Hallo, Ich brauche mal etwas Hilfe und zwar brauche ich einen MOSFET über den ich mindestens 16 A schalten kann er wird mit einem treiber mit PWM mit max 300KHz geschaltet das gate wird über den Treiber ge und entladen dafür hab ich auch 2 100 nF Kondensatoren am Treiber Eingang damit dass schnell geht. Ich habe aber nur begrenzt platz auf der Platine weswegen ich keinen riesigen Kühlkörper anbringen kann, nur einen kleinen mit ca. 11 K/W. Ich hab halt jetzt nach MOSFETS mit niedrigem Widerstand gesucht und mich jetzt auf diesen hier festgelegt: IXTH260N055T2 Datasheet: https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/discrete_mosfets/littelfuse_discrete_mosfets_n-channel_trench_gate_ixth260n055t2_datasheet.pdf.pdf Aber der hat eine relativ hohe Eingangskapazität von 10.8 nF aber die Gesamtladung Qg ist mit 140 bei 10V und wohl um die 200 bei 15V noch relativ niedrig. Das Problem ist jetzt dass ich nicht weiß ob der kleine Kühlkörper ausreicht dafür den er hat ja nur max 3.3 mOhm normal 1.6 mOhm. Aber wegen der hohen Kapazität weiß ich nicht wie hart er geschaltet wird und wenn das eben länger dauert dann produziert er ja wieder mehr Wärme ... Danke für eure Hilfe.
Hast du ein Spice-Modell von deinem IXTH260N055T2 MOSFET und eines vom Treiber? Simulier' den Krempel z.B. mit LT-Spice und lass dir die Verlustleistung anzeigen. Wenn du ans Layout gehst, schätze auf Ausgang, Versorgung, ... Parasiten ab und baue die in die Simulation ein. Und nochmal simulieren. Was willst du denn da schalten und warum ist die PWM-Frequenz so sportlich hoch? mfg mf
>dafür hab ich auch 2 100 nF Kondensatoren am Treiber Eingang damit dass
??? ... verstehe ich nicht.
Bei 3,3mOhm und 16A heizt der Mosfet mit noch nichtmal 1W. Das schafft
der auch ohne KK.
Der Treiber sollte möglichst einen großen Strom treiben können, damit
der das Gate schnell umladen kann.
Die Frage wäre, ob die 300kHz wirklich sein müssen, oder nicht auch
deutlich niedriger angesetzt werden können, um die Umschaltverluste zu
minimieren.
Jens G. schrieb: >>dafür hab ich auch 2 100 nF Kondensatoren am Treiber Eingang damit dass > > ??? ... verstehe ich nicht. > > Bei 3,3mOhm und 16A heizt der Mosfet mit noch nichtmal 1W. Das schafft > der auch ohne KK. > Der Treiber sollte möglichst einen großen Strom treiben können, damit > der das Gate schnell umladen kann. > Die Frage wäre, ob die 300kHz wirklich sein müssen, oder nicht auch > deutlich niedriger angesetzt werden können, um die Umschaltverluste zu > minimieren. Leider sind die Umschaltverluste des Mosfets hier vermutlich größer als die reine Verlustleistung von Rdson. Der Gatetreiber sollte bei dem Mosfet und der hohen Schaltfrequenz schon ein paar Ampere können. Ich empfehle das mit LTspice zu simulieren. Als Ersatz-Mosfet für die Simulation könnte man den IPA032N06N3 nehmen.
Wenn du wirklich so schnell schalten willst dann such dir ein FET mit bedeutent weniger Gatekapazität... Infineon hat da einige im Angebot die geringe Kapazität und RDSon haben.
Fabian F. schrieb: > brauche ich einen MOSFET über den > ich mindestens 16 A schalten kann er wird mit einem treiber mit PWM mit > max 300KHz geschaltet... Darf man fragen welche 16A-Last mit 300Khz geschaltet werden soll?
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Fabian F. schrieb: > Aber wegen der hohen Kapazität weiß ich nicht wie hart er > geschaltet wird und wenn das eben länger dauert dann produziert er ja > wieder mehr Wärme Du kennst die Gate-Source-Kapazität und auch der Strom mit dem dein Treiber das Gate umladen kann. Damit hast du doch alles was nötig ist um die Verluste bestimmen zu können ;)
> Darf man fragen welche 16A-Last mit 300Khz geschaltet werden soll?
Alle die sich das fragen die 300 Khz sind die maximale Betriebsfrequenz,
ich geb euch nur die Daten für den Worst Case.
Fabian F. schrieb: > ich geb euch nur die Daten für den Worst Case. Du darfst deine Phantasiesalami behalten.
Jens G. schrieb: > Die Frage wäre, ob die 300kHz wirklich sein müssen, oder nicht auch > deutlich niedriger angesetzt werden können, um die Umschaltverluste zu > minimieren. Die Umschaltverluste sind proportional zur Umschaltfrequenz. Bei einer Frequenz von 0 Hz sind sie nicht vorhanden und damit minimal. Das war einfach.
Fabian F. schrieb: > Aber wegen der hohen Kapazität weiß ich nicht wie hart er geschaltet > wird Wir auch nicht. Du musst schon sagen, WELCHER Treiber mit welchem Strom umlädt. Aber bei 10nF Gate sehe ich schwarz, nur 200nF Stützkapazität ist zu wenig, 300kHz zu viel. Ein anderer MOSFET könnte besser dastehen. Simuliere deine Schaltung, Treiber und MOSFET, in LTSpice, dann bekommst du eine Abschätzung der Verluste. Wenn man bei 300kHz in 1us umschalten würde, ist immerhin 1/3 der Zeit Umschaltzeit, also viel zu langsam. 100ns sind schon sportlich, macht 160A/us und werweisswieviele V/us. Das ist ein potenter Störsender und der Rest deiner Elektronik ist direkt daneben. Ich dage mal: das kannst du nicht aufbauen, Multilayer ist Pflicht. http://www.ti.com/lit/an/slua560c/slua560c.pdf
Angehängte Dateien:
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IXTH260N055T2.png
150 KB
> Du darfst deine Phantasiesalami behalten. Phantasiesalami? Was ist den mit euch hier los, denkt ihr das wäre nicht machbar ... und auch wenn mit einem anderen FET, beim start kann die Frequenz kurz bis zu 500Khz gehen. Die Rise und Fall time des FETs sind unter 30 nS sollte also eigentlich kein problem geben. Ich werde sowieso mehrere FETs bestellen und austesten ich mache auch gerne für euch Photos von den Schaltvorgängen an meinem Oszilloskop wenn ich es fertig habe. Übrigens wird er wohl kaum mehrere Amper ziehen beim laden. Ich komme bei 300Khz auf um die 0.25 A. Und es sind nicht nur 100nF stütze ich hab noch einen 10 Micro Farad 2x100 und einen 330 mic cap davor, alle mit ultra low ESR zusammen unter 25mOhm. Die 200 nF sind aber am nähsten dran. Aber da kann man ja noch dran arbeiten. Die 300K werden wahrscheinlich eh nur am Anfang erreicht danach sind es wahrscheinlich um die 100K oder weniger. Aber er muss ja am Anfang funktionieren um erst mal die Frequenz zu drosseln also muss er auch mal kurz die 500K abkönnen. Hier das Datenblatt zum MAX1771: https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX1771.pdf Ja es geht um den Step up Wandler aber wie gesagt dass ist nicht das Thema der Frage. Ich weiß auf jeden Fall dass der Max 1771 MOSFETs mit einer Qg von 200 und größer schalten kann die frage ist nur wie schnell und gut er das Gate auf ground setzt und es wieder lädt. Wie erwähnt komme ich maximal auf 250 mA wie? hier bitte: https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste Beim Schaltverlust hab ich übrigens um die 11 Watt raus bekommen. Nur mal so hat sich jemand überhaupt das Datenblatt angeguckt? Dann wäre es schön wenn mir und allen anderen die sich das Fragen jemand erklären könnte warum die Qg und die rise und fall time im Vergleich mit der Eingangskapazität so klein sind. LG
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Fabian F. schrieb: > Die Rise und Fall time des FETs sind unter 30 nS Wenn du mit 2 Ohm also 5A Treiber umlädst, und das auch noch auf deiner Leiterplatte, Stichwort Leitungsinduktuvität, schaffst. Fabian F. schrieb: > nd es sind nicht nur 100nF Vielleicht merkst du damit selber, dass deine halbdurchdachte Prosa zur Beschreibung ungeeignet ist. Fabian F. schrieb: > Ja es geht um den Step up Wandler MAX1771 Der braucht aber 550ns um ein 1nF Gate umzuladen.
> Der braucht aber 550ns um ein 1nF Gate umzuladen.
Okay und woher genau weißt du dass?
Fabian F. schrieb: > Phantasiesalami? Ja genau, Phantasiesalami. Mit der Betonung auf Salami. Weil du erst nach einem Tag verrätst, womit du den FET treiben willst. Obwohl das natürlich eine der wichtigsten Angaben ist um zu beurteilen, welche Schaltfrequenzen du erreichen kannst. Das Datenblatt des MAX1771 sagt: "The typical total gate charge should be 50nC or less. With larger numbers, the EXT pins maynot be able to adequately drive the gate." Du benutzt einen FET mit 140nC (oder mehr, je nach Spannung). Wenn du also wissen willst, ob dein Treiber geeignet ist um den FET zu schalten: aus Sicht des Herstellers Maxim ist er das offensichtlich nicht.
> Du benutzt einen FET mit 140nC (oder mehr, je nach Spannung). > > Wenn du also wissen willst, ob dein Treiber geeignet ist um den FET zu > schalten: aus Sicht des Herstellers Maxim ist er das offensichtlich > nicht. Ich weiß dass es funktioniert ... an sich auch kein Problem einfach noch einen Gate Treiber an den Max hängen fertig. Z.B: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP81074-D.PDF
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Fabian F. schrieb: >> Du benutzt einen FET mit 140nC (oder mehr, je nach Spannung). >> >> Wenn du also wissen willst, ob dein Treiber geeignet ist um den FET zu >> schalten: aus Sicht des Herstellers Maxim ist er das offensichtlich >> nicht. > > Ich weiß dass es funktioniert ... an sich auch kein Problem einfach noch > einen Gate Treiber an den Max hängen fertig. > > Z.B: > > https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NCP81074-D.PDF Und nächste Woche baust du aus einem Bobbycar einen F1-Rennwagen, mit dem was so auf der Straße rumliegt.
Auch hier frage ich mich, wie auch bei dem Beitrag mit dem Step Up, warum er überhaupt fragt wenn er es anscheinend besser weiß. Aber wie auch bei dem Maxim Chip kann man mit dem richtigen Spannungsteiler den Treiber bestimmt davon überzeugen das Gate besser umzuladen :P Scherz bei Seite, mim ein FET das für so hohe Schaltfrequenzen geeignet ist. Beispielsweise so was: https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BSC014N06NS-DS-v02_01-en.pdf?fileId=db3a3043382e837301386ab95a521dcd
Fabian F. schrieb: >> Du darfst deine Phantasiesalami behalten. > > Phantasiesalami? Ja. > Was ist den mit euch hier los, [...] Wir haben Erfahrungen. "Phantasie" deshalb, weil Du Dir Zielwerte zusammen- phantasierst, die keinen Sinn ergeben. (Mir erschließt sich nicht, warum Du zum Schalten von 16A einen FET brauchst, der 260A verträgt.) Und "Salami" wegen der Salamitaktik, mit der Du Deine Vorstellungen hier mitteilst. > Die Rise und Fall time des FETs sind unter 30 nS sollte > also eigentlich kein problem geben. Schön. Die 30ns merken wir uns mal. > Übrigens wird er wohl kaum mehrere Amper ziehen beim laden. Ach so?! "nC" (=Nanocoulomb) sind "nAs ("Nanoamperesekunden"). Um 140nAs in 30ns auf das Gate zu transferieren, sind 140nAs/30ns = 4.67A notwendig. > Ich komme bei 300Khz auf um die 0.25 A. Du darfst natürlich nicht die TAKTFREQUENZ zugrundelegen, sondern musst mit der angepeilten SCHALTZEIT rechnen. > Wie erwähnt komme ich maximal auf 250 mA wie? hier bitte: > > https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Schalt-Verluste Auf der verlinkten Seite steht kein Sterbenswörtchen davon, wie man den Gate-Strom berechnet. > Beim Schaltverlust hab ich übrigens um die 11 Watt raus > bekommen. Wahrscheinlich auch falsch. Zuviel.
Egon D. schrieb: > Mir erschließt > sich nicht, warum Du zum Schalten von 16A einen FET > brauchst, der 260A verträgt. Um einen niedrigen Rds_on zu haben. Mit einem IRFZ44 beispielsweise hätte man zwar nur 1.8nF, aber 16.5mOhm, und letzteres wären dann bei 16A Dauerlast schon 4.2W. Bei 11K/W als Kühlkörper wären das 46K über Gehäuse-Innentemperatur. Wobei dieser Transistor 16A noch bei etwa 160°C verkraften würde, es also im Gehäuse 114°C warm sein kann - reicht wahrscheinlich immer noch locker.
Nop schrieb: > Egon D. schrieb: >> Mir erschließt sich nicht, warum Du zum Schalten >> von 16A einen FET brauchst, der 260A verträgt. > > Um einen niedrigen Rds_on zu haben. <Loriot> Ach! </Loriot> > Mit einem IRFZ44 beispielsweise hätte man zwar nur > 1.8nF, aber 16.5mOhm, und letzteres wären dann bei > 16A Dauerlast schon 4.2W. Irgendeinen Tod muss man halt sterben. Wenn minimale Leitverluste missionskritisch sind, kann man den FET des TO natürlich nehmen, warum nicht? Wenn aber einige 10^5 mal je Sekunde geschaltet wird, kommen noch die Schaltverluste und die Ansteuerverluste obendrauf, und dann verschiebt sich das Bild. Man muss halt immer das Gesamtsystem betrachten.
Egon D. schrieb: > (Mir erschließt sich nicht, warum Du zum Schalten von 16A einen FET > brauchst, der 260A verträgt.) Das passt halt irgendwie zahlenmäßig gut zur Spannung, die von 15V auf 230V gewandelt werden soll... :-\ Egon D. schrieb: > Man muss halt immer das Gesamtsystem betrachten. Aber insgesamt nett, was man sich da alles zusammenrechnen kann, obwohl schon lange klar ist, dass ein simpler Stepup von 15V/15A auf 230V/500mA wie im Beitrag "Step-up Wandler Induktivität Größe" geplant völliger Murks ist. Wenn jemand (hier der Fabian) nur einen Hammer kennt, dann sieht für ihn jedes Problem irgendwie wie ein Nagel aus. Dabei kann er ja einfach mal ein wenig mit der Webbench herumspielen und schauen, was die aus seinen Spannungs- und Stromwünschen macht: https://webench.ti.com/power-designer/switching-regulator Fazit: entweder Flyback- oder Durchfluss-Wandler. Aber in jedem Fall mit Trafo.
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