Hallo,
ich habe das Forum schon oft genutzt und mich jetzt auch endlich
angemeldet, also herzlich Willkommen an mich selbst :D
Ich möchte mit einem uC ein LED-Board ansteuern. Damit die Helligkeit
verändert werden kann benutze ich einen PWM-Ausgang (490 Hz). Das
LED-Board braucht 48V bei ca. 3A (im Schaltplan habe ich als Imax 5A
eingetragen um noch ein bisschen Reserve zu haben, falls es mal ein
anderes Board wird). Der uC verwendet einen Spannungspegel von 3,3V und
kann maximal 7mA liefern. So weit zu den Äußeren Bedingungen.
Die Spannung des uC hat mich schon mal zu einem logic-level MOSFET
gebracht. Als MOSFETs/ HEXFETs habe ich den IRL540N und den IRLU024N
(mit Umax 55V etwas eng) ausprobiert. Den Schaltplan habe ich angehängt.
Das Problem ist, dass die Transistoren sehr warm werden bzw. irgendwann
hin sind! Habe ich irgendetwas übersehen?
Die Wärmeentwicklung entsteht bereits bei ca 2,3A und drunter. Da mein
Netzteil die 3A nicht liefern kann, konnte ich noch nicht testen was bei
voll Ansteuerung passiert (neues kommt Mitte nächsten Monats). Falls ihr
Messungen braucht kann ich die gerne die Tage machen.
P.S.: Ich bin sehr unerfahren mit dem Thema Kühlung, könnte das in dem
Fall notwendig sein? Wenn ja, kann mir dabei einer ein paar Tipps geben?
Adrian K. schrieb:> Das Problem ist, dass die Transistoren sehr warm werden bzw. irgendwann> hin sind! Habe ich irgendetwas übersehen?
Dein IRL540N ist erst ab 4V Ugs für einen definierten R(DS)on
spezifiziert. Dein uC liefert aber nur 3,3 V. Er wird daher vermutlich
nicht richtig „durchschalten“.
Bastel T. schrieb:> Falls ihr> Messungen braucht kann ich die gerne die Tage machen.
Messungen mit dem Oszi wären schon interessant, erst aber muss der
Mosfet passen.
Wenn Du misst dann U(gs) und U(ds) am besten gleichzeitig.
Bastel T. schrieb:> Ich möchte mit einem uC ein LED-Board ansteuern
Wie wird der Strom begrenzt der durch das LED-Board fließt?
Beide FETs haben bei 4V Ugs einen Rds on von ca. 110mOhm. Das entspricht
bei 3A knapp 1W Verlustleistung. Die thermische Resistens ist 50°C/W
zusammen mit der Umgebungstemoeratur sind das schon mal über 70°C. Du
wirst tendetiell etwas mehr Rds on haben da du nur 3,3V hast.
Dann sind 7mA viel zu wenig um das Gate anständig zu laden, was slebst
bei wenig Frequenz zu hohen Schaltverlusten führt, da das Fet
vergleichsweise lang im linearen Betrieb bleibt.
Tu dir einen Gefallen und benutz einen anständigen Gate Treiber der das
Gate mit mindestens 10V versorgt und auch etwas Strom kann. 500mA bis 1A
sollten da mehr als ausreichend sein. Wenn du den hast kannst du auch
ein FET mit deutlich weniger Rds on benutzen, die gibts schon mit 10mOhm
und weniger für wenig Geld.
Guest schrieb:> Wenn du den hast kannst du auch> ein FET mit deutlich weniger Rds on benutzen, die gibts schon mit 10mOhm> und weniger für wenig Geld.
Noch besser nimmt er einen Mosfet bei dem R(DS)on für 3,3V definiert
ist, in einer Tabelle. Die Werte die Du aufführst hast Du aus einem
Diagramm abgelesen.
Hallo,
man sollte auf jeden Fall genug Ķühlung ermöglichen, bevor die
Transistoren zu heiß werden. Falls sich ein thermisches Gleichgewicht
bei nicht zu hoher Temperatur einstellt, kann man immer noch den
Kühlkörper verkleinern. Aber in der Experimentierphase nützt der
Verzicht auf Kühlung nur dem Absatz der Bauteilehersteller.
Der genannte Strom ist zwar relativ gering, aber vermutlich sind die
FETs nicht ganz durchgesteuert und haben deshalb nennenswerten
Spannungsabfall.
mfG
Jörg R. schrieb:> Noch besser nimmt er einen Mosfet bei dem R(DS)on für 3,3V definiert> ist, in einer Tabelle. Die Werte die Du aufführst hast Du aus einem> Diagramm abgelesen
Ist mit einem Treiber überflüssig......
und wenn es um Leistung geht ist ein Treiber einfach sinnvoll.
Im übrigen wäre ein FET mit etwas mehr Spannung auch nicht schlecht die
55V sind bei ggf. auftretenden Transienten schon etwas knapp. Wenns
lange halten soll schau dich mal richtung 60V besser 80V um. Lieber
etwas mehr das hat nicht wirklich nachteile in deinem Fall und ist nicht
so empfindlich.
Abgesehen von allen anderen Problemen ist ein Gatewiderstand von
10 K sicher viel zu hoch angesetzt...
1K oder weniger wäre sinnvoller beim Abschalten...
Mani W. schrieb:> Abgesehen von allen anderen Problemen ist ein Gatewiderstand von> 10 K sicher viel zu hoch angesetzt...>> 1K oder weniger wäre sinnvoller beim Abschalten...
Das ist ein Pull-Down um das FET bei fehlender Ansteuerung geschlossen
zu halten nicht um das Gate beim abschalten zu entladen.....
Dafür gibt es Push-Pull Trieber, die selbst der µC hat. Wenn du darüber
das Gate sinnvoll entladen willst kannst du den mal deutlich kleiner als
1k machen.
Das habe ich mir schon fast gedacht, dass ein Treiber helfen könnte.
Ich habe jetzt folgenden Treiber raus gesucht:
-https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/MCP14E6-7-8.pdf
Und als FET:
-https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRFB3607_IR.pdf
Da ich über den Händler gewöhnlich meine Teile beziehe.
Wenn die Teile ankommen, kann ich einen neuen Versuch starten, ich hoffe
dieses Mal bleibt es kalt.
Bei ID=3A und RDS(on)=7,34mOhm (UGS=12V) sollte ja eine Verlustleistung
von 0,067W entstehen. Somit sollte die Erwärmung ca. 4°C betragen (62
°C/W von Junction to Ambient).
>Es gibt keinen MOSFET, der bei einer Spannung >= 50V und einer>Ansteuerung von 3,3V und 7mA schnell genug und verlustarm bei 490Hz>durchschaltet.
Die Umschaltverluste werden bei knapp 500Hz selbst mit 7mA kein
wesentlicher Erwärmungs-Faktor sein. Zumal die 7mA offensichtlich auch
nur ein Grenzwert aus dem DB ist, aber nicht bedeuten muß, daß bei
Kondensatorumladungen nicht auch deutlich mehr fließen könnten.
Da wird mir klar, dass ich einigen Problemen aus dem Weg gegangen bin,
indem ich meine Mikrocontroller (und alle zusätzliche 74HCxx Logik)
immer mit 5V versorgt hab. Meine LED Treiber hatten auch keine
Kühlkörper (bei bis zu 32 Stück wär das auch sehr mühsam) und wurden nie
heiß (IRF530er)
Fire Heart schrieb:> indem ich meine Mikrocontroller (..) immer mit 5V versorgt hab.> Meine LED Treiber hatten auch keine Kühlkörper (..)> und wurden nie heiß (IRF530er)
"Das Glück ist mit die doofen" hast Du schon einmal gehört?
Wenn ein IRF530 bei 5V-UGS nicht warm wird, hast Du entweder geringe
Ströme oder viel Glück - einen sicheren Schaltbetrieb kann er damit
nicht.
Da Treiberschaltungen für MOSFETs noch neu sind für mich, habe ich noch
eine Frage.
Brauche ich zwischen Treiberausgang und Gate noch irgendwelche Bauteile?
In vielen Beispielen finde ich dort einen Widerstand und zum Teil auch
eine Diode. Aber weder eine Erklärung noch eine Dimensionierung habe ich
dazu gefunden.
