Hi, um der "grossen" Wärmeentwicklung eines Triac bei 40A aus dem Weg zu gehen dachte ich daran die Netzspannung via PWM zu zerhackstückeln. Bisher dachte ich immer dass MosFET einen kleineren RDSon haben, jedoch bin ich bei Farnell nicht fündig geworden. Die "tollen" MosFET können alle nicht genug Spannung :( Heisst: Spannung >500V RDSon >40mOhm Bei Triac rechne ich mit 40A ~40W Abwärme -> äqivalenter RDSon 25mOhm Hat jemand einen Tip?
Fet's kann man im Schaltbetrieb leicht paralell schalten evlt wär das ne möglichkeit die Verlustleistung aufzuteilen
Anselm 68 schrieb: > Hat jemand einen Tip? Hallo Anselm, der 2SK3845 von Toshiba könnte passen. Den hat auch Farnell! Iwan
Niedriger RDSon ergibt sich aus kleineren Strukturen, die der Spannungsfestigkeit ins Gehege kommen, mal einfach ausgedrückt.
@Ivan Da bin ich auch drauf reingefallen, ein Fehler in der DB von Farnell ... Im Datenblatt stehen 60V anstatt 600 von Farnell :(
Mosfet sperren übrigens keine negativen Spannungen also ungeeignet für wechselspannung
Diskussion darüber wie es geht habe ich hier gefunden: http://www.progforum.com/showthread.php?t=3343 Nun fehlt mir nur der verlustlarme Halbleiter. Anselm
Du willst 40A bei 230V schalten... das sind 9.2KW für solche Leistungen nimmt man eig IGBT's
IGBT habe die Angabe UCEsat um die 2 Volt, macht bei 40Ampere 80W. Damit habe ich auch nichts gewonnen... Schade, war eigentlich eine gute Idee. Gruß Anselm
Die Summe allen Übels ist konstant. Man muss wissen, welches Bauteil sich wofür besonders eignet. MOSFET: - Bei niedrigen Spannungen sehr geringe Rds,ON Widerstände - Hohe Schaltgeschwindigkeiten möglich - Geringe An- und Ausschaltverluste - Spannungsgesteuert (Gate) - Antiparallele Diode (Bulk) - Leitverluste proportional zum Quadrat des Stromes (Pvd = I²*Rds,ON) Transistor: - Hohe Spannungsfestigkeiten möglich - Hohe Schaltgeschwindigkeiten möglich - Stromgesteuert (Basis) - Leitverluste proportional zum Strom und Kollektor-Emitter Spannung (Pvd = I * Uce) Triac: - Hohe Spannungsfestigkeiten möglich - Niedrige Schaltgeschwindigkeiten (Selbsthaltend) - Stromgesteuert (Gate) - Leitverluste proportional zum Strom (Pvd = I * Uak)
Tipp für den Triac ist: Möglichst wenig kühlen - dadurch sinkt die Durchlassspannung :) Ist ein wenig gefährlich, denn dann ist warm schnell zu warm.
>Möglichst wenig kühlen - dadurch sinkt die Durchlassspannung :) >Ist ein wenig gefährlich, denn dann ist warm schnell zu warm. wenn es dem dann zu warm wurde, dann hat er dauerhaft eine besonders niedrige Durchlaßspannung ;-) Ansonsten würde ich einfach mehrere Mosis parallel schalten - es muß dann aber der Treiber entsprechend ausgelegt sein wegen der Gate-C's
Klar, wenn denn die Mosis bei 5 A so viel weniger RDSon hätten wie bei 40, aber so gross ist die RDSon-Differenz ja nicht.
@ Michael O. (mischu) >Die Summe allen Übels ist konstant. >Man muss wissen, welches Bauteil sich wofür besonders eignet. Ich war mal so frei diesen guten Ansatz in den Artikel zu packen. http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET.2C_Bipolartransistor.2C_IGBT_oder_Thyristor_ein_.3F MfG Falk
Das hätte ich dann aber noch angepasst, Falk.
z.B.:
>Antiparallele Diode (Bodydiode) ist in nahezu allen MOSFETs unvermeidlich,...
Warum nahezu? Das suggeriert, dass sie vermeitlich ist aber genau das
ist ja nicht der Fall, mit der Bulkdiode muss man ja, aufbaubedingt des
MOSFETs, immer leben.
Nein. (Power-)MOSFETs kann man auch ohne diese Diode herstellen. Ist aber nicht konkurrenfähig, da aufwändiger. Da bei den meisten Anwendungen diese Diode nicht stört oder gar ausgenutzt wird... gibbet sie nicht am freien Markt. Diode: siehe FRED An deiner Stelle würde ich nach einem passenden IGBT suchen.
>Nein. (Power-)MOSFETs kann man auch ohne diese Diode herstellen.
Na das würde mich mal interessieren wie man das macht. Kanal kein
Halbleiter? Also bei nem N-Kanal Enhancement hat man doch nen
N-P-N-Übergang. Wie will man denn nen MOSFET herstellen ohne diese Diode
zu haben?
freu dich doch über den wirkungsgrad von 99,6%. Den wirste mit mosfets wahrschelinich nicht hinkriegen.
Michael schrieb: > Wie will man denn nen MOSFET herstellen ohne diese Diode zu haben? Du hast recht, die Diode ist immer drin. Allerdings liegt sie zunächst nicht zwischen S und D, sondern zwischen B und D. Eine zweite Dioden- strecke geht von B nach S. Ist das Spannungspotential an B niedriger als an D und S, sperren beide Dioden. Ist gleichzeitig Ugb kleiner als die Threshold-Spannung, sperrt der Mosfet tatsächlich in beide Richtungen. Bei diskreten Leistungsmosfets ist B aber nicht aus dem Gehäuse heraus- geführt, sondern mit S verbunden. Dadurch wird die BS-Diode kurzge- schlossen, und die BD-Diode erscheint als SD-Diode. Da man nun das B-Potential nicht mehr frei wählen kann, sperrt der Mosfet nur noch in eine Richtung. S. auch http://irf.custhelp.com/cgi-bin/irf.cfg/php/enduser/std_adp.php?p_faqid=200&p_created=1011600759 Darin steht: "The body diodes in HEXFET® MOSFETs are intrinsic in the silicon, they are not added features. Within current technology you cannot produce a power MOSFET without the diode which is a parasitic by-product." Das hängt m.W. mit dem vertikalen Aufbau und der Zusammensetzung aus vielen kleinen, parallelgschalteten Einzelmosfets zusammen. Es gibt (bzw. gab) diskrete Mosfets für kleine Leistungen, bei denen B als vierter Anschluss herausgeführt ist. Ich meine, irgendjemand hat hier im Forum einmal einen Typ mit Datenblatt gepostet, kann den Beitrag aber nicht mehr finden. Diese Mosfets sind aber vermutlich nur noch im Antiquariat zu finden. Wer trotzdem mit vierbeinigen Mosfets experimentieren möchte, kann dazu einen CD4007 nehmen. Dieses IC enthält 6 Mosfets mit teilweise separat zugänglichem Bulk-Anschluss.
ich denke auch es geht nur mit dem triac. bei genug mosfets in parallelschaltung kommt man zwar auch bei 600V sehr weit runter mit dem Rds(on), allerdings braucht man halt noch einen brückengleichrichter weil die dinger nur an gleichspannung laufen. der macht den kleinen Rds(on) dann wieder zunichte. bei hochspannungs-gleichstrom-übertragung (HGÜ) werden übrigens auch optisch gesteuerte thyristoren eingesetzt. so verkehrt kann der ansatz also nicht sein. die kühlung kannst du ja geregelt aufbauen. nimmst einen kleinen lüfter, der triac bekommt kühlrippen an die der lüfter dranpasst und dann wird die temperator direkt irgendwo am triac (nicht am kühlkörper) gemessen und auf 100 grad oder wieviel sicher ist gehalten. die 40 watt halte ich für kontrollierbar und die hohe temperatur sollte kein problem sein wenn keine übermäßig lastspitzen zu erwarten sind. was ich nicht weiß ob sich dabei so viel einsparen läßt, daß es sich trotz des zusätzlichen lüfters noch lohnt.
yalu schrieb: > Michael schrieb: >> Wie will man denn nen MOSFET herstellen ohne diese Diode zu haben? > > Du hast recht, die Diode ist immer drin. Allerdings liegt sie zunächst > nicht zwischen S und D, sondern zwischen B und D. Eine zweite Dioden- > strecke geht von B nach S. Ist das Spannungspotential an B niedriger als > an D und S, sperren beide Dioden. Ist gleichzeitig Ugb kleiner als die > Threshold-Spannung, sperrt der Mosfet tatsächlich in beide Richtungen. > > Bei diskreten Leistungsmosfets ist B aber nicht aus dem Gehäuse heraus- > geführt, sondern mit S verbunden. Dadurch wird die BS-Diode kurzge- > schlossen, und die BD-Diode erscheint als SD-Diode. Da man nun das > B-Potential nicht mehr frei wählen kann, sperrt der Mosfet nur noch in > eine Richtung. > Soweit ich das im Kopf habe, liegt es daran das die gängigen Leistungs-MOSFETs alle in DMOS-Technik hergestellt werden und dort eben wie schon beschrieben, der Bulk-Anschluß nicht rausgeführt werden kann. Genaueres weiß ich aus dem Kopf auch nicht. Was ich nicht kaufen kann, interessiert mich sehr viel weniger. Weiterer Nachteil der DMOS-Technik ist, daß der Source-Anschluß gleichzeitig die Rückführung für das Gate ist. Induktivitäten der Source-Leitung wirken sich also auch auf das Gate aus. Bei den RF-MOSFETs wie Mitsubishi ist die Source übrigens in der Mitte, bei Leistungs-MOSFETs rechts. Wenn man sich TO-220 ansieht. Dort ist die Source auch am Kühlkörper! Also viel weniger wirksame Induktivität.
Hm, wenn ich mich recht entsinne, Uni ist schon ein paar Tage her, dann ist Bulk immer mit Source verbunden weil das Potential von Bulk bei n-Kanal Transistoren immer kleiner oder gleich und bei p-Kanal Transistoren immer größer oder gleich dem Source-Potential sein muss. Ist dem nicht so geht die Funktion des MOSFETs flöten (das jetzt hier herzuleiten wäre aber zu umfangreich und würde den Rahmen des Threads sprengen, das Thema füllt ganze Vorlesungen). Und deshalb muss man auch immer mit der Diode leben, nicht nur "nahezu" ;). Man könnte natürlich Bulk separat herausführen (auch bei DMOS-Technologie) aber das macht von daher keinen Sinn weil es in gefühlten 99.99% aller Fälle genügt Bulk auf Source-Potential zu bringen und warum mit einem Pin mehr leben wenn man diese Verbindung schon im Gehäuse machen kann?
@ Michael (Gast) >sprengen, das Thema füllt ganze Vorlesungen). Und deshalb muss man auch >immer mit der Diode leben, nicht nur "nahezu" ;). Ich meine mich trübe zu erinnern, dass KleinsignalFETs durchaus auch ohne sie Diode gebaut werden, nicht nur können (Vertikalstruktur vs. Lateralstruktur). Aber wirklich sicher bin ich da nicht. Die Prüfung war eine der wenigen, die ich zweimal schreiben durfte ;-) >daher keinen Sinn weil es in gefühlten 99.99% aller Fälle genügt Bulk >auf Source-Potential zu bringen und warum mit einem Pin mehr leben wenn >man diese Verbindung schon im Gehäuse machen kann? Sicher, aber es gibt AFAIK FETs mit seperatem Bulk, gerade im richtigen HF-Bereich. MFG Falk
Du hast immer beide Dioden, der Grund hierfür ist der Aufbau. z.B. Drain: N-Dotiert Kanal: P-Dotiert Source: N-Dortiert Damit hast du zwei PN-Übergänge, einmal von Drain zum Kanalgebiet und einmal vom Kanalgebiet zum Source. Und die PN-Übergänge (ugs. auch Diode genannt) hat JEDER MOSFET, aufbaubedingt. Ob man da jetzt einer Vertikale (in die Tiefe) oder Laterale (nebeneinander) Struktur hat ist völlig wurscht. Das interessiert PN-Übergänge recht wenig ;) Der Vorteil, wenn man Bulk separat hat, ist, dass man Bulk, im Falle eines N-Channel Enhancement, auf ein niedrigeres Potental legen kann als Source ist und dann kann man mit so einem FET auch Wechselspannung schalten. Bulk muss halt dann nur auf geringerem Potential sein als Source. Das könnte in HF interessant sein (ich hab mit HF nicht viel zu tun wobei bei mir HF alles ist, dass größer als 500kHz ist ^^)
Wer auf der Suche nach so einem MosFet ist.... Ich habe heute auf Grund der ST-Newsletter mal wieder die Homepage durchsucht. Folgendes Bauteil fiel mir sofort ins Auge: http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/15321/sty112n65m5.pdf 650V 96A 22mOhm RDS(on) Derzeit nur angekündigt.... Anselm
Dauerhafte 93A durch die Anschlussdrähtchen? Naja, ob das so gut ist, bezweifle ich. Laut Datenblatt haben die nur 0,4mm² Querschnitt.
oder einen ESBT: STE70IE120 1200V 70A 14mR 150kHz http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/192663/STMICROELECTRONICS/STE70IE120.html
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