Hallo,
Beigelegte Schaltung zeigt einen kleinen Versuchsaufbau.
Ich muss mit einem MOSFET, im schlimmsten Fall, ca. 800A bei 2V schalten
und das ganze für ca. 1us alle 10-20s.
Hällt das der FET aus?
Ich glaube mal gehört zu haben das FET's für kurze Zeit das 20-fache des
erlaubten Dauerstroms schalten können. Stimmt das?
Das ist der FET:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfs3306pbf.pdf
Johannes M. schrieb:> Ich glaube mal gehört zu haben das FET's für kurze Zeit das 20-fache des> erlaubten Dauerstroms schalten können. Stimmt das?
Dazu gibt es das Datenblatt, da steht das drin. In dem von Dir
verlinkten Datenblatt steht als "Absolut Maximum Rating" für gepulsten
Strom 620A.
Gruß Dietrich
Das ist schon richtig, nur dass ich mit dieser angabe nichts anfangen
kann weil keine Zeit dabei steht also wie lange dieser Puls sein darf.
Oder heißt das, dass egal wie kurz der Impuls ist es nie mehr als 620A
sein dürfen?
Was ist an "Absolut Maximum Rating" so schwer zu verstehen? Die Angaben
dort dürfen unter gar keinen Umständen jemals überschritten werden, wenn
man nicht die sofortige Zerstörung des Bauteils riskieren will.
Dein FET ist ungeeignet. Nimm einen anderen mit anderen Spezifikationen
oder schalte zwei oder mehrere Parallel.
Johannes M. schrieb:> Das ist schon richtig, nur dass ich mit dieser angabe nichts anfangen> kann weil keine Zeit dabei steht also wie lange dieser Puls sein darf.> Oder heißt das, dass egal wie kurz der Impuls ist es nie mehr als 620A> sein dürfen?
Das würde ich so interpretieren, zumal da noch eine Anmerkung steht:
(2) Repetitive rating; pulse width limited by max. junction
temperature.
Daraus könnte man schließen: nie mehr als 620A, aber die erlaubte
Pulslänge ist zusätzlich begrenzt durch die Verlustleistung bzw.
Erwärmung.
Weiterer Hinweis: alle Diagramme enden bei diesem Strom.
Ohne Garantie grüßt Dietrich
PS: "Absolut Maximum Rating" ist die Zerstörgrenze; vor diesen Angaben
sollte man genügend Respekt haben!
Ach ja, noch was:
Wie sollen denn bei nur 2 Volt Spannung 800 Ampere zustandekommen? Dein
verlinkter FET hat einen RDSon von ca. 4 milliOhm, das macht maximal 500
A, den Widerstand der Leitungen und des Verbrauchers noch gar nicht
dazugerechnet.
Abgesehen davon: Guck mal auf S. 3, Fig. 1 Deines Datenblattes. Du
bekommst bei 2V DS selbst bei 15V GS niemals 800A durch den Fet, bei 400
ist Schluss.
Was soll das denn werden?
2V und hoher Strom klingt nach Bleiakkuzelle. Bei 800A machen dir aber
sämtliche Leitungswiderstände und bei den geforderten Schaltzeiten vor
allem die parasitären Induktivitäten zu schaffen.
Was für eine Stromanstiegsgeschwindigkeit soll denn erreicht werden?
MOSFETs sind ganz schlecht bei Pulsströmen, denn sie sind wie ein
Widerstand: Doppelter Strom, doppelter Spannungabafll und vierfache
Verlustleistung.
Und noch schlimmer als ein Widerstand: Sie haben einen Maximalstrom ab
dem sie abschnüren. Also doppelter Strom (versucht), kompletter
Spannungsabfall, exorbitante Verlustleistung.
Du siehst bei deinem MOSFET beispielsweise im Diagramm ID,
Drain-to-Source Current (A) Tj 175 GradC, daß er die 620A nur erreicht,
wenn die Gate-Spannung 15V beträgt. Bei 10V Gate-Spannung schnürt er
knapp über 200A ab (und das Digarmm ist typisch, die Kurven können auch
erst für 0.7 oder 1.4-fache Gate-Spannung gelten). Ist er kälter schafft
er zwar mehr, aber bei den Strömen ist er sofort heiss.
Besser für Pulsspitzenströme sind bipolare Transistoren und Thyristoren,
den die haben eine Diodenkennlinie: Doppelter Strom bedeutet nur
unwesentlich mehr Spannungsabfall, also eher die doppelte und nicht die
vierfache Verlustleistung und keine Stromabschnürung. Auch IGBTs sind
robust, es gibt spezielle für die Ansteuerung von Blitzlampen (Beispiel
CT40TMH-8 für 200A pulsed, hab gerade keine Typennummer für stärkere zur
Hand).
Johannes M. schrieb:> Beigelegte Schaltung zeigt einen kleinen Versuchsaufbau.
Und hat der schon jemals irgendwie funktioniert? Wie bekommst du damit
zum Abschalten die Ladung wieder vom Gate runter?
Der Schaltplan soll euch nur zeigen worum es geht, und nicht
funktionstüchtig sein.
Ich will im Grunde nur wissen wie ich diesen hohen Strom im us-Bereich
schalten kann.
Ich bitte um Ratschläge.
MaWin schrieb:> Besser für Pulsspitzenströme sind bipolare Transistoren und Thyristoren,> den die haben eine Diodenkennlinie: Doppelter Strom bedeutet nur> unwesentlich mehr Spannungsabfall, also eher die doppelte und nicht die> vierfache Verlustleistung und keine Stromabschnürung. Auch IGBTs sind> robust, es gibt spezielle für die Ansteuerung von Blitzlampen (Beispiel> CT40TMH-8 für 200A pulsed, hab gerade keine Typennummer für stärkere zur> Hand).
Und wo kann ich solche kaufen? Bei conrad.at bin ich nicht fündig
geworden.
Also ihm da zu Bipolartransistoren zu raten, ist wohl nicht der richtige
Weg. Zwar wissen wir alle, daß das sowieso nie gebaut wird, aber
theoretisch nimmt man einfach den Mosfet mit dem kleinsten Widerstand
den man finden kann, und gut. Unter 1mOhm wird es interessant. Und max.
erlaubte Gatespannung anlegen. Dann "nur" noch die Verschienung, eine
monströse Stromquelle/Supercaps o.ä...
12345 schrieb:> Zwar wissen wir alle, daß das sowieso nie gebaut wird, aber...
Es ist schon gebaut mein Herr. :-)
Ich warte nur noch auf meine Kühlbleche und die Wärmeleitpaste welche
ich gestern bestellt hab.
Mir fehlt jetzt nur noch eine Lösung um meinen Strom schnell schalten zu
können.
Kann man vl einen Thyristor (oder mehrere) zu einem HF-Schalter umbauen.
Denn die "Selbsthalte-Funktion" ist doch bei denen dass Problem oder?
Kühlblech brauchst du ohnehin nicht bei us alle 10-20 sekunden. Das
Material würde ich eher in eine niedeinduktive Verschienung stecken.
Nimm einen Funktionsgenerator, der 15V kann undschalte einige MosFets
parallel.
Was für MosFets hast du?
Achja und vergiss alle Bipolaren Elemente wie Thyristoren und IGBTs. Die
haben alle zu viel Spannungsabfall, egal wieviele du parallel schaltest.
Achja und der Funktionsgenerator müsste einiges An Strom können. Mit
einer Ausgangsimpedanz von 50Ohm kannst du das Gleich vergessen!
Johannes M. schrieb:> Bei conrad.at bin ich nicht fündig geworden.
Der führt wahrscheinlich mangels Nachfrage nichtmal die passenden
Anschlusskabel ;-)
2V 800A
Dass ist doch mehr als bei einem Schweißgerät fließt.
Und da bekommt man schöne Lichtbögen mit denen man Stahl schmilzt.
Bei bis zu 200A sind die Anschlusskabel dick wie ein Daumen und trotzdem
werden die im Betrieb warm.
Was soll das werden?
Eine HF-Zündung für ein Schweißgerät?
Ein Erodiergerät?
Der verlinkte MOSFET ist für vielleicht 75-100 A gut. Dann hält sich
auch der Spannungsverlust mit rund 200-400 mV noch in Grenzen. Das hieße
dann eher 8-10 der MOSFETs parallel, und einen (oder mehr) entsprechend
kräftigen Treiber.
Mit 60 V Spannungsfestigkeit ist der MOSFET Typ wohl auch nicht die
beste Wahl. Da sollten sich passendere mit weniger Spannungsfestigkeit
und dafür besseren Daten bei Strom, Gate Kapazität und On-Widerstand
finden lassen.
Bei 2V gibt es keinen Lichtbogen (zumindest keinen stehenden!). Zudem
sind es nur sehr kurze Pulse (us in zig Sekunden) da kann man ohne mühe
ein 1quadrat mm Kabel nehmen (wenn da nicht die Induktivität wäre, die
eine flächige Verbindung benötigt)
Johannes M. schrieb:> 12345 schrieb:>> Zwar wissen wir alle, daß das sowieso nie gebaut wird, aber...>> Es ist schon gebaut mein Herr. :-)
Es wird nur nicht funktionieren. Also nicht so, wie geplant.
Von 0 auf 800A bei gerade mal 2V mit 1µs Pulsdauer ist äußerst
unrealistisch. Nehmen wir einfach mal an, du würdest dir 1µs Zeit lassen
wollen, um den Strom auf 800A steigen zu lassen, dann dürftest du bei 2V
gerade mal 2.5nH an Induktivitäten haben. Im kompletten Stromkreis von
der Spannungsquelle über den FET hin zur Last und zurück zur
Spannungsquelle.
1cm Draht hat ca. 10nH parasitäre Induktivität (Faustformel)
Ganz davon zu schweigen, daß du ja auch die Gate-Kapazität in deutlich
weniger als 1µs von 0 auf 20V (oder wie viel der MOSFET aushält, weil
das wirst du bei diesen Strömen ausreizen wollen) laden und dann genauso
schnell wieder entladen mußt.
XL
Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7739l2pbf.pdf
Schau dir mal Fig.11 an.
Dann trag mal deine 2V als Vds in die Kennlinie ein.
Und dazu deinen 1µs Puls.
Upps, ist nur bis 100µs eingezeichnet. Musst du etwas interpolieren....
Johannes M. schrieb:>> Zwar wissen wir alle, daß das sowieso nie gebaut wird, aber...> Es ist schon gebaut mein Herr. :-)> Ich warte nur noch auf meine Kühlbleche und die Wärmeleitpaste welche> ich gestern bestellt hab.
Hast du es dann erstmal ohne Schalter aufgebaut?
Kannst du mal ein Foto hochladen?
Ich würde auch sagen das Problem ist hier nicht der Strom ansich,
sondern die gewünschte Dauer von nur 1µs.
Sach mal an wieviel man noch an dieser Vorgabe drehen kann.
Bernd K. schrieb:> Upps, ...
Was willst du damit sagen? Bei 2V gehen liegt man sogar mit Pulsen, die
100-fach längeren sind als gefordert, dicke im sicheren Bereich.
Wolfgang schrob:
>Bei 2V gehen liegt man sogar mit Pulsen, die>100-fach längeren sind als gefordert, dicke im sicheren Bereich.
Ja, hier ist es aber andersherum: Der Mann hat nur 1µs Zeit zur
Ansteuerung
und das ist zu kurz. Er kriegt den Mosfet so schnell nicht "weit genug
auf"
oder andersrum nicht schnell genug wieder gesperrt.
MfG Paul
Das ist das was Alexander ja schon ansprach. Alleine die Faustformel für
1 cm langen Draht zeigt, dass dessen parasitäre Induktivität viel zu
groß ist für die geforderte Pulslänge des genannten Stroms. Ich denke
nicht, dass man 800 A so ohne weiteres mit 1µs Pulslänge schalten kann.
Alleine schon die Flankensteilheit von 800 MA/s wird man nicht so leicht
hinbekommen und das wäre ja noch viel zu wenig für das vorhaben.
Johannes M. schrieb:>> Es ist schon gebaut mein Herr. :-)> Ich warte nur noch auf meine Kühlbleche und die Wärmeleitpaste welche> ich gestern bestellt hab.> Mir fehlt jetzt nur noch eine Lösung um meinen Strom schnell schalten zu> können.>> Kann man vl einen Thyristor (oder mehrere) zu einem HF-Schalter umbauen.> Denn die "Selbsthalte-Funktion" ist doch bei denen dass Problem oder?Johannes M. schrieb:> Als Funktiongenerator nehme ich einen Mikrocontroller und eine> Anpasschaltung.> Noch hab ich gar keine Fets....Ich bin für Vorschläge offen.
Was ist denn schon gebaut, wenn Du noch keine FET's hast?
Was soll das denn werden?
Zur Ueberwindung der Induktivitaet muesste etwas mehr Spannung da sein.
Nehmen wir einen kompakten Aufbau mit 20cm zwischen Powersupply, FET,
Last. Das waeren dann 400nH hin und zurueck, optimistisch. Wir wollen
die 800A in 100ns schalten, es soll ja kein Dreieck sein. Nach U = L*
di/dt, erhalten wir 3.2kV.
Ja. Das Projekt schein etwas ueberzogen zu sein.
Ich kenne Leute, die mussten 300A Pulse waehrend 10us zur Verfuegung
stellen. Anstigszeit war 1us. Das sind schon schwaechere
Spezifikationen. Die sind dann mit 300V ran, und kriegten's hin. Da
waren aber einige Mann Monate weg.
Ladung Q = 800A x 1us = 0.0008As
=> Das passt locker in einen 100uF Kondensator
U = Q / C = 0.0008As / 100uF = 8V
Also: Ein 100uF Elko auf 8V laden und den direkt über dem Ziel-DUT
kurzschliessen, dann kriegst Du zumindest den gewünschten Ladungsimpuls
auf deinen "Verbraucher"
Peter schrieb:> Also: Ein 100uF Elko auf 8V laden und den direkt über dem Ziel-DUT> kurzschliessen,
Schade daß der Elko eine 100 fach zu hohe parasitäre Induktivität haben
dürfte :-)
>> Also: Ein 100uF Elko auf 8V laden und den direkt über dem Ziel-DUT>> kurzschliessen,>Schade daß der Elko eine 100 fach zu hohe parasitäre Induktivität haben>dürfte :-)
Und auch der ESR von Elkos darf natürlich auch nicht vernachlässigt
werden!
Aber 10V/100uF kriegt man inzwischen auch locker mit
Keramik-Kondensatoren hin, die schaffen dann problemlos die gewünschten
800A
Weil der Schalter die Laenge Null hat, resp nicht da iat. Das Ganze wird
dann aber ein Stress mit der Repetitionsrate. Wenn die Anschlusskappen
bei den 800A festschweissen muss man den Cap jeweils mit dem Meissel
entfernen. Wie lange soll repetiert werden ?
Ich habe da noch einen Quecksilber-Schalter in der Schublade liegen. Der
ist noch immer unschlagbar, wenn man auf mechanischem Wege schnelle und
prellfreie Schaltflanken erzeugen will.
Schematic.jpg
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