Hey Forum,
Meine Frage ist: Kann ich einen x-beliebigen Schaltregler, der "external
switching" mit einem bipolar Transistor gedacht ist durch einen MOSFET
ersetzen, oder gibt es da etwas zu bedenken?
Klar, BiPolar ist stromgesteuert, daher ggf. einen Pulldown für das
Gate, wenn der Schaltregler hochohmig wird?
Aber hat sowas nicht Einflüsse auf die Regelcharakteristik? Oder ist das
nur interessant, wenn man die letzten 2% Effizienz rausholen möchte?
Und kann ich jeden Schaltregler mit Transistoren beschalten, auch wenn
er nicht besonders dafür gelistet ist?
Mephisto schrieb:> Und kann ich jeden Schaltregler mit Transistoren beschalten, auch wenn> er nicht besonders dafür gelistet ist?
Eher nicht...
> Aber hat sowas nicht Einflüsse auf die Regelcharakteristik? Oder ist das> nur interessant, wenn man die letzten 2% Effizienz rausholen möchte?
Naja, eine weitere Schaltfunktion kann das System natürlich zum
Schwingen anregen.
Mephisto schrieb:> Und kann ich jeden Schaltregler mit Transistoren beschalten, auch wenn> er nicht besonders dafür gelistet ist?
Selbstverständlich und jederzeit!
Es kann dann nur sein, dass diese Kombination dann nicht das tut, was
du erwartest...
Konkret wird schwierig, da es ja zig tausende Schaltregler gibt, und
doch teilweise grausige und sehr gute Datenblätter.
Beispielsweise der MC34063, der zeigt eine NPN und eine PNP Schaltung.
Ich würde die PNP übernehmen, dem P-Kanal MOSFET einen Pulldown
spendieren und gut.
Ebenfalls für den LM78S40. Seine 40V 1.5A Output Current würden meiner
Applikation zwar genügen, aber 50V bei 2A ziehe ich dem vor, denn der
Transistor ist dann besser zu Kühlen und es ist einfach noch genügend
Luft (Sprich Duty Cycle <75%)
Mephisto schrieb:> Kann ich einen x-beliebigen Schaltregler, der "external switching" mit> einem bipolar Transistor gedacht ist durch einen MOSFET ersetzen
Nein, nicht jeden, nicht bedenkenlos.
> oder gibt es da etwas zu bedenken?
Ohne Denken wird es nicht gehen, tut mit leid für dich.
Mephisto schrieb:> Hey Forum,>> Meine Frage ist: Kann ich einen x-beliebigen Schaltregler, der "external> switching" mit einem bipolar Transistor gedacht ist durch einen MOSFET> ersetzen, oder gibt es da etwas zu bedenken?
Es gibt vieles zu bedenken. Die Frage ist z.B., ob er die notwendige Ugs
bereitstellt, oder ob er auf 0,7V getrimmt ist. Dann geht da gar nichts,
außer mit 1,8V Typen und selbst das ist fraglich. Ein zweiter Transistor
kann aber helfen, den notwendigen Pegel zu erzeugen.
> Aber hat sowas nicht Einflüsse auf die Regelcharakteristik? Oder ist das> nur interessant, wenn man die letzten 2% Effizienz rausholen möchte?
Es ist zu erwarten, dass einiges nicht mehr so ganz funktioniert, wie es
soll.
> Und kann ich jeden Schaltregler mit Transistoren beschalten, auch wenn> er nicht besonders dafür gelistet ist?
Was soll das bringen? Jeder Schaltregler hat einen Schalter (wie der
Name schon suggeriert). Entweder einen eingebauten oder einen Treiber.
Dann braucht es einen externen.
Für die prinzipielle Funktion ist es egal, ob Du einen bipolaren
Transistor nimmst, oder einen Mosfet. Letztere nimmt man ja nur, weil
die Verluste niedriger, und die Schaltung schneller ist. Bei einigen
Schaltungen wird die Body-Diode genutzt - das funktioniert dann
allerdings nicht mehr und muss extern zusätzlich beschaltet werden.
Edit: Ich sollte öfter F5 drücken bevor ich nen Post reinschreibe^^
Ingo L. schrieb:> Naja, eine weitere Schaltfunktion kann das System natürlich zum> Schwingen anregen.
Das stimmt, aber wenn das System für einen Bi-Polar nicht-schwingend
ausgelegt ist, ist die Frage, was z.B. die Gate-Kapazität am Verhalten
ändert.
Nachdem ich mir http://www.sprut.de/electronic/switch/pwm/pwm.htm
durchgelesen habe, schwingt ja alles was mindestens zwei Pins hat :P
Mephisto schrieb:> Konkret wird schwierig, da es ja zig tausende Schaltregler gibt, und> doch teilweise grausige und sehr gute Datenblätter.>> Beispielsweise der MC34063, der zeigt eine NPN und eine PNP Schaltung.> Ich würde die PNP übernehmen, dem P-Kanal MOSFET einen Pulldown> spendieren und gut.>> Ebenfalls für den LM78S40. Seine 40V 1.5A Output Current würden meiner> Applikation zwar genügen, aber 50V bei 2A ziehe ich dem vor, denn der> Transistor ist dann besser zu Kühlen und es ist einfach noch genügend> Luft (Sprich Duty Cycle <75%)
Die Frage, die sich hier alle stellen: WARUM?
Mephisto schrieb:> Edit: Ich sollte öfter F5 drücken bevor ich nen Post reinschreibe^^>> Ingo L. schrieb:>> Naja, eine weitere Schaltfunktion kann das System natürlich zum>> Schwingen anregen.>> Das stimmt, aber wenn das System für einen Bi-Polar nicht-schwingend> ausgelegt ist, ist die Frage, was z.B. die Gate-Kapazität am Verhalten> ändert.
Weil Mosfet sau schnell, und bipolar Transistoren sau langsam sind.
Alleine schon deshalb kann eine nicht-schwingende Schaltung zu schwingen
anfangen. Man kann natürlich auch einen Mosfest künstlich bremsen. Dann
steigen aber die Verluste, und dann gibt es keinen Grund mehr, einen
Mosfet zu nehmen.
MaWin schrieb:>> oder gibt es da etwas zu bedenken?>> Ohne Denken wird es nicht gehen, tut mit leid für dich.
Das ist ja nicht das Problem. Nur muss ich halt wissen woran ich denken
sollte, um daran denken zu können.
Martin S. schrieb:> Es gibt vieles zu bedenken. Die Frage ist z.B., ob er die notwendige Ugs> bereitstellt, oder ob er auf 0,7V getrimmt ist. Dann geht da gar nichts,> außer mit 1,8V Typen und selbst das ist fraglich. Ein zweiter Transistor> kann aber helfen, den notwendigen Pegel zu erzeugen.
Ich war der Meinung, dass der interne Treiber/Transistor einfach
zwischen Hochohmig und Wahlweise GND/VCC wechselt. Wenn dem nicht so
ist, dann sollte ich wirklich auf MOSFET ICs schauen, mir sind nur noch
nicht viele untergekommen.
Martin S. schrieb:> Die Frage, die sich hier alle stellen: WARUM?
Thermik und Überdimensionierung. Ich hätte halt einen TO-220 Mosfet mit
10-20A genommen, vermutlich braucht der nicht einmal eine Kühlung bzw.
wenn etwas kleines zum draufschrauben.
Außerdem brauche ich zumindest beim LM78S40 ein bisschen mehr
Ausgangsspannung, so dass dieser nicht auf 100% Duty Cycle hängt bzw.
durch Überspannung stirbt ("The device can drive external
NPN or PNP transistors when currents in excess of
1.5A or voltages in excess of 40V are required.")
Aber ich nehme an es gibt auch halbwegs brauchbare Bi-Polar
Transistoren, die diese Leistung halbwegs kühl liefern? Ich kenne sie
halt hauptsächlich für Logikschaltungen oder mal für eine LED, aber
nicht für Leistung (100W im Falle von 50V@2A)
Du entwickelst gerade ca. 20 Jahre am Markt vorbei.
Bipolartransistoren interessieren eigentlich nurnoch bei IGBTs in der
Leistungselektronik.
Gerade solche lapidaren Anforderungen mit 50V / 2A sind eigentlich
problemlos heute zu machen.
Schau Dich mal bei Linear Technology um. Dort gibt es das bestimmt schon
in einem Gehäuse.
Und vergiss nicht: Moderne Mosfet haben einen RDSon von gerade einmal
10mOhm und weniger. Bei 2A erzeugt das gerade 4mW. Ein Bipolartransistor
erzeugt bei gleichem Strom 1,4W, ist also um den Faktor 350 schlechter.
In Punkto Erwärmung geht ohne Kühlkörper beim Bipolartransistor gar
nichts.
Aber ohne die genauen Rahmendaten zu kennen bringt das alles gänzlich
wenig.
Mephisto schrieb:> Meine Frage ist: Kann ich einen x-beliebigen Schaltregler, der "external> switching" mit einem bipolar Transistor gedacht ist durch einen MOSFET> ersetzen, oder gibt es da etwas zu bedenken?
Wahrscheinlich nicht ganz jeden. Um einen Bipolartransistor zu steuern,
braucht es z.B. viel weniger Spannungshub als für einen MOSFET. Und ja,
da gibt es auf jeden Fall einiges zu bedenken.
> Klar, BiPolar ist stromgesteuert, daher ggf. einen Pulldown für das> Gate, wenn der Schaltregler hochohmig wird?
"Gegebenfalls" einen Pulldown? Nein, auf jeden Fall einen. Und wenn es
schnell schalten muß, noch einen Treiber danach.
Mephisto schrieb:> Beispielsweise der MC34063, der zeigt eine NPN und eine PNP Schaltung.> Ich würde die PNP übernehmen, dem P-Kanal MOSFET einen Pulldown> spendieren und gut.
Nein. Nicht gut. Um einen p-Kanal MOSFET von einem Schaltnetzteil-
Controller mit open collector Ausgang anzusteuern, braucht man eher das:
1
U_in --*----*--- MOSFET Source
2
| |
3
R |
4
| | T1
5
*--|< NPN, z.B. BC337
6
| e|
7
| |
8
oc --*-|<-*--- MOSFET Gate
9
D1
Widerstand R ist der Arbeitswiderstand für die open collector Ausgangs-
stufe (was du so lapidar als "pulldown" bezeichnest). Die Schaltdiode D1
stellt den Strompfad zum Laden des MOSFET-Gates bereit, der Transistor
T1 entlädt das Gate mit ordenlich Schmackes.
Wenn die Eingangsspannung größer sein kann als die maximal erlaubte
Gatespannung, dann reicht das nicht. Dann wird es noch aufwendiger.
> Ebenfalls für den LM78S40.
Sowohl der MC34063 als auch der LM78S40 sind primär dafür konzipiert,
mit dem internen Schalttransistor benutzt zu werden. Wenn man sowieso
einen externen Transistor oder MOSFET verwenden will, dann verwendet man
einen anderen Controller.
Martin S. schrieb:> Moderne Mosfet haben einen RDSon von gerade einmal> 10mOhm und weniger. Bei 2A erzeugt das gerade 4mW.
RDSon ist nicht das alleinige Auswahlkriterium. So kleine ON-Widerstände
haben auch große Kapazitäten und Gateladungen zur Folge
Beispiel:
http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-IPP_B_I80N06S2L_11-DS-v01_01-en.pdf?fileId=db3a304412b407950112b4333e375ac6
die will man nicht unbedingt haben, weil die die Ansteuerleistung
erhöhen. Man würde für 2A nicht einen 80A-Mosfet, sondern einen viel
kleineren mit deutlich höherem RDSon einsetzen, z.B. einen 17A-IRFU024
mit 75mOhm und etwa Faktor 8 kleinerer Gateladung.
> Ein Bipolartransistor> erzeugt bei gleichem Strom 1,4W, ist also um den Faktor 350 schlechter.
Hää? Das ist doch Unsinn. Seit wann fallen an einem geeigneten
Bipolartransistor 0,7V bei 2A ab? Ein FMMT619 hat bei 2A einen RCEon von
ebenfalls etwa 75mOhm und ist damit gar nicht so weit vom Mosfet
entfernt.
Martin S. schrieb:> Moderne Mosfet haben einen RDSon von gerade einmal> 10mOhm und weniger. Bei 2A erzeugt das gerade 4mW. Ein Bipolartransistor> erzeugt bei gleichem Strom 1,4W, ist also um den Faktor 350 schlechter.
Selbst die Rechnung stimmt nicht. 2A erzeugen an einem (unpassenden,
weil zu großen) 10mOhm-Mosfet 40mW, nicht 4mW. An einem geeigneten BiPo
liegen etwa 0,1V Uce bei 2A, das wären 200mW. Das Verhältnis wäre dann
5, nicht 350.
Mit einem oben genannten 17A-IRFU024 ist die Leistung am Mosfet 300mW,
ein vergleichbarer BiPo D44H kommt auf weniger als 0,1V Uce und nur
200mW. Natürlich alles ohne Ansteuerleistung.
Jetzt bin ich verwirrt :D
Auf der einen Seite sind MOSFETs overpowered und auf der anderen
Bipolar-Transistoren auch nichts.
Martin S. schrieb:> Gerade solche lapidaren Anforderungen mit 50V / 2A sind eigentlich> problemlos heute zu machen.
-> Ich sollte einfach einen IC finden, der das intern kann?
Verschlechter so eine "NPN-Treiber für N-MOSFET"-Stufe nicht auch die
Regelung, oder ist das vernachlässigbar (besonders bei <100kHz)?
Gibt es denn noch geeignete THT Regler für meine Anwendung? (Linear, TI,
ST haben alle nahezu nur SMD-Teile)
Mephisto schrieb:> Gibt es denn noch geeignete THT Regler für meine Anwendung?
Welche denn?
Von was nach was bei welchem Strom? Und bitte keine vierfach überhöhten
Wunschwerte, sondern das, was wirklich nötig ist. Am Besten mit Angabe
wofür...
ArnoR schrieb:> Martin S. schrieb:>> Moderne Mosfet haben einen RDSon von gerade einmal>> 10mOhm und weniger. Bei 2A erzeugt das gerade 4mW. Ein Bipolartransistor>> erzeugt bei gleichem Strom 1,4W, ist also um den Faktor 350 schlechter.>> Selbst die Rechnung stimmt nicht. 2A erzeugen an einem (unpassenden,> weil zu großen) 10mOhm-Mosfet 40mW, nicht 4mW. An einem geeigneten BiPo> liegen etwa 0,1V Uce bei 2A, das wären 200mW. Das Verhältnis wäre dann> 5, nicht 350.>> Mit einem oben genannten 17A-IRFU024 ist die Leistung am Mosfet 300mW,> ein vergleichbarer BiPo D44H kommt auf weniger als 0,1V Uce und nur> 200mW. Natürlich alles ohne Ansteuerleistung.
Stimmt da ist der Wurm drin.
Das alles ist aber nur der statische Fall der bei Schaltreglern Jacke
wie Hose ist.
Unterm Strich machen die Verluste der lineare Bereich den man tunlichst
vermeiden will. Dazu muss man aber die Schaltfrequenz kennen.
Lothar M. schrieb:> Welche denn?> Von was nach was bei welchem Strom? Und bitte keine vierfach überhöhten> Wunschwerte, sondern das, was wirklich nötig ist. Am Besten mit Angabe> wofür...
Eben für besagte 50V@2A. Ist nur ca doppelt überhöht.
Ich möchte: Eine Konstantstromquelle als LED-Treiber realisieren.
Die LEDs stehen noch nicht final fest, aber typischerweise liegt I bei
1A (+- 200mA) und Vf = 30..49V, je nach Leistung und Verschaltung.
Zum dimmen (und generell) möchte ich die Strombegrenzung variabel via
(I2C/SPI/...) DAC realisieren, der dann für den nicht-invertierenden
Komparatoreingang die Sollstromstärke definiert.
Der Vorteil ist natürlich auch, dass der Shunt kleiner werden kann.
Zusätzlich kann/muss der Schaltregler noch für Duty-Cycle 5% und
Open-Loop (Zener Diode zum Schutz vor Überspannung) abgeschaltet werden
können (Widerspricht etwas einem FET in dessen Zuleitung?)
Vermutlich sollte ich aber echt mal den MC/LS im internen Modus
austesten und eine kleinere LED treiben, damit ich ein Gefühl dafür
bekomme und meine Regelung hinbekomme.
Student schrieb:> Ich möchte: Eine Konstantstromquelle als LED-Treiber realisieren.
Will das jetzt Mephisto oder Student oder sind hier alle so blöd daß sie
währebnd der Unterhaltung ihren Namen vergessen
Student schrieb:> Vermutlich sollte ich aber echt mal den MC/LS im internen Modus
Wer ist denn das jetzt schon wieder, Landkreis Mecklenburgische
Seenplatte/Lüdenscheid ?
Um ICs kann es nicht gehen, LM78S40 fängt mit LM an und st eigentlich
ein uA78S40.
Es gibt ganz primitive Schaltregler, Hystereseschaltregler:
1
---------+--------+
2
| |
3
+---(-R1-+--|I P-MOSFET
4
| | | |
5
+--|+\ | +-|<|-+ Diode
6
| | >--+ | |
7
in --(--|-/ Spule |
8
| | | |
9
R2 | | |
10
| | | |
11
+---(---|<|--+ |
12
| | LED |
13
Rs | |
14
| | |
15
-----+---+--------------+
zumindest funktioniert die Schaltung bis 20V (UGS des MOSFETs) und
regelt bei passender Auslegung den Strom durch die LED auf 1% genau.
Eingestellt wird der Strom durch die Spannung an in (in Bezug zu Masse),
das kann man auf 0-1V für 0-100% auslegen und kaputt geht die Schaltung
auch nicht wenn mal die LED ausfällt oder ab geht.
Student schrieb:> Ich möchte: Eine Konstantstromquelle als LED-Treiber realisieren.> Die LEDs stehen noch nicht final fest, aber typischerweise liegt I bei> 1A (+- 200mA) und Vf = 30..49V, je nach Leistung und Verschaltung.>> Zum dimmen (und generell) möchte ich die Strombegrenzung variabel via> (I2C/SPI/...) DAC realisieren, der dann für den nicht-invertierenden> Komparatoreingang die Sollstromstärke definiert.
Damit gehst Du ein auf "was", es fehlt immer noch der genaue
Verwendungszweck, das "warum". Zumindest mir (muß aber nix heißen...)
ist noch etwas unklar, was exakt Du, und vor allem wozu genau, erreichen
willst.
Dann wüßte man Dir noch besser bei Deiner "Wunschlösung" zu helfen, wäre
aber auch in der Lage, Dir logische Alternativen anzubieten.
Nebenbei: Wieso kommt (metaph. "Die Ente bleibt draußen!") kein SMD in
Frage? Da gäbe es nämlich m. W. heutzutage so gut wie alle möglichen
Funktionen (evtl. auch die von Dir angestrebten) ... komplett
integriert.
MaWin schrieb:> Will das jetzt Mephisto oder Student oder sind hier alle so blöd daß sie> währebnd der Unterhaltung ihren Namen vergessen
Das ist der hier:
Beitrag "Step-Up Converter Simulation mit MC34063"MaWin schrieb:> Es gibt ganz primitive Schaltregler, Hystereseschaltregler:
Schaltung
> zumindest funktioniert die Schaltung bis 20V (UGS des MOSFETs) und> regelt bei passender Auslegung den Strom durch die LED auf 1% genau.
Das ist ein Abwärtsschaltregler, er will aber von 12V auf 30V oder 50V.
Student schrieb:> Der Vorteil ist natürlich auch, dass der Shunt kleiner werden kann.> Zusätzlich kann/muss der Schaltregler noch für Duty-Cycle 5% und> Open-Loop (Zener Diode zum Schutz vor Überspannung) abgeschaltet werden> können (Widerspricht etwas einem FET in dessen Zuleitung?)
Mal ehrlich: dein Ansatz ist schon vom Konzept her eine Bastelei.
Derzeit machen echt ALLE Schaltreglerhersteller in LED Lighting. Und
diese speziellen Schaltregler haben dann auch den nötigen PWM-Eingang
zum Steuern der Helligkeit. Ich würde die TI Webbench nehmen, eine LED
auswählen, die etwa den nötigen Strom braucht, so viele diese LEDs in
Reihe schalten, bis die gewünschten 50V herauskommen und mal ansehen,
was die so vorschlagen. Aufwand: 2 Minuten...
Ergebnis: z.B. http://www.ti.com/product/LM3429
Lothar M. schrieb:> Derzeit machen echt ALLE Schaltreglerhersteller in LED Lighting.
...
> Ergebnis: z.B. http://www.ti.com/product/LM3429
Nett.
Wenn die TI-Webseite funktionieren würde, könnte ich den auch gefunden
haben. Leider zeigt die mir auf meinem Firefox/Linux nur so ein "ich
lade was nach" Icon. Das haben die Webdesigner mal wieder verbockt.
Ach ja - das TI Webench. Schade, daß die das nicht flüssiger / flexibler
/ zuverlässiger hin kriegen. Kann es nicht mit absoluter Sicherheit
sagen, aber bei mir funktionierte (nach Daueranzeige von "Please wait
while WEBENCH application is loading.", die wohl auch nach 24 Stunden
noch da gewesen wäre...) entweder das Leeren des Browser-Cache, oder ein
anderer Browser... irgendwann ging es dann.
Martin S. schrieb:> Warum sollte man bei TI suchen, wenn es LT gibt?
Weil TI die guten Schaltregler von NS hat :-)
Milla Lügengscheid schrieb:> nach Daueranzeige von "Please wait while WEBENCH application is loading
Du solltest Flash und Skripte zulassen.
MaWin schrieb:> Du solltest Flash und Skripte zulassen.
Könnte ja durchaus auch daran gelegen haben. Es ist schon Monate her...
(Jedenfalls danke für den Tip, im Moment funktionierts problemlos, aber
wer weiß? ;-)
