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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MOSFET für PWM - IR.


Autor: David (Gast)
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Hallo,

ich muss einen Strom von etwa 1A bei 12V via PWM steuern. Dafür wollte 
ich einen MOSFET verwenden, der natürlich - weil PWM - relativ schnell 
sperren und durchschalten können muss.

Da ich sowieso bei CSD bestellen will, habe ich mir dort ein paar 
günstige rausgesucht: IRLZ24N PBF, IRLZ34N PBF, IRLZ44N PBF, IRLU2905 
PBF. Zumindest von der Spannung und dem Strom passen die alle, 
Logic-Level sind sie ebenfalls alle. Viel mehr über MOSFETs weiß ich 
aber auch noch nicht.

Ist einer davon geeignet?

Und: Jeder Author, dessen Beiträge man hier liest, sagt etwas anderes 
über einen eventuellen Gatewiederstand. Die einen sagen, man braucht 
keinen, weil der AVR den Strom kurzzeitig abkann, die anderen sagen, er 
ist Pflicht, weil absolute maximum beim AVR 20mA sind. Die einen 
empfehlen 10 Ohm, die anderen mehrere kOhm.
Könnt ihr mir dazu Tipps geben? Was stimmt? 20mA bei 5V entsprächen ja 
einem Widerstand von 250 Ohm - reicht das, um PWM schnell zu schalten?

Vielen Dank,
David

Autor: David (Gast)
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Entschuldigung, W*i*derstand natürlich. Ohne ie ;)

Autor: Hans O. (piwibit)
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David schrieb:
> Dafür wollte
> ich einen MOSFET verwenden, der natürlich - weil PWM - relativ schnell
> sperren und durchschalten können muss.

wie hoch wird die maximale Frequenz sein,und wie niedrig
ist das minimale Tastverhältnis?

Autor: avion23 (Gast)
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Das Gate ist ein Kondensator. Beim Umladen fließt der maximale 
Kurzschlussstrom. mikrocontroller haben absolute maximum ratings, beim 
atmel z.B. 40mA / Pin. IMO sollte man den Widerstand so berechnen, dass 
diese nicht überschritten werden können, auch nicht für kurze Zeit.

Das findest du hier aber sehr schnell mit der Suche.

Es gibt eine Mosfet Übersicht artikel auf dieser Seite.

Autor: David (Gast)
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Die Frequenz sollte denke ich bei etwa 20kHz liegen. Das sollte nicht 
mehr hörbar sein und die Leistung sich trotzdem nicht stark verringern, 
oder?
Das minimale Tastverhältnis sollte etwa 1:15 sein.

Autor: David (Gast)
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Die MOSFET-Übersicht habe ich bereits gefunden, da ich aber nicht genau 
wusste, worauf ich zu achten habe, hat mir diese leider nicht sonderlich 
geholfen. Für die Zukunft wird sie aber sicherlich hilfreich sein :)

40mA würden ja bedeuten, dass ein Gatewiderstand i.H.v. 150 Ohm (das 
nächst höhere nach 125 Ohm) eingesetzt werden muss. Richtig?

Viele Grüße

Autor: Schrotty (Gast)
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Da du nur 1A schalten willst, würde ich dir empfehlen, einen FET mit 
geringem IDmax auszuwählen und nicht gerade einen 47Ampere-Typ.

Hintergrund:
Ziel ist es, möglichst schnell den linearen Bereich zwischen "Leitend" 
und "Gesperrt" zu druchschreiten. Denn in diesem Bereich wird am meisten 
Verlustleistung im FET erzeugt.
Dazu muss aber die Gatekapazität schnell umgeladen werden. Idelaerweise 
geschieht dies mit einem Kurzschluss. Da dein Treiber (Controller) in 
seiner Treiberleistung aber eingeschränkt ist, und du somit einen 
bestimmen Gate-Widerstand nicht unterschreiten solltest, kannst du noch 
an einem anderen Paramter "drehen". Die Gatekapazität (Input 
Capacitance). Und wenn du deine Datenblätter verlgeichst, wirst du 
feststellen, dass diese umso kleiner wird, je geringer die 
Leistungsfähigkeit des FET ist (maximaler Dauerstrom).

Autor: avion23 (Gast)
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Worauf du achten musst:

- U_DS Spannung muss größer als die maximal auftretende Spannung sein + 
Sicherheit.
- R_DS_on muss so klein sein, dass die Verlustleistung nicht zu groß 
wird. Also ungefähr 1W ohne Kühlkörper. Der Spannungsabfall am 
Innenwiderstand macht ungefähr 50% der Gesamtverluste aus.
- Q_Gate_total oder so ähnlich ;) soll möglichst klein sein. Dieser 
Kondensator muss jedes mal umgeladen werden -> Verlustleistung, längere 
Zeit im halbleitenden Zustand, EMI.
- Feinheiten wie Avalanche, Gehäuse usw.


Frequenz sollte bei < 1kHz liegen. Kannst ausrechen, wie lange du mit 
dem AVR (Innenwiderstand des Pins ungefähr 36Ω) brauchst um das Gate so 
weit um zu laden, bis der Innenwiderstand ausrechend klein ist.

Autor: David (Gast)
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Ich möchte euch allen danken :)
Habe mir jetzt einfach mal den IRLZ24N bestellt, der von den genannten 
die niedrigste Gateladung hat. Werde dann mal 'n bisschen 
rumexperimentieren.

Danke!

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