Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welcher N-Mosfet für Schaltregler


von Johnny S. (sgt_johnny)


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Ich habe bereits einige Step-Up Converter für Nixies gebaut, die aus 12V 
ca 170V mit 0.1A produzieren können.

Diese basierten meist auf dem MC34063, und somit war die Effizienzfrage 
sowieso hinfällig.

Der aktuelle wird mit dem MAX1771 gebaut


MAX1771: http://pdfserv.maximintegrated.com/en/ds/MAX1771.pdf

Nun geht es darum, ein passendes N-Mosfet zu finden, was als Schalter 
dient.
Es muss "zwingend" ein SMD Bauteil sein.

Folgende habe ich mir angeschaut:

FDB52N20 (http://www.farnell.com/datasheets/1781225.pdf)

200V,33A
Bauform: D2Pak
RDSon : 49mOhm @ 10V
Gate Change: 49nC
Coss : 66pf
Einzelpreis bei 10 Stück : 1.66€


------------
STP40NF20 (http://www.farnell.com/datasheets/1781225.pdf)

200V,40A
Bauform D2Pak
RDSon: 45mOhm @ 10V
Coss: 510pf
Gate Change: 75nC
Einzelpreis bei 10 Stück: 2.09€

------------
IPD320n20N3G (http://www.farnell.com/datasheets/1648190.pdf)

200V, 34A
Bauform: T252
RDSon 32mOhm @10V
Coss: 135pf
Gate Change: 8nC
Einzelpreis bei 10 Stpck: 2.22€


Ich bin mir nun nicht ganz sicher welches ich kaufen soll, der IPD320N 
hat den kleinsten RDSon und GateCHange, der FDB52 hat jedoch den 
kleineren Coss. Der STP40 ist beim RDson der Preisliche kompromiss, hat 
jedoch sehr schlechten Coss.

Was meint ihr hierzu?

Gibt es noch andere SMD-Fet (min 180V,3A) welche in diese Preisklasse 
fallen? Einige habe ich bereits gefunden, kosten aber weit über 3 Euro. 
Das ist mir zuviel

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hi,
das Datenblatt des Max1771 schreibt einen Logiklevel MOSFET mit 2V GS 
vor. Keiner Deiner ausgewählten MOSFETs ist ein solcher.
Warum suchst Du MOSFETs mit 30A und mehr wenn Du nur 0,1 A brauchst?

Gruß
Andreas

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Andreas B. schrieb:
> Hi,
> das Datenblatt des Max1771 schreibt einen Logiklevel MOSFET mit 2V GS
> vor. Keiner Deiner ausgewählten MOSFETs ist ein solcher.
> Warum suchst Du MOSFETs mit 30A und mehr wenn Du nur 0,1 A brauchst?
>
> Gruß
> Andreas


...."To ensure the external N-channel MOSFET is turned on hard, use 
logiv-level or low-threshold N-Fets when the input drive voltage ist 
less than 8V"

Es ist ein Logikspannungs oder low threshold Fet zu verwenden WENN die 
Eingangsppannung unter 8 Volt liegt.

Mit meinen 12V liege ich weit über 8Volt.
Und übrigens ein IDP320 hat eine threshold von 2-4V.


0,1A ? wohl kaum.  Bei einem Step-Up Wandler der ein Output von 170V 
100mA liefert, liegt die zu schaltende Stromstärke auf der 12V Seite bei 
ca 2A.

von Falk B. (falk)


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@ Johnny SGT (sgt_johnny)

>0,1A ? wohl kaum.  Bei einem Step-Up Wandler der ein Output von 170V
>100mA liefert, liegt die zu schaltende Stromstärke auf der 12V Seite bei
>ca 2A.

Und dafür braucht man einen 30A MOSFET? ;-)

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Falk B. schrieb:
> @ Johnny SGT (sgt_johnny)
>
>>0,1A ? wohl kaum.  Bei einem Step-Up Wandler der ein Output von 170V
>>100mA liefert, liegt die zu schaltende Stromstärke auf der 12V Seite bei
>>ca 2A.
>
> Und dafür braucht man einen 30A MOSFET? ;-)

Wohl kaum, ich habe aber halt bei Farnell folgende Parmeter eingegeebn

Drains-Source Spannung : >200V
Dauer Drainstrom : >2A
Betriebswiderstand:  <60mOhm

und dann alle SMD-Bauformen ausgewählt. Da kommt man nicht mehr zu so 
vielen Ergebnissen :-)

von Falk B. (falk)


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@Johnny SGT (sgt_johnny)

>> Und dafür braucht man einen 30A MOSFET? ;-)

>Wohl kaum, ich habe aber halt bei Farnell folgende Parmeter eingegeebn

>Drains-Source Spannung : >200V
>Dauer Drainstrom : >2A

>Betriebswiderstand:  <60mOhm

Hier liegt das Problem. 200V++ MOSFETS mit R_DS_ON deutlich unter 1 Ohm 
sind schon eher Exoten. Warum glaubst du, weniger als 60mOhm zu 
brauchen?
300-500mOhm reichen locker.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Falk B. schrieb:
> @Johnny SGT (sgt_johnny)
>
>>> Und dafür braucht man einen 30A MOSFET? ;-)
>
>>Wohl kaum, ich habe aber halt bei Farnell folgende Parmeter eingegeebn
>
>>Drains-Source Spannung : >200V
>>Dauer Drainstrom : >2A
>
>>Betriebswiderstand:  <60mOhm
>
> Hier liegt das Problem. 200V++ MOSFETS mit R_DS_ON deutlich unter 1 Ohm
> sind schon eher Exoten. Warum glaubst du, weniger als 60mOhm zu
> brauchen?
> 300-500mOhm reichen locker.

Im Maxim-Beispiel wird RDSon 150mOhm verwendet. Bei einer deutlich 
niedrigeren Ausgangspannung.

je kleiner RDSon, desto weniger Strom geht auf dem Mosfet flöten also 
effizienter ist die Schatung.

Auf einer Website hab ich ein experiment gesehen wo ein RDSon von 
180mOhm gegen ein 130mOhm getauscht wurde, die Effizienz stieg von 86% 
auf 87%

von Falk B. (falk)


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@Johnny SGT (sgt_johnny)

>Im Maxim-Beispiel wird RDSon 150mOhm verwendet. Bei einer deutlich
>niedrigeren Ausgangspannung.

>je kleiner RDSon, desto weniger Strom geht auf dem Mosfet flöten

Dort geht gar kein Strom flöten, bestenfalls Verlustleistung.

> also effizienter ist die Schatung.

Ja.

>Auf einer Website hab ich ein experiment gesehen wo ein RDSon von
>180mOhm gegen ein 130mOhm getauscht wurde, die Effizienz stieg von 86%
>auf 87%

WOW! Das rettet das Weltklima und beschert dir den Innovationspreis 
2015!

von ArnoR (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> je kleiner RDSon, desto weniger Strom geht auf dem Mosfet flöten also
> effizienter ist die Schatung.

Nein. Du tauscht nur Leitverluste gegen Umschaltverluste aus. 
Niederohmige Mosfets haben entsprechend größere Gate- und 
Ausgangsladungen (die besonders weh tun, weil sie von der hochgepumten 
Spannung abgehen).

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Falk B. schrieb:

> WOW! Das rettet das Weltklima und beschert dir den Innovationspreis
> 2015!

Also ist es nicht so übertrieben wichtig wie in den meisten Anleitungen 
steht?

in vielen steht eben "Select super-low ESR Capacitors and lowest RDson 
you can find"... oder sowas...

Darum war ich verwirrt..

von Falk B. (falk)


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@Johnny SGT (sgt_johnny)

>> WOW! Das rettet das Weltklima und beschert dir den Innovationspreis
>> 2015!

>Also ist es nicht so übertrieben wichtig wie in den meisten Anleitungen
>steht?

Was ändert sich für dich und die Welt, ob dein Regler nunr 80 oder 75% 
Wirklungsgrad hat? Dein Regler, der einmalig aufgebaut wird und 
wahrscheinlich nicht 24/7 die nächsten 30 Jahre laufen wird.

>in vielen steht eben "Select super-low ESR Capacitors and lowest RDson
>you can find"... oder sowas...

In der Werbung sagen sie das auch immer, "schöner, weißer, schneller, 
leckerer"

>Darum war ich verwirrt..

Weil du die Relationen aus den Augen verloren hast. Mach dir nichts 
draus, das haben viele Menschen.

von Harald W. (wilhelms)


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Johnny S. schrieb:

> Auf einer Website hab ich ein experiment gesehen wo ein RDSon von
> 180mOhm gegen ein 130mOhm getauscht wurde, die Effizienz stieg von 86%
> auf 87%

Was ja wirklich eine "enorme" Steigerung ist. :-)

von Paul B. (paul_baumann)


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Falk B. schrieb:
> Dein Regler, der einmalig aufgebaut wird und
> wahrscheinlich nicht 24/7 die nächsten 30 Jahre laufen wird.

Ich denke schon:

Johnny S. schrieb:
> Ich habe bereits einige Step-Up Converter für Nixies gebaut, die aus 12V
> ca 170V mit 0.1A produzieren können.

> Der aktuelle wird mit dem MAX1771 gebaut

MfG Paul

von Falk B. (falk)


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@ Paul Baumann (paul_baumann)

>> Dein Regler, der einmalig aufgebaut wird und
>> wahrscheinlich nicht 24/7 die nächsten 30 Jahre laufen wird.

>Ich denke schon:

>>Johnny S. schrieb:
>> Ich habe bereits einige Step-Up Converter für Nixies gebaut, die aus 12V
>> ca 170V mit 0.1A produzieren können.

>> Der aktuelle wird mit dem MAX1771 gebaut

Daraus würde ich trotzdem keine 30jährige Laufzeit im Dauerbetrieb 
ableiten. Da sind die Nixies deutlich vorher im Eimer.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Also am besten irgendein Mosfet kaufen?


Wie währe es mit dem?

 http://ch.farnell.com/stmicroelectronics/stb22ns25zt4/mosfet-n-kanal-250v-22a-d2pak/dp/1751988

von Falk B. (falk)


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Reich vollkommen aus. Selbst bis 500mOhm sollte das passen.

von Mark S. (voltwide)


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Falk B. schrieb:
> Reich vollkommen aus. Selbst bis 500mOhm sollte das passen.

Mit solchen Aussagen wäre ich vorsichtig. Immerhin haben wir es hier mit 
einem Tastverhältnis um 5% zu tun, da werden die Bauteile ordentlich 
gestreßt.
Das ist eben der Nachteil, wenn man keinen Trafo wickeln will.
Bei 17W Ausgangsleistung und einem Wirkungsgrad um 80% muss man schon 
fragen, wieviel Watt der SMD-MOSFET denn auf Dauer verheizen darf.

Wenn ich nicht irre, war der Ansteuerbaustein von LT. Also einfach mal 
das Ganze in LTSpice mit verschiedenen MOSFETs simulieren.

Edit - ich habe mich geirrt!

: Bearbeitet durch User
von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Den IPD320N20 setze ich auch in einem Schaltwandler ein. Der erwärmt 
sich kaum merklich. Zusätzlich kann ich den IRFS4020 empfehlen. Der hat 
mehr Rds,on, aber weniger Gateladung. Was du unbedingt berücksichtigen 
solltest ist der Parameter Coss, da eben dieser merklich zur 
Verlustleistung beiträgt.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Kevin K. schrieb:
> Den IPD320N20 setze ich auch in einem Schaltwandler ein. Der erwärmt
> sich kaum merklich. Zusätzlich kann ich den IRFS4020 empfehlen. Der hat
> mehr Rds,on, aber weniger Gateladung. Was du unbedingt berücksichtigen
> solltest ist der Parameter Coss, da eben dieser merklich zur
> Verlustleistung beiträgt.

Dann währe ja der FDB52N20 doch eine Option, der hat nur 66pf, die 
anderen haben alle mehr.

In was für einem Schaltwandler benutzt du den IPD ? Auch eine 
Hochspannungsquelle?

von Kevin (Gast)


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Schalttransistor von einem Flyback, der an bis zu 100V Eingangsspannung 
hängt und dann maximal ca. 145V sperren muss. Das Netzteil hat zwar nur 
ca. 10W Ausgangsleistung, ich kann mir aber nur minimale 
Verlustleistungen erlauben (maximal 200mW im FET).

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