Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leitsungs-MOSFET, EMV Probleme


von Visitor (Gast)


Lesenswert?

Hallo Leute,

ich hab da ein Problem wo ich momentan noch nicht wirklich weiter weiß 
und hoffe das ihr mir einen Tipp könnt.

Und zwar geht es darum, dass ein Leistungs-MOSFET als Schalter verwendet 
wird. Die Schaltzeiten sind so gering, dass sehr große Störungen 
auftreten und mir die anderen Signale in der Umgebung versauen. Ich habe 
zuerst dran gedacht die Schaltzeiten zu verlängern, dies würde aber die 
Schaltverluste in die Höhe treiben was natürlich auch nicht gewünscht 
ist. Und mit einem LC-Filter die Versorgung entkoppeln geht auch nicht 
so leicht, da eine entsprechende Induktivität für diese Ströme riesig 
werden würde. Hättet ihr vielleicht eine Idee wie man die Störungen 
anders dämpfen kann?

Viele Grüße

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Visitor schrieb:
> Hättet ihr vielleicht eine Idee wie man die Störungen
> anders dämpfen kann?

Diverse, die aber alle vollkommen Schaltplanabhängig sind. Und ne 
detaillierte Problembeschreibung kann auch nie schaden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

THOR schrieb:
> Diverse, die aber alle vollkommen Schaltplanabhängig sind.
Und noch diverse mehr, die vollkommen vom Layout abhängig sind...

Visitor schrieb:
> diese Ströme
Welche denn? Bei welchen Spannungen? Und wofür?

: Bearbeitet durch Moderator
von Mein Name ist FET, MOSFET (Gast)


Lesenswert?

Layout herzeigen!

Ich dimensioniere den Gatevorwiderstand oft so, dass er mit der Ciss 
gebildeten Ladekurve von Uth bis zur zum Strom passenden Gatespannung in 
ca. trr geladen ist.

Zusätzlich dann noch ein Millerkond + Serienwiderstand zwischen Gate und 
Drain. Das begrenzt du/dt selbst wenn Coss ba ca. 10V massiv absinkt.

Wenns eine Halbbrücke ist, dann helfen kleine 10nF Konds noch, um die 
Stromschleifen zu reduzieren.

Weiters kann ein Ferrit oder ein 100R ca. in den Zuleitungen für die 
Gatetreiber helfen (d.h. in + und -), um auch hier Stromschleifen zu 
öffnen.

Problem sind immer die durch du/dt verursachten Kapazitätsströme. Z.b. 
durch den Kühlkörper.


Greif das Gnd für den Gatetreiber erst beim Fet Source ab!


L.g.

von Mein Name ist FET, MOSFET (Gast)


Lesenswert?

Diese kleinen Konds parallel zu größeren machen nur dann Sinn, wenn man 
sie wegen der kleinen Baugröße näher ran bringt.

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Störungen durch kurze Schaltzeiten gibts fast garnicht. Störungen durch 
falschen Aufbau dagegen viele.

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
> falschen Aufbau

Ohne den schrecklichen Aufbau zu kennen: Jeder Draht ist eine Antenne!

Lothar M. schrieb:
> vollkommen vom Layout abhängig sind...

Suche Lothars praktisches Beispiel 
"EMV-Optimiertes-Schaltreglerlayout.html"

von Waschbär (Gast)


Lesenswert?

Visitor schrieb:
> die Schaltzeiten zu verlängern, dies würde aber die
> Schaltverluste in die Höhe treiben was natürlich auch nicht gewünscht
> ist. Und mit einem LC-Filter die Versorgung entkoppeln geht auch nicht
> so leicht,

Wasch' mir den Pelz, aber mach' mich nicht naß. Entscheide Dich!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Metallgehäuse und abgeschirmte Kabel sollen auch oft helfen. Aber wie 
immer sind kurze kräftige Leitungen für die Leistungskreise zu 
empfehlen.

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> kurze kräftige Leitungen für die Leistungskreise

Kreise sind des Teufels! Weil Luftspule = Magnetfeld.

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:

> Matthias S. schrieb:
>> kurze kräftige Leitungen für die Leistungskreise
>
> Kreise sind des Teufels! Weil Luftspule = Magnetfeld.

Nun ja. "Ohne Kreis kein Strom". :)

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


Lesenswert?

Oder bei einer H-Brücke zumindest dem unteren FEt einen Kühlkörper aus 
Keramik geben. Der wirkt nicht wie eine große Antennenfläche bzw. ein 
Kondensator.

von MOSFETT - hab ich schon mal gehört (Gast)


Lesenswert?

Sehr zu empfehlen: Der Kühlkörper wird an das "ruhige" Potential 
angebunden.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Visitor schrieb:
> ch habe zuerst dran gedacht die Schaltzeiten zu verlängern, dies würde
> aber die Schaltverluste in die Höhe treibe

Das ist aber der Weg. Man muss es ja nicht übertreiben. Gutes Layout 
sorgt natürlich auch für kleine Abstrahlungen.

von sillybilly (Gast)


Lesenswert?

Wie Du siehst, besteht zu dieser Problematik reges Interesse, wobei aber 
niemand verbindliche und wirklich hilfreiche Tipps geben kann - weil 
ganz einfach sehr viele Informationen fehlen! :)

MaWin hat allgemein völlig recht - das ist der einfachste Weg.

Z.B. bei Schaltnetzteilen, die mit immer höheren und höheren Frequenzen 
schalten, wählt man gerne Schaltzeiten im Bereich 1/250stel bis 1/25stel 
der Schaltperiode. Je höher die Frequenz, desto mehr wird man wohl einen 
Kompromiß in Richtung etwas längerer Schaltzeiten eingehen.

Bei Verwendung als Ein-/ Aus-Schalter, der da und dort mal schaltet, 
sieht das völlig anders aus - man hat in Bezug auf Schaltverluste kaum 
Probleme zu erwarten, so lange man den FET nicht im Schneckentempo 
"schalten" (in dem Fall eher "linear Anlaufen"?) lassen will, wobei er 
sogar sterben kann.

Zuallererst muß man also ermitteln, ob die Schaltzeiten und Schalt-
verluste in Deiner Anwendung überhaupt ein Problem darstellen.

Geh also ins Detail, bringe alle Informationen her.

von oszi40 (Gast)


Lesenswert?

Matthias S. schrieb:
> Metallgehäuse und abgeschirmte Kabel

Wenn man das Übel gleich am Ursprung beseitigt, dann ist spart man viel 
Blech, Filter und Durchführungskondensatoren.

von Alexander (Gast)


Lesenswert?

sillybilly schrieb:
> Z.B. bei Schaltnetzteilen, die mit immer höheren und höheren Frequenzen
> schalten, wählt man gerne Schaltzeiten im Bereich 1/250stel bis 1/25stel
> der Schaltperiode

Woher hast du diese Information?

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Kevin K. schrieb:
> Kühlkörper aus
> Keramik

Kenn ich nicht. Kannst Du da mal Infos rüberschieben?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
> Kenn ich nicht. Kannst Du da mal Infos rüberschieben?
Sooooo höllisch schwer ist das jetzt nicht...
https://www.google.de/search?q=kühlkörper+keramik

Vielleicht reichen schon Isolierscheiben aus Keramik:
https://www.google.de/search?q=isolierscheiben+keramik

von sillybilly (Gast)


Lesenswert?

Alexander schrieb:
> Woher hast du diese Information?

Genau so kurz angebunden: Wieso fragst Du?

von Alexander (Gast)


Lesenswert?

sillybilly schrieb:
> Alexander schrieb:
> Woher hast du diese Information?
>
> Genau so kurz angebunden: Wieso fragst Du?

Weil es sich nach einer Daumenregel anhört, die ich zum ersten Mal höre.

Damit möchte ich nicht behaupten, dass sie falsch sei. Allerdings 
erschließt sich mir nicht, inwiefern die Schaltflanke ZUSAMMEN mit der 
Schaltfrequenz zu  den EMV Problemen beiträgt.

Steile Schaltflanken können  EMV Probleme verursachen, gar keine Frage. 
Aber weshalb sollte die Schaltflanke von der Schaltfrequenz abhängig 
sein, um EMV Probleme vorzubeugen.

Gruß,

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Vielleicht, weil 1/250 relativ wenig ist, und 1/25 relativ viel.

von sillybilly (Gast)


Lesenswert?

Alexander schrieb:
> Allerdings
> erschließt sich mir nicht, inwiefern die Schaltflanke ZUSAMMEN mit der
> Schaltfrequenz zu  den EMV Problemen beiträgt.
>
> Steile Schaltflanken können  EMV Probleme verursachen, gar keine Frage.
> Aber weshalb sollte die Schaltflanke von der Schaltfrequenz abhängig
> sein, um EMV Probleme vorzubeugen.

Nein, darum geht es gar nicht. Das habe ich auch nicht behauptet.
Sondern allein um einen Bereich, der "aus Vernunftgründen" gewählt wird.

Wieso sollte man bei einem Tiefsetzsteller mit 16kHz in 10ps schalten 
wollen? Viel zu schnell, unnötig. - Von der nötigen Treiberleistung für 
einen großen IGBT für 10ps mal abgesehen. - (Zumindest für Schaltwandler 
- will man für irgend eine Anwendung 10ps Pulse bei 16kHz erzeugen, ist 
das eine andere Sache...)

Oder: Schaltet man bei 2MHz in 250ns, ist das so langsam, daß statt
dem Stattfinden einer wesentlichen Leistungsübertragung eher der/die 
MOSFET/s wegkocht/en.

Was ich da nannte, findet man vielleicht nirgends in Lehrbüchern (kann 
ich nicht sagen). Das sind eher ungefähre (*) Erfahrungswerte. Und wären 
die falsch, hätte längst jemand vehement widersprochen.

(* bzw. ein erweiterter Bereich dessen, was gerne gewählt wird, um die 
Schaltverluste gegenüber den Leitverlusten in "bedeutungslosen" 
Bereichen zu halten - weniger "erweitert" wären es wohl 1/100 bis 1/50, 
vielleicht steht zumindest das irgendwo, ich weiß es nicht...)

von sillybilly (Gast)


Lesenswert?

sillybilly schrieb:
> 2MHz in 250ns

Verzeihung, das wäre hier die Hälfte der Schaltperiode. Zu extrem.
Da würde mit Totzeit bei einem symm. Rechteck nicht einmal "das Dach"
erreicht. Hätte 100ns oder 50ns schreiben sollen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.