überdimensionierter Mosfet

Tobias Gast #1058581
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Hallo,

ich hab hier eine Schaltung (nicht von mir dimensioniert) in der eine 
Last über einen Mosfet gepulst eingeschaltet wird. Die 
Versorgungspannung beträgt 12V und es fließen durch die Last und damit 
auch durch den Mosfet ca. 2A.
Das Rds(ON) beträgt 44mOhm. Und die Last wird für 2us eingeschaltet bei 
einer Periodenzeit von 7us.

Für mein Verständnis habe ich dann im eingeschalteten Zustand eine 
Verlustleistung von 44mOhm*2A*2A = 176mW.
Durch die Pulsung komme ich da auf einen Mittelwert von 176mW*2us/7us = 
50mW. Dazu kommt jetzt noch natürlich noch die Verlustleistung durch die 
Schaltvorgänge.

Jetzt wurde ein Mosfet gewählt (IRF540NS) welcher ein RthJA von 40K/W 
(PCB mount) hat. Die Umgebungstemperatur nehme ich zu 40°C an, die 
maximale Junction-Temperatur beträgt 175°C. Daraus folgt für mich eine 
maximale Verlustleistung von 3,375W.

Ist der Mosfet nicht für diese Anwendung vollkommen überdimensioniert 
oder können die Schaltverluste tatsächlich so hoch sein? Meiner Meinung 
nach sollte ein Mosfet mit 0,5W max. Verlustleistung vollkommen 
ausreichend sein.

Gruß Tobias
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Michael Gast #1058591
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Hm, was spricht dagegen den zu nehmen? Ein kleinerer ginge zwar auch 
aber mit dem hat man noch einige Reserven, das tut dem net weh. Klingt 
für mich so als ob da jemand nur wusste, dass er einen MOSFET braucht 
mit ner Mindestgröße und aus der Grabbelkiste kam dabei der 
rausgesprungen. Ich setzt auch hin und wieder FETs ein welche eine 
Leistung jenseits von gut und böse abkönnen wobei das bei weitem nicht 
notwendig ist.
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Gast Gast #1058593
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verstehe das problem nicht ganz...

vielleicht ist der "überdimensionierte" schlichtweg eine nuanze 
billiger...

aber mir ist im allgemeinen ein unterfordertes bauteil lieber als eines 
am anschlag seiner möglichkeiten...
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Andrew T. #1058595
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Frage vorab: Altes Design oder gerade aktuelle Dimensionierungsaufgabe?

Nebenbei: 40Grad am Board sind in geschlossenen Gehäusen schnell 
erreicht.
50 bis 60 eher typisch. Ist aber kein Problem hier.

Hier: Es würde auch ein kleiner dimensionierter FET genügen.
Die Gründe, warum gerade dieser gewählt wurde können verschiedene 
Ursachen haben:

- der Typ war gerade preiswert erhältlich zum Zeitpunkt der Bestückung.
- es gab/gibt eine gute 2nd/3rd source.
- ....

Liste oben ohne Anspruch auf Vollständigkeit.
Mit den Angaben von Dir kann ich nur mutmaßen, warum man diesen Typ 
gewählt hat.
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Tobias Gast #1058602
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Also ich überarbeite das Design gerade und hab nen kleineren Mosfet der 
deutlich billiger ist rumliegen. Der hat zudem statt 14nF nur 88pF 
Gate-Kapazität und denke mir, das man sich dann evtl. auch den (hier 
vorhandenen) Treiberbaustein sparen kann.
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HildeK Gast #1058608
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weitere Gründe, warum der Entwickler den gewählt haben könnte:
- ein kleinerer hätte u.U. auch einen größeren RDSon und so mehr 
Verlustleistung, schlechteren Wirkungsgrad
- der Typ wird auch an weiterer Stelle auf dem Board / auf anderen 
Boards gebraucht -> Kostenoptimierung: größere Stückzahlen, weniger 
Vielfalt
- ein "kühle" Betriebsweise erhöht die Lebensdauer - man sollte deutlich 
von den 175°C wegbleiben!
- alte, bewährte, "ReUse"- Schaltung, die mal für etwas größere Ströme 
ausgelegt wurde

Solange Platzbedarf und Kosten keine Hürden darstellen, ist das so schon 
in Ordnung.
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Tobias Gast #1058616
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Ich hätte da noch ne Frage, wenn in einem Gehäuse 2 Mosfets sind und im 
Datenblatt z.b. eine maximale Leistung von 1W angegeben ist, kann dann 
jeder Mosfet 1W oder beide zusammen 1W (also jeder nur 0,5W)?
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Andrew T. #1058777
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Tobias wrote:
> Also ich überarbeite das Design gerade und hab nen kleineren Mosfet der
> deutlich billiger ist rumliegen. Der hat zudem statt 14nF nur 88pF
> Gate-Kapazität und denke mir, das man sich dann evtl. auch den (hier
> vorhandenen) Treiberbaustein sparen kann.

Yepp, das sehe ich auch so das Du den bei Dir vorhandne FET nutzen 
kannst. Da würde ich doch einfach mal einen Testaufbau mit den 
vorhandenen Teilen vorschlagen ,-)

Und dann wenn das läuft  kannste immer noch dne Treiber abspecken.
Aber bitte in der Reihenfolge, und nicht gleichzeitg beides beginnen zu 
probieren.

hth,
Andrew
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Tobias Gast #1059280
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Vielen Danke nochmal für eure Antworten. Ich hatte nur irgendwie Angst, 
das ich vielleicht irgendetwas wesentliches nicht berücksichtigt haben 
könnte. Aber dann scheint der Mosfet ja wirklich etwas überdimensioniert 
zu sein.

Gruß Tobias
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