Ansteuerung SiC-MOSFET, Arbeitsspannung >= 2kV/DC

Wie schnell muss geschaltet werden? Das Gate braucht doch keinen Strom. Fünf Lithiumprimärzellen in Reihe, + über 15k auf das Gate, - an Source. G-S mit Optokoppler, der einige kV abkann, täglich die 10 Minuten kurzschließen. Die 1mA sind im Jahr 50mAh.

Oder 1M Rgs und die 15V über den Optokoppler auf das Gate schalten. Die 15µA sind im Jahr 130mAh. Ist abgeschaltet bei Ansteuerungsausfall.

Wenn es schneller sein muss: EIN: die 15V mit Optokoppler1 über 100R auf das Gate schalten AUS: mit Optokoppler2 das Gate kurzschließen, während Optokoppler1 abgeschaltet wird. Einige Megaohm Angstwiderstand Rgs zur Sicherheit bei Ansteuerungsausfall.

Ggf noch Batteriespannungsüberwachung mit Optoausgang.

Mathias H. schrieb:

Datenblatt SiC-MOSFET, IMYH200R075M1H

Das Datenblatt ist großer Mist, da fehlt die Kennlinie für das Safe Operating Area.

Uiii, ein interessantes Projekt. Tut zwar nix zur Sache, aber wozu bitte muss man 1x täglich für 10 Minuten 1,5kV bei 1A abschalten? Und warum keine Ansteuerung der Lowside? Das wäre um Größenordnungen einfacher...

Da fällt mir diese Schaltung ein, die ich mir gemerkt habe. Mal nach 'MURATA MGJ2' suchen.

Ist sicherlich etwas überqualifiziert für die Anwendung des TO. Immerhin eine interessante Lösung, wie ich finde.

@ Peter M. Isolationsspannung bezieht sich auf die maximale Spannung, bei der das Netzteil für kurze Zeit gefährliche Spannungen verhindert Arbeitsspannung beschreibt die empfohlenen Betriebsbedingungen für die Stromversorgung über einen längeren Zeitraum https://www.de.cui.com/blog/insulation-isolation-and-working-voltage

@ Wolf17 Es sollte so schnell geschaltet werden, daß der MOSFET überlebt. Also, recht flott. Unter anderen Umständen mit Batterien eine gute Idee. Hier möchte ich es nicht. Auch wegen Bedienpersonal das meint sie irgendwann tauschen zu müssen..

@ Peter D. Wegen "Safe Operating Area". Ja, da schweigen sich "moderne" Datenblätter vermehrt aus.

@Jens M. Dem Lastwiderstand ist es vollkommen Wurst ob er HighSide oder LowSide sitzt. Mir wäre es sehr angenehm, wenn die Lastwiderstände (sind mehrere Kanäle) mit ihren Fußpunkt auf Masse (Schutzerde) liegen.

@ Bernd K. Danke, wäre eine klassische Schaltung mit den geeigneten isolierenden Bauteilen. 'MURATA MGJ1' hört sich gut an. Einen Optokoppler "OPI110" oder ähnlich noch dazu und einen Treiber.

Überlege es mir noch, HighSide oder LowSide. Von der technischen Ansteuerung ist HighSide wesentlich einfacher. Mal schauen.

Danke

Mathias H. schrieb:

Hallo, suche eine Ansteuerung für einen SiC-MOSFET. Es soll ca. 1mal am Tag geschaltet werden. ca. 10 Minuten aus, den Rest des Tages ein. Die Arbeitsspannung sollte >= 2kV/DC betragen.

Hätte gerne nach Möglichkeit eine Lösung mit Standardbauteilen. Mouser, RS, Farnell, usw. Hat jemand eine Idee wie man den MOSFET sicher ein und wieder aus bekommt?

Bei Klein-DC/DC-Wandlern und MOSFET-Ausgangsoptokoppler wird's wegen der Arbeitsspannung schon schwierig.

Naja... bei der geringen Schalthäufigkeit lassen sich auch andere Konzepte verfolgen:

Wenn Du Dir es zutraust sollte eine kapazitive Ladungspumpe in der Lage sein ausreichend Energie von einer Seite auf die andere zu bringen um gelegentlich ausreichend Strom für die Gate-Umladung und dann Gate-Spannungshaltung zur Verfügung zu stellen. Entsprechende Kondensatoren sind Standardbauteile. Ob das den Sicherheitsnormen für Dein Gerät entspricht mußt Du selber wissen.

Als Optokoppler kannst Du den OPI1266 nehmen. Die Gateansteuerung auf der Highside dazugeschnitzt und fertig ist der 2kV-Schalter.

Falls Dir das mit der Ladungspumpe nicht geheuer ist: Recom rühmt sich solche Dinge machen zu können...

Wenn Platz und Geld keine Rolle spielt liese sich die Energie für den Gatetreiber auch optisch übertragen, Broadcom hat da ein paar nette Teile (AFBR-POCxxxL), der AFBR-POC406L ist bei digi auf Lager. Allerdings braucht Du dann keinen Optokoppler mehr: Laserlink ein: FET ein, Laserlink aus: FET aus.

Wären 230V auch Ok für die Versorgung des Gate-Treibers? In dem Fall könnte man einfach ein kleines Meanwell-Platinennetzteil nehmen.

Standardversion: IRM-05-15:

WITHSTAND VOLTAGE: I/P-O/P:3KVAC

Oder besser die Version mit doppelter Isolierung und Medizintechnik-Zertifizierung, ist gar nicht so viel teurer: MPM-05-15:

WITHSTAND VOLTAGE: I/P-O/P:4KVAC

Ist nicht ganz optimal weil nur eine "Withstand Voltage" aber keine reguläre Arbeitsspannung im Datenblatt steht. Aber bei 4 kV AC (also 5.65 kV Spitzenwert) hat man schon einen gewissen Sicherheitsfaktor zu den 1.5 kV DC die du schalten willst, wird also wahrscheinlich auch für längere Zeit funktionieren.

Wieso kein normales Relais wie z.b. HEV2aNP12v

Alternativ wenn es mit Mosfet sein soll einen (oder mehrere für schnelles einschalten) Photovoltaic MOSFET driver wie z.b: APV1111GVY, APV3111GVY, VOM1271. Die haben die nötige Isolation, können high und lowside und brauchen zusätzlich nur einen Widerstand.