Hallo zusammen, ich habe da wohl noch ein paar Verständnisprobleme mit dem IRFZ44N und bräuchte bitte Eure Hilfe. Grundsätzlich soll meine Schaltung nachher so funktionieren, dass ich den IRFZ44N am Gate mit einer PWM-Spannung (5V) aus dem Atmega8 anspreche und damit 12V durchschalten will (die eine Halogenlampe 20W, 12V steuert). Soweit die Theorie. Beim ersten Versuch ist mir der FET natürlich gleich mal abgeraucht... Wobei ich nicht weiß, obs die Hitze war, oder die hohe Frequenz. Ich vermute mal, dass die Frequenz der PWM (mit 14kHz) viel zu hoch war. Hab mich jetzt mal durch viele Beiträge gelesen, aber ein paar grundlegende Fragen habe ich noch keine Antworten gefunden. Darum wende ich mich mal direkt an Euch: 1. Stimmt es, dass eine Schaltung mit einem Leistungstransistor auf einem Steckbrett zu testen fast nicht möglich ist, da der FET immer drauf geht? (Wackeler...) 2. Wie kann ich denn die maximale Frequenz berechnen, die der IRFZ44N aushält, bzw. bei Frequenz bei der der FET noch zeit hat, um voll durchzuschalten (hab mich schon im Datenblatt umgesehen, aber ich weiß nicht so ganz, wie ich da vorgehe) 3. Wie kann ich berechnen, wie viel Strom tatsächlich zwischen Gate und Source fließt und wie viel GS-Strom hält ein IRFZ44N aus, bzw. was kann ich tun um meinen µC zu schützen. 4.brauch ich einen Vorwiederstand? Ich hab jetzt schon versucht von verschiedenen Seiten Werte zu berechnen, aber da fehlt mir leider das Grundlagenwissen der Berechnungsgleichungen eines Leistungstransistors (Zusammenspiel der internen Widerstände, Spannungen, Ströme, Frequenzen, Ladezeiten, Blindwiderstände...). Ich weiß zwar, dass sich der FET wohl wie ein frequenzabhängiger Kondensator verhält, komm aber mit den Gleichungen auf keinen grünen Zweig. Hab mal eine schematische Schaltung angehängt, die den Teilaufbau ungefähr darstellt (der gesamte Schaltplan würde nicht wirklich weiterhelfen). Hoffe Ihr könnt mir weiterhelfen, bevor ich meinen nächsten FET unwissend bruzzle ;-) Gruß Hanna
>1. >Stimmt es, dass eine Schaltung mit einem Leistungstransistor auf einem >Steckbrett zu testen fast nicht möglich ist, da der FET immer drauf >geht? (Wackeler...) Nicht unbedingt. Empfehlenswert wäre aber ein Widerstand von Gate nach Source, der eine sichere Verbindung (gelötet) hat. Dann ist der FET wenigsten aus, wenn am Gate ein Wackler auftreten sollte. Ggf. braucht der FET auch im Steckbrettaufbau einen Kühlkörper. >2. >Wie kann ich denn die maximale Frequenz berechnen, die der IRFZ44N >aushält, bzw. bei Frequenz bei der der FET noch zeit hat, um voll >durchzuschalten (hab mich schon im Datenblatt umgesehen, aber ich weiß >nicht so ganz, wie ich da vorgehe) Klar, je häufiger du schaltest, desto mehr Wärme wird der FET erzeugen. Aber, einige hundert kHz sollten kein Problem sein, das wird ja in Schaltnetzteilen bis in den MHz-Bereich verwendet. Die maximale Frequenz wird eher dadurch begrenzt, dass der Treiber nicht genügend Power hat, um das Gate umzuladen. Dies ist nämlich in erster Linie ein Kondensator, hier mit ca. 1.5nF! Außerdem musst du die Gate-Schwellspannung auch sicher überschreiten - hier sind das 4,5V. Wichtig ist, dass du schnell schaltest. Mit niedriger Frequenz treten die Wechsel seltener auf und damit wird es weniger Umschaltverluste geben. Bei einer Halogenlampe reichen einige hundert Hertz locker. >3. >Wie kann ich berechnen, wie viel Strom tatsächlich zwischen Gate und >Source fließt und wie viel GS-Strom hält ein IRFZ44N aus, bzw. was kann >ich tun um meinen µC zu schützen. Wie schon gesagt, das Gate entspricht in erster Näherung einem Kondensator. Den musst du mit der Ansteuerung dauernd laden und entladen. Statisch benötigt das Gate keinen Strom. Um den µC zu schützen, kannst du zusätzliche FET-Treiber verwenden. Der kann richtig schön Strom in das Gate treiben und so zu schnellstem Umschalten verhelfen. Das wurde in vielen Threads hier schon angesprochen. >4.brauch ich einen Vorwiederstand? Bei MOSFETS ist ein Vorwiderstand von einigen zehn Ohm direkt am Gate gut, um Schwingneigung zu verringern. Einige hundert Ohm können ausreichen, um den maximalen Strom µC bei direkter Kopplung zu begrenzen. Aber dadurch geht die Umschaltgeschwindigkeit herunter und dein FET hat wieder mehr Verluste. Dazu ist aber das Datenblatt des µC zu befragen. >Beim ersten Versuch ist mir der FET natürlich gleich mal abgeraucht... Lass mal die PWM weg und schalte mit dem µC nur ein. Da darf der FET praktisch nicht warm werden; ich rechne da weniger als 100mW Verlustleistung aus! Ansonsten fehlt dir tatsächlich die ausreichend hohe Gatespannung.
IRFZxx ist nicht gut, da Vgs deutlich über 5V Logikpegeln liegen sollte. Die Typen IRLZxx sind besser dafür geeignet. Allerdings könnte man auch einen Pegelkonverter nachsetzen. Zum Dimmen einer Glülampe reichen 100Hz. Dabei sind die Umschaltverluste sehr gering.
So isses. Nimm einen MOSFET mit a) Logikpegel b) niedriger Gate-Kapazität c) niedrigem RDSon d) Ansteuerung im 3stelligem Hz-Bereich e) Gate-Widerstand um die 100 Ohm etwa IRLU3717 dann kannste dir den Finger daran kühlen.
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