Hallo,
ich habe ein Schalter, den ich an und abschalten kann; daraus soll ein
Booster werden. Vorerst teste ich aber nur den Schalter.
Dort habe ich aber ein komisches Phaenomen, sowohl in der Praxis als
auch in Spice, nur die passende Theorie fehlt: Wieso benoetigt der VDS
solange um anzusteigen? (Siehe Screenshoot). CDS ist deutlich kleiner
als die benoetigte Zeit. Weis jemand von euch Rat, nach was ich suchen
muss um das Phaenomen zu verstehen? Oder anderes gefragt: Wie heist das
Phaenomen, dass der MosFET eine sooooo lange braucht?
Achja, die Konstantstromquellen sind als Lasten konfiguriert.
Michael
Also der SPA11N60C3 hat laut Datenblatt
http://www.infineon.com/cms/en/product/mosfets/power-mosfets/n-channel-mosfets-coolmos-tm-500v-900v/SPA11N60C3/productType.html?productType=db3a30441355314b011360fec93b0007
eine Gate Resistance von 0.9 Ohm. Zudem haben wir in der Simulation eine
ideale Spannungsquelle. Der einfachheit halber, würde ich desshalb
behaupten, dass das Gate relativ schnell umgeladen wird. Zumal ist der
Gate Widerstand in beide Richtungen aktiv, desshalb glaube ich
persönlich nicht, dass es an der VGS liegt. (Da ich nur beim VDS Rise
probleme habe).
Wie man auch an dem Bild sieht, ist eine negative Spannung geringfügig
schneller, aber nicht ausschlaggebend.
Lasse mich aber gerne immer vom Gegenteil überzeugen.
Michael H. schrieb:> Weis jemand von euch Rat, nach was ich suchen> muss um das Phaenomen zu verstehen? Oder anderes gefragt: Wie heist das> Phaenomen, dass der MosFET eine sooooo lange braucht?
Die Anstiegszeit beim ausgeschalteten Mosfet wird vom Drain-Strom und
der Drain-Source-Kapazität bestimmt. 1A ist für so einen großen Mosfet
relativ wenig, versuchs mal z.B. mit 10A.
Johannes E. schrieb:> Michael H. schrieb:>> Weis jemand von euch Rat, nach was ich suchen>> muss um das Phaenomen zu verstehen? Oder anderes gefragt: Wie heist das>> Phaenomen, dass der MosFET eine sooooo lange braucht?>> Die Anstiegszeit beim ausgeschalteten Mosfet wird vom Drain-Strom und> der Drain-Source-Kapazität bestimmt. 1A ist für so einen großen Mosfet> relativ wenig, versuchs mal z.B. mit 10A.
Ja, aber wenn ich die Kapazität berechne, ist die Kapazität 10x so groß
wie im Datenblatt angegeben. Und Kapazität beim Schalten=Verlust! Ich
habe ein paar Pikofahhrad im Datenblatt angegeben; hier sind es aber
deutlich mehr!
Peter Z. schrieb:> Dann kannst du ja dafür auch einen, z.B. 100 Ohm, Widerstand reintun.
Nein. Ein Widerstand ist der Strom nichtlinear. Den Umweg über die
EXP-Funktion kann ich mir sparen. Zumindest in der Simulation.
Michael H. schrieb:> Ja, aber wenn ich die Kapazität berechne, ist die Kapazität 10x so groß> wie im Datenblatt angegeben.
Die Frage ist, welche Kapazität das Modell verwendet.
Ich hab deine Simulation mal nachgestellt, mit gleichem Ergebnis. Man
sieht, dass in der ansteigenden Flanke ein Gate-Strom von ca. 850 mA
fließt. Von 1A Drain-Strom bleibt also nur ca. 150 mA übrig, um die
Drain-Source-Kapazität aufzuladen.
Die Datenblattangaben für Kapazitäten bei Mosfets sind immer mit
Vorsicht zu geniesen, da das kein konstanter Wert ist. Besser als die
Zahlen in der Tabelle sind die Kennlinien, in denen die Kapazitäten als
Funktion der Spannung eingezeichnet ist.
Ich vermute, dass hier ein Fehler im Modell die Ursache ist. Wenn man
die gleiche Simulation mit dem STP8NM60 macht, sieht das wesentlich
anders aus.
Lad dir doch mal das passende Modell von der Infineon-Homepage, zu denen
hätte ich mehr vertrauen als das, was bei LTSpice mitgeliefert wird. Die
sind allerdings etwas komplizierter aufgebaut (als Subcircuit).
Im Spice-Modell beim SPA11N60C3 steht: Cgdmax = 3n, Cgdmin = .4n, das
ist nach meinem Gefühl falsch. Das würde bedeuten, dass die maximale
Drain-Gate-Kapazität 3 nF beträgt und minimal 400 pF; laut Datenblatt
sollten das eher 30 pF sein.
Zum Vergleich, der STP8NM60 hat: Cgdmax = 0.1n, Cgdmin = .01n
Alle Kapazitaeten bei Mosfest liegen im Nanofarad Bereich. Es gibt
welche, die haben 30nF. Hochspannungsfet haben auch mehr. Der Screenshot
ist leider nicht brauchbar. Bitte PNG oder JPG. Und Schema bitte, als
PNG.
Wenn man eher kurze Schaltzeiten haben will, muss man mit recht Strom
ran. Die Halbbrueckentreiber, ich weiss naicht, was du verwendest, haben
viel zuwenig Strom.
Siebzehn oder Fuenfzehn schrieb:> Alle Kapazitaeten bei Mosfest liegen im Nanofarad Bereich. Es gibt> welche, die haben 30nF. Hochspannungsfet haben auch mehr. Der Screenshot> ist leider nicht brauchbar. Bitte PNG oder JPG. Und Schema bitte, als> PNG.
Zumindest im IE6 ist der Anhang problemlos darstellbar. Kann es sein,
daß dein Browser nicht Dateien automatisch erkennt und auf die richtige
Dateiendung pocht? Dann lads einfach runter und benenne es um.
Sinnvoll wäre noch das Simulationsfile.
> Wenn man eher kurze Schaltzeiten haben will, muss man mit recht Strom> ran. Die Halbbrueckentreiber, ich weiss naicht, was du verwendest, haben> viel zuwenig Strom.
Nochmal: Gate-Charge Diagramm simulieren. Wenn das nicht stimmt, anderes
Modell des MOSFET suchen bzw. ein eigenes machen.
Siebzehn oder Fuenfzehn schrieb:> Alle Kapazitaeten bei Mosfest liegen im Nanofarad Bereich...
Das gilt für die Cgd aber nur bei 0V Drain-Spannung, beim SPA11N60C3
sinkt diese Kapazität auf ca. 30 pF bei höheren Spannungen. Die
Drain-Gate-Kapazität sinkt sogar auf unter 10 pF.
In LTSpice wird diese Kurve mti einer arctan - Funktion angenähert, der
Parameter Cgdmin gibt den Grenzwert an, an den sich die Drain-Gate
Kapazität bei hohen Spannungen annähert.
Im LTSpice-Modell für den SPA11N60C3 steht Cgdmin=0.4nF, das ist etwa
Faktor 100 mehr als im Datenblatt angegeben ist.
Ich werde versuchen, möglichst detailliert auf eure Anregungen einzugen.
Johannes E. schrieb:> Im Spice-Modell beim SPA11N60C3 steht: Cgdmax = 3n, Cgdmin = .4n, das> ist nach meinem Gefühl falsch. Das würde bedeuten, dass die maximale> Drain-Gate-Kapazität 3 nF beträgt und minimal 400 pF; laut Datenblatt> sollten das eher 30 pF sein.
Ja, die Spice Parameter decken sich mit dem, was ich rausgemessen habe.
Ich habe ca. 480pF gemessen. Ich frage mich nur, wieso das 2
Grössenordnungen vom Datasheet weg ist...
Johannes E. schrieb:> Die Datenblattangaben für Kapazitäten bei Mosfets sind immer mit> Vorsicht zu geniesen, da das kein konstanter Wert ist. Besser als die> Zahlen in der Tabelle sind die Kennlinien, in denen die Kapazitäten als> Funktion der Spannung eingezeichnet ist.
Als Vergleichswert habe ich das Datenblatt-Diagramm genutzt. Nicht die
Tabelle.
Johannes E. schrieb:> Im Spice-Modell beim SPA11N60C3 [..]> ist nach meinem Gefühl falsch.
bzw.
Johannes E. schrieb:> Im LTSpice-Modell für den SPA11N60C3 steht Cgdmin=0.4nF, das ist etwa> Faktor 100 mehr als im Datenblatt angegeben ist.
Ja und Nein. Infineon gibt andere Werte in dem Datenblatt an. Jedoch
zeigen Praxistest, dass die Gate-Source Kapazität teilweise noch
groesser ist. Gemessen habe ich schon bis zu 2,32nF bei 50V
Schaltspannung. Laut Datenblatt sollte der Wert aber bei 300pF bereich
liegen.
Siebzehn oder Fuenfzehn schrieb:> Wenn man eher kurze Schaltzeiten haben will, muss man mit recht Strom> ran. Die Halbbrueckentreiber, ich weiss naicht, was du verwendest, haben> viel zuwenig Strom.
Der Treiber hat 4A/4A Strom und ist was rechtes. Hier in der Simulation
wird eine ideale Spannungsquelle verwendet; der Strom sollte daher keine
Rolle in der Simulation spielen.
Abdul K. schrieb:> Nochmal: Gate-Charge Diagramm simulieren. Wenn das nicht stimmt, anderes> Modell des MOSFET suchen bzw. ein eigenes machen.
Bitte erklären wie das in LT-Spice simuliert werden kann.
Johannes E. schrieb:> Lad dir doch mal das passende Modell von der Infineon-Homepage, zu denen> hätte ich mehr vertrauen als das, was bei LTSpice mitgeliefert wird. Die> sind allerdings etwas komplizierter aufgebaut (als Subcircuit).
Wo?
Mein aktuell verwendeter MosFET
http://www.infineon.com/cms/en/product/productType.html?productType=db3a30443e5b48e6013e6a4ee27a33f3
Dir ist aber schon klar, daß die zu messende Gatekapazität von Strom und
Spannung am DRAIN stark abhängt?
So zu messen. Habs jetzt einfach aus dem Fundus kopiert und nicht
kontrolliert:
