Ich habe mir vor einigen Monaten mal eine eigene Schaltung zusammengeschustert, für welche ich meine 3A LED-Streifen mehr oder weniger Abwärmefrei bei 1,5kHz dimmen konnte. Nun habe ich mein Setup ein wenig erweitert und möchte nun gut 6,5A Schalten bei 24V schalten, statt meine ehemaligen 3A.
Meine N-MOSFETS werden nun jedoch nicht nur lauwarm sondern sehr heiss, weswegen ich nach einer geeigneten Alternative fragen wollte. Falls möglich möchte ich eine Drop-In-Lösung zu meinem aktuell verwendeten N-MOSFETS. Folgende Anforderungen suche ich konkret:
mind. 6.5A Schaltvermögen (eher 8A mit Reserve und so)
Ansteuerung für PWM mit 1,5kHz
Gate-Spannung beträgt 4,5V minimal und 5V optimal
maximal möglicher Gate-Strom bei 4,5VGS: 20mA
VDS muss mind. für 24V gemacht sein (also eher mind. 30V für Reserve und so)
Temperatur falls möglich irgendwo im Rahmen von 60° unter volllast
TO-252 Bauform ohne zusätzlichen schnick-schnack (wegen Drop-In replacement)
Ich meine, mal eine Liste gesehen zu haben, wo die gängigen MOSFETS mit allen nötigen Spezifikationen und einsatzzwecken aufgelistet sind, finde diese aber nicht mehr. Freue mich auf Vorschläge und Erfahrungen eurerseits. P.S. Im Anhang ist mal der aktuell verwendete MOSFET.
Meine N-MOSFETS werden nun jedoch nicht nur lauwarm sondern sehr heiss,
weswegen ich nach einer geeigneten Alternative fragen wollte. Falls
möglich möchte ich eine Drop-In-Lösung zu meinem aktuell verwendeten
N-MOSFETS. Folgende Anforderungen suche ich konkret:
mind. 6.5A Schaltvermögen (eher 8A mit Reserve und so)
Ansteuerung für PWM mit 1,5kHz
Gate-Spannung beträgt 4,5V minimal und 5V optimal
maximal möglicher Gate-Strom bei 4,5VGS: 20mA
VDS muss mind. für 24V gemacht sein (also eher mind. 30V für Reserve
und so)
Temperatur falls möglich irgendwo im Rahmen von 60° unter volllast
TO-252 Bauform ohne zusätzlichen schnick-schnack (wegen Drop-In
replacement)
Dann nutze die Suchfunktion des Distributors deines geringsten Mißtrauens. Du suchst einen n-Kanal, logic-level MOSFET in TO-252 der mindestens 30V sperren kann. Nach I_d könntest du auch noch filtern, aber besser sortierst du absteigend nach I_d oder aufsteigend nach R_ds_on.
Mit deinen Temperaturangaben kann niemand was anfangen, weil die von der Einbausituation abhängen. Aber mit R_ds_on und I_d kannst du die Verlustleistung ja ausrechnen. Groß über 0.6W also bei 6A über 15mΩ darfst du nicht kommen. Wundere dich nicht, wenn dabei MOSFET mit zulässigen 50A im Suchergebnis auftauchen.
Du hast zwar das Datenblatt verlinkt, aber anscheinend nicht gelesen, oder kannst es nicht interpretieren. Wobei das Datenblatt teils in sich nicht schlüssig ist. Auf der 1. Seite steht Id 7A bei Ug 10V, dann gibt es ein Diagramm auf Seite 4 Bild 1 Output Charakteristiks.
Demnach bei Ugs 4,5V ca. 7A, bei Ugs 5V 10A
Entweder das Datenblatt ist ein Phantasieprodukt, oder du schaltest nicht schnell genug. Zeig uns doch mal die Ansteuerung vom Gate.
Meine N-MOSFETS werden nun jedoch nicht nur lauwarm sondern sehr heiss,
weswegen ich nach einer geeigneten Alternative fragen wollte.
Kein Wunder, denn der Mosfet wird selbst bei 3A bei Dauerstrichbetrieb sehr heiß werden, denn mit einem 150mOhm-Mosfet (bei Ugs=4,5V und 25°C) würden dabei eher 2W frei werden. Und bei 6A (doppelter Strom) dann die 4-fache Menge. Der ist also selbst für 3A eher nicht geeignet.
Der Mosfet sollte also eher einer mit einem Zehntel des Rds_on sein (es sei denn, was anderes spricht dagegen), so daß dann die Verlustleistung "gehundertelt" wird.
Der Mosfet sollte also eher einer mit einem Zehntel des Rds_on sein (es
sei denn, was anderes spricht dagegen), so daß dann die Verlustleistung
"gehundertelt" wird.
Der Mosfet sollte also eher einer mit einem Zehntel des Rds_on sein (es
sei denn, was anderes spricht dagegen), so daß dann die Verlustleistung
"gehundertelt" wird.
Aua!
Oja, beim nochmal Durchlesen tut es mir auch weh :-( Ich war da gerade irgendwie im Quadrier-Fieber ...
Bei der Leistung bleibt es also auch nur bei Faktor 10.
Naja, 20mA/5V, das klingt ja nach µC, ganz ohne Treiber.
So ein CMOS-µC-Ausgang kann das Gate aber mit wesentlich mehr Strom umladen, die 20mA aus den Datenblatt beziehen sich auf DC.
Umrechnung wäre Frequenz * Total Gate Charge.
Naja, 20mA/5V, das klingt ja nach µC, ganz ohne Treiber.
So ein CMOS-µC-Ausgang kann das Gate aber mit wesentlich mehr Strom
umladen, die 20mA aus den Datenblatt beziehen sich auf DC.
Umrechnung wäre Frequenz * Total Gate Charge.
Du hast zwar das Datenblatt verlinkt, aber anscheinend nicht gelesen,
oder kannst es nicht interpretieren. Wobei das Datenblatt teils in sich
nicht schlüssig ist. Auf der 1. Seite steht Id 7A bei Ug 10V, dann gibt
es ein Diagramm auf Seite 4 Bild 1 Output Charakteristiks.
Demnach bei Ugs 4,5V ca. 7A, bei Ugs 5V 10A
Du scheinst ähnliche Probleme zu haben. Du kannst garantierte und typische Werte nicht in einen Topf schmeißen. Schon gar nicht kannst du erwarten, dass sie gleich sind.
Guck mal bei TME, der IPD90N03 ist der Billigste und gerade verfügbare FET im TO252 Gehäuse. 9 Milliohm im durchgesteuerten Zustand ist schon ne ganz andere Hausnummer :-)))
Kanalwiderstand und Sperrspannung stehen fertigungstechnisch direkt im umgekehrt proportionalen Zusammenhang. Wenn du die keine 100V Drainspannung brachst, dann nimm lieber einen mit 30 oder 40V, da sieht die Welt dann schon viel freundlicher aus.
Guck mal bei TME, der IPD90N03 ist der Billigste und gerade verfügbare
FET im TO252 Gehäuse. 9 Milliohm im durchgesteuerten Zustand ist schon
ne ganz andere Hausnummer :-)))
Sieht gut aus, wie auch immer Ihr diese Typen findet.
Kanalwiderstand und Sperrspannung stehen fertigungstechnisch direkt im
umgekehrt proportionalen Zusammenhang. Wenn du keine 100V
Drainspannung brachst, dann nimm lieber einen mit 30 oder 40V, da sieht
die Welt dann schon viel freundlicher aus.
Guck mal bei TME, der IPD90N03 ist der Billigste und gerade verfügbare
FET im TO252 Gehäuse. 9 Milliohm im durchgesteuerten Zustand ist schon
ne ganz andere Hausnummer :-)))
Sieht gut aus, wie auch immer Ihr diese Typen findet.
Ich habe mal in meine Bastelkiste geschaut und ein paar (PHP)55N03L gesehen. Die würden von den Daten her gerade so passen. Die habe ich IIRC mal von einem PC-Mainboard geerntet. Der vorgeschlagene 90N03 ist noch etwas "dicker" sprich niederohmiger.
Der NVD5C668NL würde gut passen, wenn der Treiber mehr Leistung
aufbringen würde.
Ach Quatsch. Bei gerade mal 1.5kHz kann ein 5V µC praktisch jeden LL-MOSFET treiben. Da gabs hier auch mal nen Thread zu. Der Ausgangswiderstand eines µC Gegentaktausgangs ist ca. 50Ω. Gerade richtig, damit der MOSFET nicht zu schnell (EMI) schaltet.
Im Datenblatt nachgesehen und überschlagen. Natürlich unter der pessimistischen Annahme ungünstiger Verhältnisse, wie z.B. die Treiberstufe sei so schwach wie angeben und weitere, womit dann nicht mehr viele Reserven übrig wären.
Wenn das meine Platine wäre, würde ich auch zuerst den vorgeschlagenen Mosfet einbauen und ausprobieren. Wenn es funktioniert, nicht zu warm wird und nicht ausfällt, würde alles wieder zusammengebaut werden und so bleiben.
Die Spezifikation des SOAs geht im Allgemeinem davon aus, dass
a) das Gehäuse des Transistors/MOSFETs perfekt auf 25°C gekühlt ist,
b) er nur mit einem einzigen Impuls belastet wird und
c) er bis zu seiner maximalen Sperrschichttemperatur (150°C bis 175°C)
belastet wird.
Wenn alle pessimistischen worst-case hier zutreffen würden, könnte es ...
Erst mal ausprobieren. Der Halbleiter ist auch nicht teuer, wenn es nicht ausreichen sollte.
Wobei es einen Hinweis gibt, der verneint, dass alle pessimistischen worst-case Annahmen hier zugleich zuschlagen würden:
SOA, Linie 7A, Linie 24V u. 50V, Schnittpunkt mit 10us.
Diese Linie gemaess durchschnittlicher Chiptemperaturerhoehung zur maxT 175C linear interpoliert nach unten verschieben.
