ich brauche einen Mosfet für einen Stepdown spannungswandler von 20V auf 3,3V 5A. bis jetzt habe ich als mosfet einen FDD6637 P-Kanal drin. der Transistor wird zu heiß. das mit der Hand gefühlte entspricht ca. 1,5-4 Watt. mit einem kleinen angelöteten kupferstück wird der transistor noch kochend heiß. bei frequenzen zwischen 33-100 khz wird die spule zu heiß, oder ich würde nur mit einer größeren spule klarkommen. ich hatte einen spulenkern von einer alten mainboard-spule benutzt, mit verschiedenen windungszahlen. bei frequenzen von 200-300khz wird die spule erträglich warm, der transistor jetzt allerdings kochend heiß. ich habe wo gelesen, daß beim Mosfet die t_r und t_f, trise und tfall zeit wichtig ist. für mich ist erstmal nur die tfall zeit wichtig. der jetztige FDD6637 hat eine tfall zeit von 36 ns. ich hätte noch einen n-kanal IRLR7843 mit 12ns, aber der ist halt nur n-kanal. wenn ich die tfall zeit mit meinen angaben verrechne und von einem tastverhältnis von ca. 4,7 ausgehe, komme ich ungefähr auf 1,7 Watt verluste nur durch die schlechte t_fall zeit. jetzt suche ich nach einem p-kanal mosfet mit noch niedriger tfall zeit als 36ns. kennt da jemand einen, oder ist das schon das maximum? oder kennt jemand noch einen n-kanal mosfet, der noch weniger als 12ns tfall zeit hat?
@ Friedrich Keil (Gast) >bis jetzt habe ich als mosfet einen FDD6637 P-Kanal drin. Der sieht gut aus. >der Transistor wird zu heiß. das mit der Hand gefühlte entspricht ca. >1,5-4 Watt. Kaum. Dann hätt das Gehäuse ca. 160..400 Grad Temperatur. Das fasst keiner mehr ungestraft an, abgesehen davon, dass der Transistor sich längst selber gekillt hätte. > mit einem kleinen angelöteten kupferstück wird der >transistor noch kochend heiß. bei frequenzen zwischen 33-100 khz wird Kochend heiss ist nicht das Problem. Solche Transistoren vertragen problemlos 80..100 Grad Betriebstemperatur, teilweise auch mehr. >ich hatte einen spulenkern von einer alten mainboard-spule benutzt, mit >verschiedenen windungszahlen. Und mal gemessen? Wie sieht die Stromaufnahme aus? Wenn die Spule sättigt, geht der Strom steil nach oben, das macht viel sinnlose Verlustleistung in der Spule und im Transistor. Wie sieht die Ansteuerung vom FET aus? ist sie schnell genug und ist die Spannung hoch genug, um ihn richtig durchzusteuern? >bei frequenzen von 200-300khz wird die spule erträglich warm, der >transistor jetzt allerdings kochend heiß. ;-) >ich habe wo gelesen, daß beim Mosfet die t_r und t_f, trise und tfall >zeit wichtig ist. für mich ist erstmal nur die tfall zeit wichtig. Ach ja? Woher nimmst du deine Weisheit? Schon ma in Datenblatt geschaut? >der jetztige FDD6637 hat eine tfall zeit von 36 ns. Was schon mal sehr gut ist. Aber die wird nur erreicht, wenn die Ansteuerung schnell und stark genug ist. Welcher IC steuert deinen MOSFET? >einem tastverhältnis von ca. 4,7 ausgehe, komme ich ungefähr auf 1,7 >Watt verluste nur durch die schlechte t_fall zeit. ??? Rechnung? >jetzt suche ich nach einem p-kanal mosfet mit noch niedriger tfall zeit >als 36ns. Nöö, du musst erstmal deine Hausaufgaben machen, ordentlich messen und die Spule richtig dimensionieren. > kennt da jemand einen, oder ist das schon das maximum? oder >kennt jemand noch einen n-kanal mosfet, der noch weniger als 12ns tfall >zeit hat? Du bist auf dem Holzweg. MfG Falk
Die fall und raise-Zeiten, die du angegeben hast gelten immer (unter anderem) für einen bestimmten Treiberwiderstand der auch im Datenblatt angegeben ist. Für deinen Transistor sind das 6 Ohm laut Datenblatt. Das heißt der Hersteller hat für die Ermittlung der Werte einen Treiber verwendet, welcher etwa 1A liefert.
> wenn ich die tfall zeit mit meinen angaben verrechne und von einem > tastverhältnis von ca. 4,7 ausgehe, ... Das Tastverhältnis kann maximal 1 sein. > ... komme ich ungefähr auf 1,7 Watt verluste nur durch die schlechte > t_fall zeit. Ich komme, grob gerechnet, auf 0,2W (bei 20V, 5A, 250kHz, tr=10ns und tf=36ns) für die Schaltverluste beim Ein- und Ausschalten zusammmen. Dazu kommen noch etwa 50mW Durchgangsverlust (bei einem RDSon von 11,6mOhm), so dass insgesamt etwa 1/4W verheizt wird. 1/4W macht warm, aber nicht heiß, es sei denn, du umschließt das Bauteil für längere Zeit so dicht mit deinen Fingern, dass die Wärme nicht entweichen kann. Dann können natürlich auch wesentlich höhere Temperaturen entstehen. Wie Falk schon geschrieben hat: Wahrscheinlich liegt's an der Ansteuerung des MOSFETs oder an der Spule. Ich würde mal das Oszi reinhängen und die Spannung am MOSFET und den Strom durch die Spule messen, dann siehst du ziemlich schnell, wo der Hund begraben liegt.
ok, dann liegt es wohl an der ansteuerung des transistors, wenn sich diese tf-zeit nicht so negativ auswirkt. ich hab es nochmal angeguckt, das signal wechselt bei der umschaltung doch noch relativ langsam. mir ist es vorher nicht aufgefallen, weil ich bei der niedrigeren frequenz geguckt hatte, wie sauber das signal wechselt und es dort nicht so groß auffällt. ich hatte es mit nem microcontroller angesteuert, oder mit transistoren dahinter. der microcontroller war mit einem negativen 5V festspannungsregler oben an den +20V die transistoren machten es nicht extra besser. ich hatte einen BD435, um den transistor auf die aus-seite zurückzuziehen, und einen BC557, um ihn einzuschalten. der BD435 war mit Kollektor an Source bei dem Mosfet bzw oben an den +20V. der BC557 war mit Kollektor an der Masse von dem Microcontroller, also +15V. die beiden Emiter der beiden Transistoren waren beide zusammen am Gate von dem Mosfet. die beiden Basen der Transistoren waren beide an dem output Pin von dem Microcontroller. ich probier nachher mal aus, nen schaltplan anzuhängen. ich glaube mittlerweile, der BD435 zieht den Mosfet nicht komplett schnell genug auf Masse, weil er nicht mehr richtig höher zieht, wenn die Basis mit 1,1V Fortwertspannung oben an +20V angekommen ist. weil dann wäre der Emiter von dem BD435 immer noch 1,1V niedriger.
@ Friedrich Keil (Gast) >ich hab es nochmal angeguckt, das signal wechselt bei der umschaltung >doch noch relativ langsam. Wie langsam? >dahinter. der microcontroller war mit einem negativen 5V >festspannungsregler oben an den +20V ??? MfG Falk
hm moment also es sieht jetzt so aus: bei einer frequenz von 300 kHz zeigt das Oszilloskop eine gesammte Periodenlänge von 3,2µs. davon ist das signal 1µs lang eingeschaltet. Innerhalb dieser 1µs braucht das signal 0,33µs von dem moment an, wo es anfängt zu fallen, und wo es vollständig bei 0V angekommen ist. von 3,2V an bis 0V braucht es ca. 0,24µs , bis es bis 0V gefallen ist. ok also ich glaube, da braucht man nicht viel zu zu sagen, daß das deutlich zu schlecht ist. ich guck dann mal nach ner verbesserten ansteuerung. Ich dachte erst, der mosfet ließe sich nicht besser ansteurn, weil er ja halt eben zu langsam ist. aber wenn ihr euch alle wundert, daß der mosfet ja eigentlich sogar zu schnell ist, dann weiß ich ja, wo ich suchen muß. :) aber was ich mich noch frage: darf ich denn eigentlich bei meiner 5V ansteuerungs-methode bleiben, oder würdet ihr mir eher 10-15V zum ansteuern empfehlen? weil der mosfet ist ja ehe bei 5V relativ gut schon durchgeschaltet und den hauptsächlichen ärger macht er beim abschalten.
@ Friedrich Keil (Gast) >bei einer frequenz von 300 kHz zeigt das Oszilloskop eine gesammte >Periodenlänge von 3,2µs. Dein Oszi geht schon mal richtig ;-) > davon ist das signal 1µs lang eingeschaltet. >Innerhalb dieser 1µs braucht das signal 0,33µs von dem moment an, wo es >anfängt zu fallen, und wo es vollständig bei 0V angekommen ist. von 3,2V >an bis 0V braucht es ca. 0,24µs , bis es bis 0V gefallen ist. Naja, 240ns Fall time sind zwar nciht berauschend, aber erstmal OK. Und niemand muss bei so einem Schaltnetzteil mit 300kHZ arbeiten. Das ist was für Könner. 50..100kHZ tuns locker. >ok also ich glaube, da braucht man nicht viel zu zu sagen, daß das >deutlich zu schlecht ist. Nö. >aber was ich mich noch frage: darf ich denn eigentlich bei meiner 5V >ansteuerungs-methode bleiben, Ein Blick ins Datenblatt enthüllt. RDSon bei -4,5V 18mOhm RDSon bei -10V 11,6Ohm Macht bei einem mittleren Strom vom 5A 0,45 bzw. 0,28 W Verlust. Also es geht auch mit 5V. Aber ich denke eher, dass deine Schaltung Murks ist. Denn es ist ein P-Kanal MOSFET, dessen Bezugspotential in so einem Schaltregler bei Vcc liegt, hier also den 20V Eingangsspannung. Poste mal einen Schaltplan unter Beachtung der Bildformate. MfG Falk
Im Falle dessen Du nicht auf dem Mikcokontroller angewiesen bist, empfehle ich Dir den MAX1745 als Ansteuerung für den P-Kanal.
Einen P Fet steuert man anders an. Siehe Bild. Der IRLL 110 zusammen mit dem 470 Ohm ist eine Stromquelle. Die Schaltung arbeitet von 50V runter.
sorry aber der browser hat eben meinen text gekillt, weil ich im verkehrten moment auf die backspace-taste gekommen bin, deshalb wird es diesmal keine lange erklärung geben. ihr könnt im anhang das bild sehen. die erklärungen dafür waren leider für die katz. ich möchte jetzt einen mosfet treiber benutzen um zu gucken, ob der mosfet dann bei 300khz kühler wird. also wenn ich die spule stark genug bewickel, bleibt der mosfet kühl bei niedrigen frequenzen. der spulenstrom steigt wohl sonst zu stark an. aber bei viel bewickeln wird die spule heiß, es wäre also schön, wenn man es wohl bei ca. 300khz hinkriegen könnte, also falls es möglich ist. ich habe den ICL7667 und den TC4427 im auge. eigentlich wollte ich den TC4420 haben. aber den wird es bei Nessel elektronik demnächst nicht mehr geben? weiß jemand, ob der TC4420 abgekündigt ist? weil der soll ja so schön 6A schaffen. also und es wäre schön, wenn der treiber mit 5V läuft und ein 3-5V TTL signal verarbeiten kann. da sich die meisten nicht mit 5V ansteuern lassen, fallen die anderen also weg. aja und der treiber soll möglichst nicht mehr als 1,50-2,00 Eur kosten. ich glaube Fairchild fällt weg, weil die nicht an privatleute liefern, wenn noch jemand einen anderen shop kennt oder treiber-typen, die gut sind, könnt ihr ja sagen. aja und ich möchte weiter den microcontroller benutzen, das soll eine ladeschaltung für 2 akkus werden, es sollen noch ein paar andere ereignisse mit verarbeitet werden und in die steuerung der spannung mit einfließen.
also..sooo funktioniert das mit deinem FDD6637 wohl schon, wenn!!: -richtiger treiber, 7667 macht 1,5a, beide zusammen 3a , das reicht -richtige spule: bei 5a "ziel" muss die spule min. 10a vertragen, ohne sättigung; messen wäre durchaus sinnvoll...statt rumprobieren; oder fertige spule kaufen, die >10a kann wenn spule selbst wickeln willst, nimm zb reichelt: T106-2 kern, und ca. 30 wdg. 0,9mm draht drauf ...je nach frequenz halt
ah interessant. der kern ist ja schon richtig groß, aber ich werde ihn mir merken und demnächst zum testen mal besorgen. d.h., wenn ich es mit so einem viel kleineren kern teste, muß ich mich nicht wundern, wenn es nicht richtig geht. da ich aber lieber die kleinen kerne will, werde ich es zumindest versuchen, ob es irgendwie doch mit nem kleineren kern geht. also mosfet treiber.. aber ob ich lieber den ICL7667 oder den TC4427 nehmen sollte? sind die beide gleich gut, oder ist einer davon besser? und bei wieviel funktioniert der ICL7667 gut? auch noch bei 300khz ?
wenn der kern sättigt...is finito. ein fetterer treiber hilft dann genauso, wie ein schöneres gehäuse... guck mal bei schmitt-walter, was so etwa als kern sinnvoll is.. btw muss der akku an - hängen? wenn er am + hängt, wärs einfacher (n-fet + treiber uc3843)
ich bin mir nicht ganz sicher, aber er sättigt glaubeich bei 300khz noch nicht. oder meinst du, er wird auch da so warm, weil er da schon sättigt. ich glaube, ich probier es einfach mal. wenn er danach immer noch heiß wird, weiß ich ja, daß es nicht an der ansteuerung des mosfet liegt.
nachtrag: höa, wer ist schmitt-walter? der uc3843 ist nicht so gut, weil es glaubeich erst ab 15V sich einschalten tut und ich, wenn ich gerade kein anderes netzteil da habe, das teil so einstellen möchte, daß es auch an 12V geht.
der 3843 geht ab 8,5v .. oh mann walter....walter sollte man kennen http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html
@Friedrich Keil (Gast) >ich bin mir nicht ganz sicher, aber er sättigt glaubeich bei 300khz noch Das ist keine Frage der Freqeunz, sondernd es Stroms. Und glauben heisst nciht wissen. >nicht. oder meinst du, er wird auch da so warm, weil er da schon >sättigt. Ja. >ich glaube, ich probier es einfach mal. wenn er danach immer noch heiß >wird, weiß ich ja, daß es nicht an der ansteuerung des mosfet liegt. So wird das nix. MFG Falk
Ich habe gerade mit einer ähnlichen Buck-Geschichte zu tun und finde den "mini-Ringkern-Rechner" hierzu hilfreich: http://www.dl5swb.de/html/mini_ringkern-rechner.htm Der referenziert denn auch auf die bekannt guten AMIDON Ringkerne, die bei Reichelt in guter Auswahl erhältlich sind. Hiermit bestätigt sich auch die Angabe von Düsentrieb, dass ein T106-2 Kern mit 30 Wdg gut geeignet ist und sogar einen Drahtdurchmesser bis 1.3 mm erlaubt -> ergibt mOhm-Werte Ich würde da allerdings 26er Material nehmen. Bei gleicher Induktivität (12µH) sollte ein T50-26 genügen und der kommt dann mit 19 Wdg / 1 mm Draht aus, bei nochmals niedrigerem Widerstand. (Oder man erhält bei 30 Wdg-> 30 µH) Allerdings ist bei dem kleinen zu beachten, dass er bei hohen Frequenzen schneller in die Kernsättigung kommt. Kann man aber alles mit dem Rechner ermitteln.
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