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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM: Bipolartransistor oder MOSFET?


Autor: Johannes R. (jor)
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Hallo,
ich habe jetzt schon über einen längeren Zeitraum versucht rauszufinden 
warum man eigentlich immer MOSFETS als Leistungsschalter verwendet. Habe 
zum direkten Vergleich von MOSFETs und Bipolartransistoren folgendes 
gefunden:

http://www.zetex.com/5.0/pdf/ZE0422_d.pdf

Ich selbst plane einen Regler für brushless Motoren und habe 11,1 V vom 
Lipo zur Verfügung und über meinen Leistungsschalter werden max. 30 A 
fliessen. Sollte ich mich jetzt für den MOSFET entscheiden (nur) 
aufgrund folgendem Absatzes im Dokument oder spielen noch andere 
Faktoren eine Rolle?
Ansteuerungsleistung
Bipolartransistor:
Mittel – kann aber bei hohen Kollektorströmen und erzwungener niedriger Verstärkung übermäßig ausfallen
MOSFET:
DC: Sehr gut. Bei HF-Einsatz mit Pufferstufe, abhängig von Anforderungen für Qg und Flankengeschwindigkeit

Und wenn ich einen MOSFET nehme - wie sieht das Auswahlverfahren aus? 
Zwischen denen die die Grundveraussetzungen (Spannungen, Ströme, 
Leistung) erfüllen eben den mit der niedrigsten Kapazität nehmen?

Vielen Dank schon mal für eure Antworten...

Autor: Obelix (Gast)
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MOSFET haben im allgemeinen eine kleinen Innenwiederstand was eine 
kleinere Erwärmung (im Digitalbetrieb) zur Folge hat

Autor: Johannes R. (jor)
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ja gut dann wird es wohl wie im dokument nur der geringere widerstand 
sein.
Ein weiterer Vorteil ist der niedrige RCE(sat) des pnp-Transistors, über den sich hohe Drehzahlen erzielen lassen.

Naja dann wäre noch die Frage nach dem Auswahlverfahren interessant und 
eine andere Frage hätte ich auch noch, welche aber nicht wirklich etwas 
mit der elektronik zu tun hat:
Letztendlich soll ein Quadrokopter das Ergebnis des Projekts sein. Wie 
dreht sich so ein ding eigentlich um seine Z-Achse? Hab das jetzt schon 
öfters in videos beobachtet. Erzeugt ein Propellor nicht nur eine Kraft 
nach oben?

Autor: wulf (Gast)
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Ich nehme an ein Quadrokopter ist diese Art Heli, die 4 Propeller haben 
und meist rund angeordnet sind...
Wenn ja: brauchst du da eine Bewegung um Z? Ich meine, da ist es ja egal 
wo vorne und hinten ist, weil die Dinger rund sind.

Autor: Johannes R. (jor)
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nee theoretisch brauch ich das nicht aber ich finds so praktisch gesehen 
recht lustig und ich weiss eben nicht so recht woher das kommt

Autor: Mario (Gast)
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nur falls es noch interessiert:

Das Argument von Obelix gilt zusätzlich zu Deinen. Leistungs bipolar 
transistoren haben eine geringe Stromverstörkung, d.h. für die 
entsprechende Ausgangsleistung ist auch ein entsprechender Basisstrom 
erforderlich. In der regel also mehrstufig. Dann natürlich die höhere 
Verlustleistung.
MOSFETS werden Spannungsgesteuert, also praktich kein Gatestrom. Die 
Verlustleistung ist gering durch den niedrigen durchschalt-widerstand.
Für die Auswahl des MOSFET's sollte die Schwellenspannung, der max. 
zuläßige Strom, der Durchgangswiderstand, evtl. der Sperrstrom, die 
Eingangskapazität an der Gate Elektrode (für höhere 
Schaltgeschwindigkeiten nur). Für die Motoransteuerung mittels H-Brücke 
sollten noch parallelgeschaltene Dioden rein. => Schau Dir von 
professionellen Fahrtenreglern die Komponenten im Leistungsteil ab.

Keine Ahnung was ein Quadrukoper ist, aber wenn es eine art Hubschrauber 
ist, ists wohl klar oder???

Autor: Johannes R. (jor)
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hier ein link zu einem bild von einem quadrokopter:
http://user.cs.tu-berlin.de/~calle/ufo/Ufo1.jpg

(die rotorblätter kann man aber nicht in der neigung regulieren nur über 
die drehzahlen wird das flugobjekt gesteuert)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei so niedrigen Spannungen sind Mosfets eindeutig die bessere Wahl. Nur 
bei  hohen Spannungen (400V aufwärts) sind Bipolartransistoren in Form 
von IGBTs besser. Die Zetex Transistoren sind vor allem für kleine 
Spannungen (z.B. 1,5V Batteriespannung) wo Mosfets aufgrund der 
benötigten Gatespannung Probleme haben, gut geeignet.

Gibt es bei einem Quadrokopter eigentlich eine Stabilisierung oder ist 
der Schwerpunkt außreichend tief angeordnet, damit sich das Ding nicht 
auf den Kopf dreht ?

Autor: Johannes R. (jor)
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ich wollte es mit hilfe eines Neigungssensors von VTI stabilisieren. 
Aber ich bin gerade noch so in der Grundplanung und bis jetzt haben alle 
Projekte die ich im internet gefunden habe Gyros zur Stabilisierung 
benutzt. Ich wollte das mal mit dem Neigungssensor und einem 
Beschleunigungssensor versuchen (beide VTI).

Autor: Gab (Gast)
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Drehung um die Z-Achse ? Ja, je zwei paar Blaetter sind gegenlaeufig. 
Zum Ausgleich des Drehmomentes. Wenn man die Paare nun jeweils nicht 
gleich ansteuert resultiert ein Netto Drehmoment um die Hochachse.

Autor: Johannes R. (jor)
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ist das dann nicht auch mit einer beschleunigung in x- oder y-Richtung 
verbunden?

Autor: fnah (Gast)
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