Genau mit diesem Thema hatte ich schon einmal großen Ärger.
Aus eigener Erfahrung kann ich Dir sagen, dass ein SOT23
-PNP-Transistor thermisch nicht in der Lage ist, den
Einschaltstrom von ca. 500µ auszuhalten.
Natürlich ist das stark abhängig von der Ladespannung, der
Umgebungstemperatur, usw.
Um an das Problem heranzugehen, könntest du entweder
-> rechnen oder -> messen.
Methode 1, "Rechnen":
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Wir nehmen den Worst-Case-Fall an.
a) Der Elko ist komplett entladen.
b) Der Elko hat den kleinsten ESR und kein ESL.
c) Die Spannungsversorgung hat keinen Innenwiderstand.
d) Der FET hat DEN R_DS,ON,max bei Deiner am höchsten zu
erwartenden Umgebungs-/Die-Temperatur.
e) Es gibt keine Layout-Bahnwiderstände, usw.
Daraus ergibt sich ein sehr einfaches Worst-Case-Szenario
mit einer idealen Spannungsquelle, dem R_DS,ON,max Deines
Schalters, dem minimalen ESR Deines Elkos und die ideale
Kapazität an sich.
Daraus könnte man sich ein Spice-Modell basteln.
Man kann das aber auch (wie in der Schule gelernt :-))
über die Kondensator-Ladekurve herleiten (Spannungs-
und Stromverlauf.
Tipp: Weißt Du Den Spannungsverlauf der idealen Kapazität,
lässt sich auch so der Strom durch die Widerstände und damit
die Verlustleistungskurve berechnen.
Über die Fläche unter diesem Graphen <LINK VON UNTEN> und einem Blick
ins Datenblatt
deines Schalters (siehe Peakverlustleistungen) kannst Du sehen,
ob das so in dieser Konstellation überhaupt machbar ist.
Methode 2, "Messen":
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Reale Schaltung nehmen und mit einem Oszilloskop den Peakstrom
(Stromzange) und die Spannung über dem Schalter messen (Differenz-
tastkopf wäre sehr sinnvoll).
Wenn Du Glück hast, kann Dein Oszilloskop 1. beide Kurven multiplizieren
und 2. die Fläche unter dieser Kurve berechnen. Dann sind wir wieder
da, wo wir oben <LINK NACH OBEN> schon mal waren.
Leider lässt sich in der Realität nur sehr schwer der Worst-Case-Fall
messen. Du wirst also eine Umrechnung von typisch -> in worst-case
vornehmen müssen.
Tipps
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Schalterauswahl: Beide genannten Methoden führen zum Ziel.
Ich würde aber immer noch einen zusätzlichen Reserveabstand einhalten.
In der Praxis stellt sich das bei den MOSFETs folgendermaßen dar:
Die Peakleistungsfähigkeit des MOSFETs kommt fast ausschließlich
daher, wie groß der Die ist, der verbaut wurde. Die genannten Peak-
ströme erzeugen kleine Hot-Spots im Die, die aber in dieser kurzen Zeit
nicht über das Tab abgeleitet werden können. Da hilft Dir also auch
ein thermisch angebundenes Bauteil wenig. Es ist aber immer so,
dass ein Bauteil mit Tab meistens auch in einem größeren Package sitzt
und in Kombination die Hersteller hier dann auch größere Dies verbaut
haben. So gilt die Regel "Größeres Package -> größere Peakleistungs-
fähigkeit" schon recht gut.
Der von Dir angesprochene "dicke" FET hat immer noch beachtliche 65mOhm
typisch bei Raumtemperatur. Dafür wird aber auch die
Peakleistungsfähigkeit nicht ganz klein sein (vergleiche doch mal
verschiedene MOSFETs). Kann und will ich Dir nicht vorrechnen, bitte
selber
durchziehen.
Ob das nun sinnvoll ist, einen FET langsam einzuschalten oder schnell
kann nicht so pauschal gesagt werden. Das lässt sich auch über die
daraus
resultierenden Kurven s.o. herleiten.
Ich selber würde das so nicht machen, sondern immer hart einschalten,
um möglichst schnell aus dem Linearbetrieb heraus zu kommen.
Wenn Du Lust hast, kannst Du ja auch mal einen State-Of-The-Art :-)
P-MOSFET gegenrechnen (z.B. einen IPD90P04P4L-04, IPB180P04P4l-03).
Über Ergebnisse würde ich mich freuen.
