Hallo! Bin dabei, eine Endstufe mit einem MOSFET inkl. MOSFET-Treiber zu planen. Ich möchte ca. 15A durchschalten können, mit einer Flankensteilheit von 100ns. Als MOSFET habe ich den ausgesucht: http://www.conrad.at/ce/de/product/151583/MOSFET-N-Kanal-Fairchild-Semiconductor-RFP50N06-N-Kanal-Gehaeuseart-TO-220AB-ID-50-A-UDS-60-V Von einem Freund habe ich diesen Treiber bekommen: http://www.conrad.at/ce/de/product/147303/Linear-IC-Intersil-ICL7667CPA-Gehaeuseart-DIL-8-Ausfuehrung-Dual-Power-MOSFET-Treiber# Lt. Diagramm auf Seite 3 des Datenblattes vom Treiber kann er bei einer Gate-Kapazität von 2020pF (lt. Datenblatt MOSFET) 100ns locker erreichen, das sollte also passen. Die Frage ist aber, welcher Vorwiderstand zw. Treiber und MOSFET kommen soll, damit die Flankensteilheit tatsächlich 100ns beträgt. Wenn ich mit 100ns=5RC rechne, kommen ca. 10 Ohm raus. Heißt das, dass ich jz 10 Ohm dazwischen schalte? Im DB des Treibers steht etwas von Rout=7 Ohm typ. Heißt das, ich muss das von den 10 Ohm abziehen? Den Beitrag von mikrocontroller.net zu den MOSFET-Treibern habe ich gelesen, konnte aber nichts dazu finden.... Ach ja und für welche Leistung muss die Dimensioniert werden? Hab einen Ladestrom von 1,5A ausgerechnet. Der fließt pro Schaltvorgang ein mal zu und ein mal ab. D.h. es wäre P= R * (1,5)^2 * f_PWM ?? Danke schon mal im Voraus! Bye
Sorry, P= R * (1,5)^2 * (t_rise+t_fall) * f_PWM hab ich gemeint....
Max schrieb: > Lt. Diagramm auf Seite 3 des Datenblattes vom Treiber kann er bei einer > Gate-Kapazität von 2020pF (lt. Datenblatt MOSFET) 100ns locker > erreichen, das sollte also passen. Voll reingefallen. Die Eingangskapazität des Mosfet wird bei Ugs=0V und Uds=25V gemessen. Also bei nicht geschaltetem Mosfet. Beim Schalten hat man ganz andere Verhältnisse (Miller-Effekt), die wirksame Eingangskapazität ist viel größer als die genannte Datenblattangabe. Max schrieb: > damit die Flankensteilheit tatsächlich 100ns beträgt. Wegen des Miller-Effekts wirst du keine gleichmäßig steigende/fallende Flanke bekommen, sondern ein schönes Plateau mittendrin. Außerdem ist Flankensteilheit was anderes, z.B. V/µs oder A/µs, aber nicht µs oder so, das wäre eine Zeit, aber keine Steilheit.
Was für eine Art von Endstuffe? Was willst du denn in so kurzer Zeit schalten? Und wie oft? Welche Spannung? Dir muss es ganz klar sein, wenn du von 0 auf 15A in 0,1µs willst, dann hast du ganz andere Problemme zu bewältigen. Gatetreiber ist noch das kleinere Übel...
Sorry, die Spannung hab ich vergessen, es sind 12V. Die kurze Zeit hab ich gewählt, weil so weniger Schaltverluste entstehen. Frequenz soll oberhalb der hörbaren Schwelle, also ca 22kHz sein. Die EMV-Probleme sind mir bewusst, werde die Leitungen schirmen. Aber wie rechne ich dann die Ströme aus? Auf der Seite über die Treiber steht, dass man 5*Ciss nehmen soll...
> Die Frage ist aber, welcher Vorwiderstand zw. Treiber und MOSFET kommen > soll, damit die Flankensteilheit tatsächlich 100ns beträgt. Die Antwort kannst du in Applikationen von IRF (International Rectifier) nachlesen. Die bauen naemlich Mosfet und haben es dir genau vorgerechnet. Es ist naemlich etwas komplizierter als du denkst. Olaf
Max schrieb: > Die Frage ist aber, welcher Vorwiderstand zw. Treiber und MOSFET kommen > soll, damit die Flankensteilheit tatsächlich 100ns beträgt. Max schrieb: > Die kurze Zeit hab ich gewählt, weil so weniger Schaltverluste > entstehen. Aha. Du willst also gar nicht in genau 100ns schalten, sondern so schnell wie möglich (mit so geringen Verlusten wie möglich). Dann fang damit an, daß du gar keinen Gate-Widerstand einbaust. Typischerweise verwendet man diese Widerstände, um den Schaltvorgang gezielt langsamer zu machen. Z.B. um EMI-Probleme zu reduzieren.
>Die EMV-Probleme sind mir bewusst, werde die Leitungen schirmen
Welche Leitungen ? Es darf gar nicht erst irgendwelche Leitungen geben.
-Zwischen Treiber und Fet(s)? so kurz wie moeglich, ueber GND Plane.
-zwischen Fet und Spule und Cap ? So kurz wie moeglich, mit so kleiner
Flaechenaenderung wie moeglich. Die Spitzen des Rippels werden auch noch
gefiltert. Eigentlich verlaesst nur DC das Board.
Max schrieb: > Wo genau kann man das nachlesen? Ich würde hier schauen: http://www.irf.com/application-notes
P(Watt) = f(freq) x Q(Coulumb) x 2 x U(Volt) gatetreiber müsste da also pi mal daumen ca. 10mw verkraften können. wenn du da einen logic level mosfet nehmen würdest, bräuchtest du vielleicht gar keinen gate treiber, könntest also fast an controller direkt anhängen. ansonsten jeder gate treiber wäre da unterfordert. aber wie gesagt wir wissen nicht welche last du schalten möchtest...
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Nee. Man moechte nicht waehrend einer halben Periodendauer umschalten, sondern einiges schneller. Da ist nichts mit 10mW.
Hallo! Danke schon mal für die Antworten! My English is not the yellow from the egg, also sind die Application notes von IR keine große Hilfe für mich. Natürlich möchte ich besser Englisch können und arbeite auch schon dran, aber im Moment kann ich's eben noch nicht, sorry. Den Wiki-Artikel auf mikrocontroller.net hab ich bereits durchgearbeitet, demnach habe ich ausgerechnet, dass ich für die 100ms Flanke 1,5A brauche. Dummerweise ist im DB vom Treiber nicht angegeben, wie viel Strom er liefern kann. Jedoch kann lt Diagramm ca. 3000pF in 100ms geladen werden und ich ging davon aus, dass es reicht, da im DB vom MOSFET ja 2020pF angegeben sind. Stimmt diese Überlegung nun auch nicht mehr?? Wie weiß ich dann überhaupt, was der verlinkte Treiber überhaupt treiben kann? Und wie ist das nun mit der Kapazität des Gates? Was muss jz wirklich geladen werden? Wie kann ich nun wirklich ausrechnen, wie groß der Widerstand sein soll? Mein Ziel ist nicht nur, diese Schaltung zu bauen, sondern auch ein nachhaltiges Wissen mitzunehmen. Wäre deshalb für Erklärungen und/oder gute Links zu (deutschen) Erklärungen sehr dankbar!
Ach Mensch, so schwer ist das doch nicht. Im DB des Mosfet kann man die Gateladung für einen Schaltvorgang ablesen. Max. 80nC bei Ugs 0->10V und Uds=48V, Id=50A.... Da Qg nicht besonders stark von Uds und Id abhängt, gilt das auch etwa für deine Anwendung. Bei Vcc=12V kann man etwa Qg=100nC ansetzen. Der Treiber muss also 100nC in 100ns liefern. Das entspricht einem mittleren Strom von 1A. Der Treiber-IC hat etwa 10 oder 12Ohm Ausgangswiderstand bei Vcc=12V. Er kann also am Anfang der Schaltperiode 1A liefern, wenn die Gatespannung sich gerade noch nicht geändert hat. Mit ansteigender/fallender Gatespannung sinkt der Strom aber ab. 100ns wirst du nicht ganz schaffen. Auf die ns genau kann man das nicht berechnen.
Danke! Bleibt noch die Frage des Vorwiderstandes. Oder soll ich keinen nehmen? Ist der Treiber dann nicht überlastet? Ausgangswiderstand ist lt. DB 7 Ohm. (Das ist ganz normal der Innenwiderstand der Spannungsquelle, oder?)
Max schrieb: > Wie kann ich nun wirklich ausrechnen, wie groß der Widerstand sein soll? Manche Application Notes schlagen einen Wert von 0 Ohm vor, es sei denn aufgrund des Aufbaus schwingt der FET beim Umschalten. Dann wird ein größerer Widerstand als 0 empfohlen, um die Schwingung zu dämpfen. Wobei andere da lieber Ferritperlen an den Anschlüssen nehmen. MfG Klaus
Max schrieb: > Ausgangswiderstand ist lt. DB 7 Ohm. Oh Mann, bei Vcc=15V, DB lesen musst du auch noch üben.
Sorry, hab's gleich auf der ersten Seite gelesen.... Stimmt, weiter unten steht 12 Ohm...
Max schrieb: > Sorry, hab's gleich auf der ersten Seite gelesen.... > Stimmt, weiter unten steht 12 Ohm... Mir ist vollkommen schleierhaft, was du mit diesem Wert willst. Der sagt am Ende auch nix weiter aus, als daß der Treiber bei 12V Versorgung ca. 1A in die Gatekapazität laden kann wenn die gerade leer ist. Allerdings verhält sich der Ausgang des Treibers genausowenig wie ein Widerstand wie sich der Gate-Anschluß des MOSFETs wie ein Kondensator verhält.
Was meint ihr dazu, einen Potentiometer einzubauen und damit die Flankensteilheit per Messung einzustellen? Dann kann man später auch noch nachjustieren. Für welche Leistung müsste der Poti dimensioniert sein?
Max schrieb: > Was meint ihr dazu, einen Potentiometer einzubauen und damit die > Flankensteilheit per Messung einzustellen? Wofür zum Teufel willst du die Flankensteilheit einstellen können? Die Frage ist ungefähr so sinnig, wie die den cw-Wert seines Autos einstellen zu können. Wenn man gleichzeitig angesagt hat, daß das letztendliche Ziel ein möglichst geringer Spritverbrauch ist. Fang doch mit kleineren Brötchen an: bau es so auf daß es überhaupt erst mal funktioniert.
Naja, es wäre aber schade, wenn man die ganze Platine neu machen müsste, nur weil man dann doch zu steile Flanken hat... Und das Poti kann man ja auch auf 0 Ohm drehen... Oder hat es irgendwelche Nachteile?
@ Max (Gast) >Naja, es wäre aber schade, wenn man die ganze Platine neu machen müsste, >nur weil man dann doch zu steile Flanken hat... Schon mal dran gedacht, den Gatewiderstand auszuwechseln? >Und das Poti kann man ja auch auf 0 Ohm drehen... Sowas macht an der Stelle kein Mensch.
Max schrieb: > Naja, was es nicht gibt, kann man auch nicht auswechseln... Dann sieh doch ein paar Lötbrücken vor. Ob du dann Gatewiderstände oder evtl. Ferritbeads oder Drosseln einbaust, kannst du dir dann immer noch überlegen, bzw. an die Gegebenheiten anpassen.
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