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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PWM Nachschwingungen bei dem Mosfet vermeiden


Autor: mike (Gast)
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Hallo Leute,

ich habe folgende Schaltung aufgebaut. Siehe Schaltung. Habe diese auch 
so angeschlossen und den Gate mit PWM (20KHz) angesteuert. Die 20kHz 
müssen sein, ich habe keine andere Wahl.

Da der Mosfet sehr schnell schalten muss, entsteht viel Wärme. Grund 
sind die Schaltverluste durch die Parasitäre Kapazität zwischen Gate uns 
Source. Nun habe ich einen Vorwiderstand (75 Ohm und dann 150 Ohm) vor 
dem Gate angeschlossen und gesehen, dass die Schwingungen vor dem 
Abschalten und nach dem Abschalten weniger geworden sind. Dennoch sind 
meiner Meinung nach die Schwingungen zu hoch. Siehe nächstes Bild 
(leider etwas verschwommen -> schelchte Kammera oder Bediener :-)). Rein 
rechnerisch hätte ein 100 Ohm Widerstand ausgereicht umd die Gate Source 
Kapazität schnell zu laden, in der Praxis ist es aber anders 
herausgekommen.

Was kann ich alles noch machen, um die Schaltverluste zu minimieren?
Wie kommen eigetlich solch extreme Schwinungen zu stande??

P.S. Bitte sagt mir nicht, dass ich mit der Frequenz runtergehen soll, 
denn das kann (darf) ich nicht.

Autor: mike (Gast)
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hier noch das fehlende Bild.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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mike schrieb:
> Da der Mosfet sehr schnell schalten muss, entsteht viel Wärme. Grund
> sind die Schaltverluste durch die Parasitäre Kapazität zwischen Gate uns
> Source.

20kHz ist bei ordentlicher Ansteuerung für einen Mosfet ziemlich 
langsam. Die Schaltverluste bei kleinen Spannungen sollte man fast 
vernachlässigen können. Ab 100kHz aufwärts, bzw. bei einigen 100V wird 
es erst richtig aufwendig.

> Nun habe ich einen Vorwiderstand (75 Ohm und dann 150 Ohm) vor
> dem Gate angeschlossen und gesehen, dass die Schwingungen vor dem
> Abschalten und nach dem Abschalten weniger geworden sind. Dennoch sind
> meiner Meinung nach die Schwingungen zu hoch.

Wo sind die Schwingungen? Am Gate? An Drain?

> Wie kommen eigetlich solch extreme Schwinungen zu stande??

Parasitäre Induktivitäten -> Zu lange Leitungen (z.B. auch die 
Masseleitung vom Oszilloskop kann sowas verursachen!)

Autor: mike (Gast)
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Die Schwingungen sind am Gate!

Autor: Peter Dannegger (peda)
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mike schrieb:
> Da der Mosfet sehr schnell schalten muss, entsteht viel Wärme.

Dann ist was faul, der FET muß kalt bleiben.
Standars-FETs möchten schon 10V sehen, ansonsten Logik-FET nehmen.
Womit steuerst Du ihn denn an (Treiber-IC)?


> Nun habe ich einen Vorwiderstand (75 Ohm und dann 150 Ohm) vor
> dem Gate angeschlossen

Das ist arg hoch, ich würde nicht über 10 Ohm gehen.


> Was kann ich alles noch machen, um die Schaltverluste zu minimieren?

Ohmsche Lasten sind eigentlich völlig unkritisch.


> P.S. Bitte sagt mir nicht, dass ich mit der Frequenz runtergehen soll,
> denn das kann (darf) ich nicht.

Dann kannst Du das bestimmt auch begründen.
Eine Lampe sollte mit 100Hz dicke zufrieden sein, ist zumindest jede 
Lampe in Deinem Haushalt.


Peter

Autor: Gast (Gast)
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Also 20KHz sind für einen Mosfet, welcher eine Last schalten muss schon 
recht viel.

100KHz da schaltest du aber keine Last mehr. Die Verlustleistung steigt 
ins  unendliche.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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mike schrieb:
> Die Schwingungen sind am Gate!

Dann sind es eindeutig zu lange Zuleitungen oder sonstige parasitäre 
Induktivitäten.
Mach mal ein Foto von dem Aufbau inkl. angeschlossenem Oszilloskop, so 
wie du die Spannung gemessen hast.

Gast schrieb:
> Also 20KHz sind für einen Mosfet, welcher eine Last schalten muss schon
> recht viel.
>
> 100KHz da schaltest du aber keine Last mehr. Die Verlustleistung steigt
> ins  unendliche.

Quatsch. Schau dir mal irgendwelche Spannungsregler für größere CPUs 
oder ähnliche Sachen mit kleinen Spannungen aber viel Strom an. Die 
werden oft mit ein paar 100kHz getaktet um die benötigen Spulen klein zu 
halten.
Resonanzwandler arbeiten auch nicht selten im kW Bereich mit um die 
100kHz.

Autor: mike (Gast)
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Und am Drain habe ich gerade nachgemmesen, habe auch dort heftige 
Schwingungen!!!

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