Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche MOSFET und passenden Treiber mit galvanischer Trennung für Schaltnetzteil


von Oliver S. (os252)


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Hallo

Ich suche einen  MOSFET und passenden Treiber für einen 
Eintaktflusswandler.
Der MOSFET sollte so um 6A schalten können und mit 16kHz PWM betrieben 
werden. Angesteuert werden soll das ganze von einem AtMega8 mit 5V 
Versorgungsspannung.

Ich habe schon einen, meiner Meinung nach, passenden MOSFET ausgesucht. 
Ich weiss aber eben nicht genau ob dieser MOSFET für die Bedingungen 
ausreichend ist. Daher habe ich das Datenblatt des ausgesuchten MOSFET 
FQPF6N90C von Fairchild angehängt, sodass ihr mal schauen könnt ob das 
passt.

Nun fehlt mir aber leider die Erfahrung einen passenden Treiber 
auszuwählen.
Da bräuchte ich nun Vorschläge mit welchen Treiber dieser (oder ein 
anderer MOSFET) zu verwenden ist.

Des weiteren wäre es für mich hilfreich wenn ihr mir sagen könntet nach 
welche Kriterien man einen MOSFET Treiber aussuchen muss.
Letzendlich wird alles über die Zeit bestimmt die der Treiber braucht um 
die Gate-Kapazität umzuladen, oder?

Des weiteren soll der Leistungsteil galvanisch vom Mikrocontroller 
getrennt werden. Dazu wollte ich einen einfachen Optokoppler an den µC 
hängen, der dann den MOSFET Treiber ansteuert. Nur habe ich nicht so den 
Überblick über handelsübliche, einfache Optokoppler, die dann auch den 
Treiber ansteuern können.

So, dann bedanke ich mich schon einmal für die Mühe die ihr euch macht 
wenn ihr einen Tip oder eine Empfehlung für mich habt.

MFG Olli

von Oliver S. (os252)


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Ich möchte diese Thema noch einmal nach oben holen, da es zwar zu 
anderen Fragen in dieser Richtung schon genügend Antworten gibt, aber 
hier noch niemand geantwortet hat.

Evtl findet sich ja doch noch jemand, der Erfahrung mit MOSFETs hat und 
mir helfen kann.

MFG Olli

von Jens (Gast)


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Hallo Olli!

Mit den „dürftigen“ Infos wird Dir hier keiner helfen können/wollen. 
Darüber hinaus kannst Du auch mal im Internet nach der Funktionsweise 
von Schaltnetzteilen suchen, dann bekommst Du schon mal einen kleinen 
Überblich wie was funktioniert. Hier findest Du ein paar nützliche 
Infos:
http://www.elektroniknet.de/bauelemente/technik-know-how/leistungshalbleiter/article/336/0/Auf_den_MOSFET_kommt_es_an/
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html#smps

Dann ist noch die Frage offen welche Spannung Du schalten willst. Aber 
auch ohne dieses Wissen lässt sich schon mal eine simple Rechnung 
durchführen.
Dein FET: Rds(ON) = 2,3 Ohm (bei Vgs = 10V)
2,3 Ohm * 6A = 13,8V   --->   13,8V * 6A = 82,8W Abwärme
Entnimmst Du also deiner Schaltung später einmal 6A, dann „verheizt“ der 
FET davon schon mal 13,8V durch den schlechten Rds(ON) Wert, sprich es 
werden satte 82,8W in Wärme umgesetzt. Du solltest also unbedingt einen 
anderen FET auswählen, einen mit einem geringeren Rds(ON) Wert.

Bei dem FET-Treiber kommt es darauf an was für eine Schaltung Du hier 
aufbauen willst. Generell wirst Du aber Probleme mit der Galvanischen 
Trennung bekommen, denn es gibt keinen Optokoppler (ich kenne keinen 
Optokoppler) der eine PWM-Frequenz von 16KHz schalten kann. Du wirst 
hier also den ATmega8 mit auf das gleiche Potential legen müssen und 
dann später die „Ansteuerung“ für den ATmega8 durch einen Optokoppler 
trennen müssen.

Wenn Dir nur 5V zur Verfügung stehen, dann hast Du außerdem noch ein 
anderes Problem. Das Gate vom FET möchte wenigstens mit 10V bis 15V 
angesteuert werden, damit der FET auch schnell umladen kann. Es gibt 
FETs mit Logik-Level, die schalten aber sehr langsam und sind für 16KHz 
PWM ungeeignet. Welche FETs geeignet sind, dass kannst Du aus dem oberen 
Link ableiten. Und hier gibt es noch eine Übersicht dazu:
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

LG Jens

von Oliver S. (os252)


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Das sind ja schon einmal sehr hilfreiche Informationen!

Ich hatte mich eigentlich bemüht das Problem mit allen Details so gut 
wie möglich darzustellen. Die zu schaltende Spannung habe ich dabei wohl 
vergessen. Der Wandler soll hinter einer PFC Schaltung arbeiten, die 
maximal ca 400V DC ausgibt. Da sich die Spannung der Induktivität im 
schlechtesten Fall auf diese 400V aufaddiert können maximal 800V zu 
schalten sein. Ich habe allerdings keinen MOSFET mit 800V gefunden. 
Daher habe ich diesen ausgewählt, da er 900V verträgt.

Ich habe des weiteren keinen MOSFET gefunden, der bei so einer hohen 
Spannung einen wesentlich niedrigeren Rds(ON) hat.

Wie soll ich da nun vorgehen?
Oder muss ich gar nicht mit dem schlechtesten, anzunehmenden Fall 
arbeiten?
Sprich, die zu schaltende Spannung des MOSFET (Vdss) wesentlich 
niedriger wählen?

Und was für Informationen würden denn noch gebraucht werden um einen 
passenden MOSFET auswählen zu können?

Die restlichen Bauteile (Trafo, Induktivität, Speicherkondensatoren...) 
sind alle schon berechnet. Nur mit der Auswahl eines passenden Bauteils 
aus der riesigen Menge der verfügbaren MOSFETs bin ich bislang noch nie 
konfrontiert worden. Daher bitte ich um Hilfe wie ich dort vorgehen 
muss.

MFG Olli

von Jens (Gast)


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Hallo Olli!

> Da sich die Spannung der Induktivität im schlechtesten Fall auf diese
> 400V aufaddiert können maximal 800V zu schalten sein. Ich habe
> allerdings keinen MOSFET mit 800V gefunden. Daher habe ich diesen
> ausgewählt, da er 900V verträgt.

Dazu kann ich auch nichts sagen, dazu habe ich zu wenig Ahnung von der 
Materie. Eine kurze Suche im Internet hat aber schon mal folgende Typen 
ermittelt:

IXFK24N90Q
FS10SM-18A
2SK1363
2SK2611
APT36N90BC3G

Ich würde wahrscheinlich den „IXFK24N90Q“ verwenden, der Rds(ON) liegt 
hier bei 0,45 Ohm und dazu kommt auch noch dass der FET schön schnell 
schaltet...

LG Jens

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