Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FET maximale Belastbarkeit


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von Andreas B. (loopy83)


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Hallo zusammen,

ich habe prinzipiell eine PWM mit einem push-pull Aufbau (siehe Anhang).

Wie bestimme ich hier den maximalen Strom, wenn Spule und Kondensator 
alles mitmachen? Prinzipiell fließt ja nur Strom durch Q1 Richtung 
Spule. Ist dessen maximale Belastbarkeit dann auch die Grenze des 
Ganzen?

Im Datenblatt
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NTMFS4C08N-D.PDF
ist das Diagramm zur Belastbarkeit im Pulsbetrieb vermerkt.
Sind diese Pulse bzw. der angegebene Strom darin zutreffend für den PWM 
Betrieb, also nicht im statischen Zustand?
Kann ich die PWM Frequenz dann einfach mit der angegebenen Pulslänge 
gleich setzen?

Worin unterscheiden sich die Stromangaben, denn da ist locker mal Faktor 
5 dazwischen:
Continuous Drain Current RJC - Junction-to-Ambient – Steady State
Continuous Drain Current RJA - Junction−to−Case (Drain) und

Vielen Dank!
Andi :)

von ArnoR (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Im Datenblatt
> http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NTMFS4C08N-D.PDF
> ist das Diagramm zur Belastbarkeit im Pulsbetrieb vermerkt.

Ja, aber das ist nicht wie von dir gezeigt das Bild 15, sondern das Bild 
11.
Bild 15 zeigt die Belastbarkeit im Uds-Durchbruch, aber nicht die 
Belastbarkeit im Normalbetrieb.

von MaWin (Gast)


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Natürlich muss sowohl Q1 als auch Q2 den Strom aushalten. Immerhin 
fliesst der Strom nur vorwärts eingeschaltet und nicht regulär über die 
eingebaute Diode rückwärts.
Der NTMFS4C08N taugt für 19A wenn er auf der Platine gekühlt wird, die 
wird dann 80 GradC warm (Achtung: Epoxy hält eigentlich nur 70 aus, 
OnSemi dehnt hier also schon die Belastbarkeit) Dauerstrom.
Du schaltest, im Idealfall den oberen die halbe der Zeit ein und den 
unteren die andere halbe Zeit ein. Damit verringert sich aber nicht die 
Belastung, denn das Umschalten bewirkt zusätzliche Verluste. Ungefähr 
genau so viel wie der Durchlassverlust. Es bleibt also bei 19A.
Der gepulste Strom bringt dich nicht weiter, weil nach dem Puls 
erheblich mehr Zeit verstreichen muss als der Puls lang war. Bei dir 
kommt jedoch der nächste Puls.
Da die 19A schon bei sehr straffen Bedingungen genannt werden, würde 
ich, damit die Schaltung länger hält, drunter bleiben. Eher so 12A für 
die Reserven.
Die Platine muss ausreichend gross sein, um die ca. 4 Watt pro MOSFET 
wegzukühlen. Man sollte sein Gate mit 10V ansteuern, bei 5V sind statt 
19A nur noch 15A möglich (statt 12A nur noch 10A sinnvoll).

von Pandur S. (jetztnicht)


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>Natürlich muss sowohl Q1 als auch Q2 den Strom aushalten

Nein natuerlich nicht. Eine Frage der Ausgangsspannung. Aufgrund der 
ausgangsspannung ergibt sich der duty cycle, und der mittlere strom.

Und 4W pro Mosfet kriegt man nie auf die Platine. 1W ist schon 
grenzwertig.
Nebenbei ... die Waerme muss irgend wieder von der Platine runter, kann 
sich dort nicht akkumulieren...

von MaWin (Gast)


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Jetzt Nicht schrieb:
>> Natürlich muss sowohl Q1 als auch Q2 den Strom aushalten
>
> Nein natuerlich nicht.

Blödsinn. Wenn der obere Transistor so lange eingeschaltet hat, dass der 
Spulensttom beispelsweise auf 10A stieg, dann werden diese 10A nach dem 
Umschalten durch den unteren Transistor abfliessen.
Also muss der natürlich genau so viel Strom aushalten wie der obere.

> Eine Frage der Ausgangsspannung. Aufgrund der
> ausgangsspannung ergibt sich der duty cycle, und der mittlere strom.

Sicher, der mittlere Strom wird geringer, das hilft aber nicht wirklich, 
weil die Umschaltverluste hinzukommen. Grob hst man die Hälfte der 
Verluste durch den fliessenden Strom und die Hälfte duch das Umschalten, 
verteilt auf 2 Transistoren due such die Platine als Kühlfläche teilen.

4W sind grenzwertig aber von OnSemi, daher habe ich eher 2W empfohlen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Man sollte den Transistor nicht auf den Peak Pulse Current auslegen, 
sondern auf die Verlustleistung. Und dann kommt es eben auf dem Average 
Strom und duty cycle an. Die Umschaltverlust sind wesentlich bei Last 
gegen Null, aber nicht bei Volllast.

Was Onsemi fuer Verlustleistungen spezifiziert ist zwar freundlich aber 
unerheblich, denn man bringt's einfach nicht weg. Onsemi definiert einen 
Kuehlkoerper, der nicht vorliegt.

von Stephan H. (stephan2807)


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MaWin schrieb:
> 4W sind grenzwertig aber von OnSemi, daher habe ich eher 2W empfohlen.

Ich les da 2,51W bei 2,54*2,54 cm Kühlfäche und 25°C 
Umgebungstemperatur. (absolute maximum)

Die 2W sind realistisch das höchste der Gefühle bei der gleichen 
Kühlfläche.

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