß nicht ob>> du es so gemeint hast, nur zur Klarstellung.>> Wirklich?>> Die beiden FETs teilen sich den Strom ==> halber Strom> Der Spannungsabfall an den FETs halbiert sich ==> halbe Spannung>> Also sollte doch die Leistung pro FET ein Viertel sein, oder?
Oder einfach:
P=R*I^2
"Seit vielen Jahren schon nicht mehr."
Dann kennst Du die neuesten ONSemi Entwicklungen nicht.
0,4 V bei 30 A macht (rechnerisch) 0,013 Ohm!
Grüße Löti
Gerald K. schrieb:> Also sollte doch die Leistung pro FET ein Viertel sein, oder?
Sag ich doch (?)
mech schrieb:> Ben B. schrieb:>> dann halbiert sich der Rds(on) nochmal und man hat nur>> noch ein Viertel der Verlustleistung.>> Pro MosFET ja, insgesamt ist die Verlustleistung halbiert.
Löti schrieb:> "Seit vielen Jahren schon nicht mehr.">> Dann kennst Du die neuesten ONSemi Entwicklungen nicht.
So neu sind die nicht.
> 0,4 V bei 30 A macht (rechnerisch) 0,013 Ohm!
Kinderkram, selbst der betagte IRFP064N ist besser.
Löti schrieb:> So so, dann schau mal genauer in's Datenblatt des IRF3205.
Würde da was problematisches stehen, könntest du es auch einfach konkret
benennen.
Kannst du aber nicht.
