Hallo zusammen,
ich habe mir eine Schaltung überlegt, die ab einer bestimmten Spannung
abschalten soll und die restliche Schaltung vor Überspannung schützen
soll. Zur Abschaltung soll ein PowerFET verwenden werden, dessen Gate
von einem Bipolar-Transistor zwischen Gate und Source des FETs gesteuert
wird. Ist der Bipolar-Transistor leitend, sperrt der FET.
Im Überstrom-Fall ist der Bipolar-Transistor leitend und der FET soll
sperren. Der Bipolar-Transistor ist voll durchgesteuert und leitet, der
FET sollte also sperren. In der Simulation und in der Praxis baut sich
hinter dem FET ein gewisses Restpotential auf. Die Abschaltung passiert
bei etwa 30V; in dem Fall habe ich hinter dem FET eine Spannung von etwa
3V. Ist so ein FET möglicherweise nicht ideal sperrend? Laut Simulation
ist das Potential hinter dem FET umso höher, je hochohmiger die Last
ist.
Gruß
Steffen
Wie hochohmig ist denn deine Last? Wie Dü schon sagte, auch im Sperrfall
hat so ein FET noch einen Leckstrom der durchaus im µA-Bereich liegen
kann (bei Power-MOSFETs ist üblich mein ich) Wenn du eine Last von einem
MOhm hast fällt durch einen Sperrstrom von einem µA schon ein Volt ab.
Wozu, Unbekannter?? Die Lage scheint hier mehr als klar zu sein. Wer
glaub, dass ein MOSFET im Sperrbetrieb kein Elektron hindurch lässt hat
die Physik dahinter nicht verstanden. Der TE sollte als erstes Mal
schaun wie groß der Leckstrom seines PowerFETs ist und ob sich durch
seine Last dann die entsprechende Spannung einstellen könnte.
Wahrscheinlich ist dem so und dann braucht man auch keinen Schaltplan
mehr.
Eine Schaltung, die durch den Leckstrom noch eine zu hohe Spannung
bekommen soll? So einen Schmarrn habe ich lange nicht gehört.
Die Diskussion kann jetzt nur noch so weiter gehen:
Gast sagt: "Ja aber wenn der MOSFET keine ausreichende
Spannungsfestigkeit besitzt!" "Einspruch unrelevant."
Anderer Gast trällert: "Ja aber wenn er eine Schaltung schützen will,
die im Betrieb nur 10pA benötigt!" "Dann kannst Du mich mit Deiner
theoretischen Wichtigtuerei gern haben."
>Eine Schaltung, die durch den Leckstrom noch eine zu hohe Spannung>bekommen soll
Nehmen wir mal den IRFZ34N, ist ja ein PowerMOSFET. Der hat im
Sperrbetrieb mit einem Uds von 60 V durchaus 25 µA laut Datenblatt. Als
Last nehm ich jetzt mal dreister Weise einen 100 kOhm Widerstand an.
Dann sagt mir aber das Gesetz des Ohm, dass über diesen Widerstand bei
dem Strom schon 2,5 Volt abfallen. Und das ist nur für ein Tj von 25 °C,
bei 125 °C steigt der Leckstrom auf 500 µA wodurch die Spannung über dem
Beispielwiderstand auf 50 V ansteigen würde. Das mag für dich Schmarrn
sein ist aber nun mal die Physik mit der man Leben muss.
Ja, richtig. Wieso sollte aber jemand einen 29-Ampere-MOSFET im
TO-220-Gehäuse (Gekühlt? Klärungsbedarf?) zum Schalten einer Last mit
100kOhm (Laststrom bei 50V: 500µA) hernehmen? Wieso klären wir nicht
auch noch, wo die Schaltung zum Einsatz kommen soll? Am Ende brauchen
wir noch einen strahlungsgehärteten MOSFET.
Ob die Schaltung, die man sich überlegt hat, sinnvoll ist steht auf
einem anderen Blatt Papier. Ich hab auch schon Powermosfets verwendet um
einige Milliamperé zu schalten, einfach aus dem Grund weil ich den
MOSFET da hatte. Deswegen könnte man schonmal einen PowerMOSFET nehmen.
However, der Threadersteller hat seine Beobachtung beschrieben und die
klingt verdammt nach einem Leckstrom-Problem. Dafür braucht man keinen
Schaltplan.
Ich würde tippen, dass sich die Schaltung, die aus Bipolar Transistor
und MOSFET besteht, irgendwo einpendelt.
Es wäre zwingend notwendig den Schaltplan zu posten, da sonst Hilfe
sinnlos ist.
Grüße
Gast
> Es wäre zwingend notwendig den Schaltplan zu posten,> da sonst Hilfe sinnlos ist.
In Fällen, in denen man über die Sinnhaftigkeit des Posten eines
Schlatplans diskutiert, ist eh jede denkbare Hilfe sinnlos...
hallo zusammen,
vielen Dank schon mal für die zahlreichen Antworten. Ich war leider
nicht in Reichweite eine PCs mit Internetzugang und konnte leider erst
jetzt antworten.
Als Erleichterung hab ich die Überspannungserkennung, die ich mit meiner
Schaltung erreichen wollte, dauerhaft aktiviert (das Signal
Ueberspannungserkennung hochohmig gegen Masse); d.h. der FET U1 soll
immer sperren. Trotzdem hab ich am Ausgang der Schaltung immer noch ein
Potential von etwa 3,5V bei 39V Eingangsspannung. R3 ist nur als
hochohmige Last eingezeichnet.
Kann man diese Ausgangsspannung reduzieren (wenn möglich ohne Relais)?
Gruß
Steffen
Die 3,5V am Ausgang entsprechen einem Strom von 3,5µA durch den
Lastwiderstand und ist damit durch den Leckstrom des MOSFETs erklärbar,
wobei 3,5µA nicht einmal viel sind.
Wenn die 3,5V tatsächlich stören (tun sie das wirklich?), gibt es
folgende Möglichkeiten:
- anderen Transistor nehmen, bipolare haben meist geringere Leckströme
- Lastwiderstand kleiner machen
- Lastwiderstand im Auszustand mit einem zweiten MOSFET kurzschließen
Tja, Unbekannter und Gast (Gast) vom 21.12. Ist wohl doch Leckstrom und
nix eingependeltes. Wenn schon jemand schreibt, dass mit erhöhen des
Ausgangswiderstandes die Ausgangsspannung steigt riecht das auch ohne
Schaltplan immer verdammt stark nach Leckstrom. Das mag dem ein und
anderem noch nie begegnet sein aber das heißt ja nicht, dass es nicht
vorkommt.
@Steffen
yalu hat es ja schon gesagt. Prüfe mal diese drei Möglichkeiten und wenn
noch fragen sind, wir laufen nicht weg ;)
@Gast (Gast) vom 28.12.
Welche Vorspannungserzeugung meinst du? Die Eingangsspannung? Was sollte
daran falsch sein?
Ich meine die beiden Widerstände R1 und R2, den Spannungsteiler in der
.jpg. von Steffen vom 28.12.
Es soll ein selbstsperrender P-Kanal-Typ laut Datasheet sein
(Symbol-Pfeil falsch herum). Warum gibt ihm Steffen einen Arbeitspunkt
150K/50K, womit die Gatespannung von Null Volt abweicht.
Der FET ist gespiegelt, Source liegt an der Eingangsspannung und Drain
an der Ausgangsspannung (Das Symbol stimmt schon für einen P-Kanal
Enhancement-MOSFET). Wird der Bipolare Transitor leitend (ich geh mal
vom "Idealfall" aus, sprich Uce => 0 V) dann geht die
Gate-Source-Spannung ebenfalls gegen 0 V (dabei kommt sie aus dem
Negativen) wodurch der FET dann sperrt.
Was mir mehr sorgen machen würde ist im leitenden Zustand. Annahme: Der
bipolare Transitor sperrt ideal (Rce => unendlich). Dann liegt am FET
eine Gate-Source-Spannung von ca. -26 V an bei 39 V Eingangsspannung.
Das ist aber zuviel, lt. Datenblatt darf die Gate-Source-Spannung nur
zwischen -20 V und + 20 V liegen. OK, vielleicht ist der Rce ja viel
kleiner wenn der bipolare Transitor sperrt, sodass lediglich - 20 V
Gate-Source-Spannung entstehen.
@Michael,
> Das Symbol stimmt schon...
Laß Dich nicht von Fairchild irre führen, der Pfeil muß nach außen
zeigen.
Hauptsache, die Body-Diode leitet keinen Kurzschluß.
Also die Idee mit dem kleineren Lastwiderstand (Danke yalu) war gar
nicht mal schlecht. Es macht Sinn, dass FETs nicht unendlich gut
sperren. Allerdings hab ich den Fall in der Realität mal nachgebaut. Bei
mir tritt das Phenomen auch auf, dass 3,6V hinter dem FET übrigbleiben.
In dem Fall, dass der FET sperrt, hab ich einen Widerstand von 100ohm
parallel zur hochohmigen Last gelötet. Die Spannung hinter dem FET
beträgt dann immer noch über 1V.
Der Leckstrom wäre daher im 2-stelligen Milli-Ohm-Bereich. Das wäre ganz
schön viel für einen Leckstrom
Bei Strömen von Ohm zu sprechen ist sehr gewagt, du meinst
wahrscheinlich Milli-Amperé-Bereich. Wie sich das nun erklärt wäre
spannend zu erfahren. Vielleicht ist noch ein zu hoher
Übergangswiderstand drinnen so dass zu den 100 Ohm noch ein paar mehr
dazu kommen. Hast du vielleicht die Möglichkeit den Strom mal zu messen
wenn der FET im Sperrbetrieb ist?
