Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik richtigen Mosfet aus dreien auswählen


von DocRaptor (Gast)


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Hi,
ich möchte denn richtigen Mosfet aus dreien auswählen, die ich 
ausgesucht habe. Die möchte ich nutzen um Heizbetts und Hotends bei 
3D-Drucker (12V und 24V) anzusteuern. Ich rechne mit einer 
Höchstbelastung von 15A, ehr 10A, absoluter worst case 20A, das aber nur 
bei Spitzen, die eigentlich nie vorkommen sollten. Ich habe folgende 
Kandidaten ausgesucht:

Teil ----------------------- Vdss -- Id ----- Preis
HUF76639S3ST --------------- 100V -- 51A ---- € 0.92
HY4903B -------------------- 30V --- 290A --- € 0.55
SE30150 -------------------- 30V --- 150A --- € 0.43

Schalten tuen die alle bei 3V, da sie von einen STM32F103 angesteuert 
werden sollen.
Was mein ihr? Welchen soll ich nehmen? Erster wäre schon ein bischen 
mein Favorit (einen etwas änlichen findet auf dem Ramps) aber er ist der 
teuerste. Die anderen beiden sind billiger, verkraften theoretisch mehr 
Strom wenn ich das richtig sehe, aber nur 30V, ein bischen Reserve wäre 
doch gut, oder? Was mein ihr?

von Jörg R. (solar77)


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DocRaptor schrieb:
> Schalten tuen die alle bei 3V...

Welchen Wert aus den DBs hast Du dafür zugrunde gelegt?

Ich vermute den falschen.

von GEKU (Gast)


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DocRaptor schrieb:
> Schalten tuen die alle bei 3V, da sie von einen STM32F103 angesteuert
> werden sollen.

Um einen FET sauber über eine 3,3V ansteuern zu können reichten eine 
Schaltschwelle von 3V nicht aus.
Der FET sollte schon bei der halben Versorgungsspannung zu schalten 
beginnen.
Genaueres, wieviel Strom bei welcher Gatespannung, sollte man aus denn 
Kurven der Datenblätter heraus lesen.

Beitrag #6051117 wurde vom Autor gelöscht.
von Teo D. (teoderix)


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Dablas zu Verlinken wäre äußerst höflich gewesen!

DocRaptor schrieb:
> Was mein ihr? Welchen soll ich nehmen?

Keinen

von Gnagnagna (Gast)


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Beim HUF... finden sich auf Seite 4 Diagramme (Figures
5, 6 und 9), bei denen man glauben könnte, bei V_GS > 2V
würde der FET schon gut leiten.


Sind jedoch (siehe oben links) "Typical Performance Curves"
--- und typisch heißt nicht garantiert ... genau das,
garantiert, will/braucht man aber

Sie gelten nur für einen Bruchteil aller HUF..., und zwar
denen mit rund 2V als Wert der V_GS(th). (th=threshold -
was übrigens der Wert ist, ab welchem der FET ganz, ganz
langsam/leicht bzw. nur ein bißchen... zu leiten beginnt,
und nicht die empfohlene Ansteuerspannung(!).)

Und sie kann zwischen 1V und 3V liegen (dort zu lesen).


Da Du aber vermutlich etwas funktionales bauen willst, und
kein reines Glücksspiel betreiben, ob es geht oder nicht,
nimmst Du stattdessen die garantierten Werte.


(Normalerweise die Werte für V_GS, welche in der Zeile
des Wertes für R_DS dahinter als "Meßbedingung" stehen.
[Dort kann man nicht versehentlich "typisch" aussuchen.]

Hier im Datenblatt wurde scheinbar vergessen, zu der Zeile
mit/für 10V noch eine zweite für 4,5V darunterzusetzen -
der Typ ist aber definitiv mit 4,5V sauber einschaltbar,
denn es ist ein Logic Level Typ (und etwas Inter-/Extra-
Polation o. g. Kurven erlaubt den Rückschluß ebenfalls).



Was Du brauchst, um mit 3V schalten zu können, ist ein Typ
mit Spezifikation (o. g. Meßbedingung in g. Zeile) für z.B.
2,5V oder vielleicht 2,8V... (ich glaube daß es keine "3V"
Typen gibt, ist aber egal).

Die werden beworben mit:
- "Ultra Logic Level"    ...oder
- "Low Logic Level"

und man findet sie unter dieser Bezeichnung oder einfach
mittels parametrischer Suche bei einem Distri:

https://www.mouser.de/Semiconductors/Discrete-Semiconductors/Transistors/MOSFET/_/N-ax1sf?P=1z0y4ciZ1yzthbyZ1z0xumnZ1y9ie5uZ1y9f5anZ1yzulylZ1yzua41Z1z0xosyZ1z0yra8Z1yvsnzwZ1z0y182Z1z0xpddZ1yztbb5Z1yuk7vzZ1yw743xZ1yw70nlZ1y8v194Z1yw78dzZ1yvy1qjZ1yw76f5Z1yw75jhZ1yw73xuZ1yw78ezZ1yw71xgZ1ysobvwZ1yw8qn6Z1yw7258Z1yw8om3Z1yw8o1nZ1z0y3zr&Rl=ax1sfZgjdhozZ1yw76e3Z1yvixgtSGT&Ns=Pricing%7c0

von Mark S. (voltwide)


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Solche ultra-low-logic-level-Typen gehen aber kaum über 
30V-Betriebsspannung hinaus.

von Jens G. (jensig)


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Macht nix - 30V-Typen reichen ja vollkommen für sein Vorhaben aus.

von äxl (Gast)


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DocRaptor schrieb:
> HUF76639S3ST --------------- 100V -- 51A ---- € 0.92

27(eher 30-50)mR bei 15A:

15A x 15A x 0.03R = 6.75W

Das wird schon gut warm. Drann denken...
Wenn dieser FET mit "nur" 3.3V angesteuert wird, sollte man unbedingt im 
durchgeschaltetem Zustand die Spannung über FET kontrollieren.
30V ist knapp. richtig.
Man könnte einen IRLZ34N probieren. Würde ich aber nur machen, wenn er 
zufällig in der Kiste liegen würde...
Mal die parametrische Suche bei vishay probiert?
http://www.vishay.com/mosfets/

von äxl (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Macht nix - 30V-Typen reichen ja vollkommen für sein Vorhaben aus.

Hätte ich bedenken, bei 24V Betriebsspannung, speziell bei raschen 
Abschalten der Last (du/dt)könnten schon hohe Spannungen jenseits der 
30V auftreten. Da kostet am Ende der Schutz des FETs mehr an Material, 
Zeit und Aufwand, als einen 55 oder 75V Transistor zu verwenden, der 
obendrein aussreichend avalanche-fest ist.Den gibt es aber wiederum 
nicht mit 2.5V spezifierten V_Ugs.

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


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DocRaptor schrieb:
> aber nur 30V, ein bischen Reserve wäre doch gut, oder?
Ich finde es auch recht spannend, mit einem 30V Mosfet eine Spannung von 
24V zu schalten. Wenn da auch nur der Hauch einer Induktivität mitspielt 
(Stichwort Leitungsinduktivität), dann reichen die 6V "Reserve" nirgends 
hin und der Mosfet "klingelt" sich zu Tode...

> Die anderen beiden sind billiger
Nach dem ersten Tausch ist sogar der Teuerste allemal billiger  ;-)

von DocRaptor (Gast)


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Könnte ich nicht auch ein Logikgatter aus der 74 Familie zu nutzen, um 
die 3.3V auf 5V für die Mosfets zu "boosten"? Hab grad gesehen, dass das 
beim Duet so gemacht wird. Dann muss es kein ULLL Mosfets sein, was die 
Auswahl an Mosfets erhöhen sollte, oder?

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


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DocRaptor schrieb:
> Könnte ich nicht auch ein Logikgatter aus der 74 Familie zu nutzen, um
> die 3.3V auf 5V für die Mosfets zu "boosten"?
Warum nimmst du dann nicht einfach einen oder zwei simple Transistoren 
und "boostest" die Ugs auf brauchbare 10V? Dann findest du Mosfets an 
jeder Ecke...

von Jens G. (jensig)


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äxl (Gast)

>Jens G. schrieb:
>> Macht nix - 30V-Typen reichen ja vollkommen für sein Vorhaben aus.

>Hätte ich bedenken, bei 24V Betriebsspannung, speziell bei raschen
>Abschalten der Last (du/dt)könnten schon hohe Spannungen jenseits der
>30V auftreten. Da kostet am Ende der Schutz des FETs mehr an Material,
>Zeit und Aufwand, als einen 55 oder 75V Transistor zu verwenden, der
>obendrein aussreichend avalanche-fest ist.Den gibt es aber wiederum
>nicht mit 2.5V spezifierten V_Ugs.

Nun, ich weis zwar nicht, wie Heizbetts und Hotends bei 3D-Druckern 
aufgebaut sind, aber so sehr induktiv klingt das nicht unbedingt. Und 
wenn es was primär induktives wäre, dann könnte man auch mit einem 50v 
oder 100V-Mosfet verlieren. Welchen Spannungswert willst du also jetzt 
hierfür ansetzen, ohne konkret das Szenario zu kennen? Sicher gehst Du 
letztendlich nur mit einer Freilaufdiode, und da isses eher egal, ob der 
Mosfet knapp kalkuliert ist. Wo siehst Du bei dieser Variante den von 
Dir angedeuteten Mehraufwand auser eben dieser einen Diode.

Und grundsätzlich sind wohl alle Mosfets mehr oder weniger 
Übersppannungsfest, solange man gewisse Energien nicht übersteigt, auch 
wenn diese Avalanche-Verhalten vor allem bei älteren Typen nicht extra 
spezifiziert wurde.

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