Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Widerstand für rise/fall time wählen


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von mauri (Gast)


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Hallo

Um den Widerstand zu wählen, habe ich aus der Kommutierungszeit die 
notwendige Schaltzeit der Schalter (Mosfets) bestimmt.

Ohne näher darauf einzugehen beträgt die Kommutierungszeit bei einer 
gewünschten Drehzahl Umdr_mech = 28200 U/min, 88.6us.

Nun würde mich bei dem Mosfetdriver TC4469 interessieren, wie ich den 
Widerstand am Gate wählen muss, damit dies erfüllt ist.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21425C.pdf

Den continuous current verstehe ich. Man kann 300mA pro Ausgang ziehen 
und das kontinuierlich. Das kommt mit den max. 1.2A (4x300A) auch hin 
mit 4 Ausgängen. Was aber die 500 sind (total package) verstehe ich 
nicht. Heisst das, wenn ich nur einen Ausgang verwenden würde, bekomme 
ich maximal 500mA, also nicht 1.2A?

Ausserdem müssen Mosfets ja eher schnell geschaltet werden, wegen der 
Verluste.
Ich würde bei einem Qtotal von 37nC bei einem IRF530N mit einer 
Schaltzeit 88.6us auf einen notwenigen Strom von nur 0.43mA kommen. Das 
ist relativ wenig. Müsste ich dafür im Falle einer Realisierung nun 
(12-0.025)/0.43mA nehmen? Also ein 27k Widerstand.

Der Schaltverlust der Mosfets wäre ja so auch hoch.

Was macht man da nun sinnvollerweise auch bzgl. der Mosfets, wenn 
angestrebt werden soll, dass diese möglichst schnell schalten sollen?

von Michael B. (laberkopp)


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mauri schrieb:
> Was macht man da nun sinnvollerweise auch bzgl. der Mosfets, wenn
> angestrebt werden soll, dass diese möglichst schnell schalten sollen?

Den Widerstand möglichst klein ?

Die Berechnung der Umschaltzeit ist kompliziert:

http://www.ti.com/lit/an/slua560c/slua560c.pdf

von ArnoR (Gast)


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mauri schrieb:
> Was aber die 500 sind (total package) verstehe ich nicht.

Die Summe aller Ausgänge als DC-Strom.

von mauri (Gast)


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ArnoR schrieb:
> mauri schrieb:
>> Was aber die 500 sind (total package) verstehe ich nicht.
>
> Die Summe aller Ausgänge als DC-Strom.

Ja wenn ich pro Ausgang 300mA ziehen kann, kann die Summe aller 4 ja 
nicht 500 sein.

von ArnoR (Gast)


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mauri schrieb:
> Ja wenn ich pro Ausgang 300mA ziehen kann, kann die Summe aller 4 ja
> nicht 500 sein.

Aha.

von mauri (Gast)


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ArnoR schrieb:
> mauri schrieb:
>> Ja wenn ich pro Ausgang 300mA ziehen kann, kann die Summe aller 4 ja
>> nicht 500 sein.
>
> Aha.

Ja aber dann verstehe ich gar nichts mehr.
Ich kann ja 300mA kontinuierlich ziehen. In welchem Fall ist das der 
Fall?

Wenn ich insgesamt nur 500 ziehen kann, heisst das dann pro Ausgang 
125mA bei 4 genutzten Ausgängen.
Wie kann man es dann beeinflussen, dass man kurzzeitig 1.2A zieht, nur 
bei einem genutzten Ausgang?

von ArnoR (Gast)


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mauri schrieb:
> Ich kann ja 300mA kontinuierlich ziehen. In welchem Fall ist das der
> Fall?

An einem Ausgang darfst du das, nicht an allen gleichzeitig.

mauri schrieb:
> Wenn ich insgesamt nur 500 ziehen kann, heisst das dann pro Ausgang
> 125mA bei 4 genutzten Ausgängen.

Ja, als DC-Strom, nicht Pulsstrom beim Umladen des Gate.

mauri schrieb:
> Wie kann man es dann beeinflussen, dass man kurzzeitig 1.2A zieht, nur
> bei einem genutzten Ausgang?

Der Pulsstrom ist höher, weil die Wärmekapazität des Chip eine 
Überhitzung bei kurzen Pulsen verhindert. Außerdem steigt der 
ON-Widerstand mit der Temperatur, so dass mit der Zeit (Erwärmung) immer 
weniger Strom lieferbar ist (Fig. 2-9, 2-12).

von mauri (Gast)


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ArnoR schrieb:
> mauri schrieb:
>> Ich kann ja 300mA kontinuierlich ziehen. In welchem Fall ist das der
>> Fall?
>
> An einem Ausgang darfst du das, nicht an allen gleichzeitig.
>
> mauri schrieb:
>> Wenn ich insgesamt nur 500 ziehen kann, heisst das dann pro Ausgang
>> 125mA bei 4 genutzten Ausgängen.
>
> Ja, als DC-Strom, nicht Pulsstrom beim Umladen des Gate.
>
> mauri schrieb:
>> Wie kann man es dann beeinflussen, dass man kurzzeitig 1.2A zieht, nur
>> bei einem genutzten Ausgang?
>
> Der Pulsstrom ist höher, weil die Wärmekapazität des Chip eine
> Überhitzung bei kurzen Pulsen verhindert. Außerdem steigt der
> ON-Widerstand mit der Temperatur, so dass mit der Zeit (Erwärmung) immer
> weniger Strom lieferbar ist (Fig. 2-9, 2-12).

Wozu dann die Angabe, wenn man die 1.2A nicht erreichen kann?
Mit welchem Strom kann ich rechnen, wenn ich für einen Motor mit 3 
Phasen, 3 Ausgänge verwende? Die Pulsströme sollten dabei die gleichen 
sein.

von ArnoR (Gast)


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mauri schrieb:
> Wozu dann die Angabe, wenn man die 1.2A nicht erreichen kann?

Kann man doch, jedenfalls unter bestimmten Bedingungen. Siehe die 
genannten Bilder.

mauri schrieb:
> Mit welchem Strom kann ich rechnen, wenn ich für einen Motor mit 3
> Phasen, 3 Ausgänge verwende? Die Pulsströme sollten dabei die gleichen
> sein.

Du musst zwischen DC-Strom und Pulsstrom unterscheiden. Der Pulsstrom 
wird durch die Ausgangswiderstände begrenzt (spannungsabhängig, 
temperaturabhängig). Der DC-Strom wird durch die maximale Chiptemperatur 
begrenzt.

von mauri (Gast)


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ArnoR schrieb:
> mauri schrieb:
>> Wozu dann die Angabe, wenn man die 1.2A nicht erreichen kann?
>
> Kann man doch, jedenfalls unter bestimmten Bedingungen. Siehe die
> genannten Bilder.

Ja das Bild sagt bei High STate zB bei 12V supply, dass ich bei 25°C 
einen RDSon von etwa 12 Ohm habe. Also kann ich pulsmässig unter dieser 
Bedingung 1A ziehen und das durch 4 pro Ausgang?

>
> mauri schrieb:
>> Mit welchem Strom kann ich rechnen, wenn ich für einen Motor mit 3
>> Phasen, 3 Ausgänge verwende? Die Pulsströme sollten dabei die gleichen
>> sein.
>
> Du musst zwischen DC-Strom und Pulsstrom unterscheiden. Der Pulsstrom
> wird durch die Ausgangswiderstände begrenzt (spannungsabhängig,
> temperaturabhängig). Der DC-Strom wird durch die maximale Chiptemperatur
> begrenzt.

Ich verstehe das immer noch nicht so ganz. Ich benötige doch für das 
Umschalten einen Pulsstrom, keinen DC. Bei 3 genutzten Ausgängen könnte 
ich etwa 166mA ziehen als DC-Strom.
Aber geladen und entladen werden die Mosfets ja mit Pulsströmen. Wenn 
ich jetzt einen Gatewiderstand (Ausgangswiderstand) von 20Ohm nehme, was 
habe ich dann für einen Pulsstrom?
Mir ist einfach nicht klar, wann ich gerade einen DC-STrom ziehe und 
wann ich einen Pulsstrom ziehe

von ArnoR (Gast)


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mauri schrieb:
> Mir ist einfach nicht klar, wann ich gerade einen DC-STrom ziehe und
> wann ich einen Pulsstrom ziehe

Bei Mosfets/IGBTs gibt es gar keinen DC-Strom, nur den Pulsstrom im 
Umschaltmoment. DC-Strom gibt es z.B. bei Bipolartransistoren.

mauri schrieb:
> Bei 3 genutzten Ausgängen könnte
> ich etwa 166mA ziehen als DC-Strom.

Ja, aber bei Mosfets irrelevant.

mauri schrieb:
> Wenn
> ich jetzt einen Gatewiderstand (Ausgangswiderstand) von 20Ohm nehme, was
> habe ich dann für einen Pulsstrom?

Hängt von der Betriebsspannung, der Temperatur, dem inneren 
Gatewiderstand des Mosfet und der Schaltrichtung ab.

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