Hi allerseits! Warum wird bei PWM für MOSFETs meistens 20kHz verwendet? (1kW Leistungsbereich) Wenn ich mir aktuelle MOSFETs anschaue sind die dynamischen Verluste (tr+tf) im Vergleich zu den statischen (Rdson) gering, was spricht also gegen eine schnellere Frequenz? Vielen Dank, Günter
20 kHz liegt an der obenren Grenze des hörbaren Bereichs für erwachsene Menschen. Man kann die durchaus noch hören, so wie auch 25 kHz, aber nur bei sehr hoher Lautstärke, die kaum oder in nur sehr geringer Entfernung erreicht wird. Man macht die PWM also durch eine meist unhörbar hohe Frequenz sehr leise.
Danke, aber damit ist meine Frage nicht beantwortet! Warum nimmt man auch dann 20KHz wenn die Schaltverluste weit kleiner (oft Faktor >500) sind als die statischen? Weil mit einer höheren Frequenz kann man die Filterbauelemente kleiner dimensionieren.
Mal ernsthaft: Was braucht man für höhere Frequenzen? Hast du MOSFETs, bei denen die Schaltzeiten für zig Ampere kleiner als 1 µs sind? (1 µs sind 2,5% von 1/(2 * 20 kHz)) Hast du Ferritmaterial, das bei zig-Ampere DC für > 40 kHz noch genug µr hat? Und Kondensatoren, die dabei angemessen wenig störende R- und L-Anteile zeigen? Dann erhöhe doch die Frequenz und prüfe den Wirkungsgrad und die Einhaltung der CE-Vorgaben.
Günter schrieb: > Warum nimmt man auch dann 20KHz wenn die Schaltverluste Wie kommst du da drauf, daß die Schaltverluste gering seien? Bedenke mal, daß du gerade bei höheren Frequenzen auch dafür geeignete Drosseln und Übertrager brauchst. Wenn da das Kernmaterial nicht mitmacht, glüht dir der Trafo ab. Bei der Steuerung von Motoren sind Schaltfrequenzen von 9 kHz und darunter oftmals Mode. Hängt wohl auch mit von den IGBT's ab. W.S.
Hach ja, die heutge Jugend... Die Welt in Frage stellen? Haben wir auch gemacht! Auf sachliche Argumente nicht eigehen? Kam schon mal vor! Um 22:00 von der Bildfläche verschwinden? Nee!
Warum sollte man eine höhere Frequenz verwenden als jene, welche gerade ausreichend ist? Schafft schließlich nur Probleme mit Schaltverlusten, EMV etc. Und wo höhere Frequenzen sinnvoll sind, werden diese auch eingesetzt.
So hier bin ich nochmals, und noch nicht ganz überzeugt! Höhere Frequenzen haben definitiv Vorteile! Für den Ausgangsfilter ist es schon erheblich ob 20kHz oder 100kHz, dadurch wird der Filter um einiges kleiner, leichter, billiger und verlustarmer!
@ Günter (Gast) >Höhere Frequenzen haben definitiv Vorteile! Sicher. Aber wie jede MEdaillie zwei Seiten, und damit auch Nachteile. > Für den Ausgangsfilter ist >es schon erheblich ob 20kHz oder 100kHz, dadurch wird der Filter um >einiges kleiner, leichter, billiger und verlustarmer! Der Filter ist nur EIN Teil in dem Ganzen Gebilde. Der Vorteil des Einen ist der Nachteil das anderen. Die Leistungsschalter müssen mehr Verluste einstecken, die Isolationen werden stärker belastet, EMV ist problematischer. Einfach nur die Frequenz hochdrehen ist selten eine Lösung, denn sonst haätte man das schon lange gemacht. MfG Falk
Günter schrieb: > Warum nimmt man auch dann 20KHz wenn die Schaltverluste weit kleiner > (oft Faktor >500) sind als die statischen? Gib uns doch mal dafür bitte Belege.
Höhere Frequenzen haben schon Vorteile, aber auch Nachteile. Mit zunehmender Leistung verschiebt es sich das Optimum mehr zu niedrigeren Frequenzen: Zum einen werden bei größerer Leistung die Leitungen länger und damit nehmen EMV Probleme zu und Parasitäre Induktivitäten werden wichtiger. Auch werden die Spulen bei größerer Leistung eher besser - der Vorteil, das die Spulen weniger Windungen brauchen nimmt damit ab.
Günter schrieb: > Warum wird bei PWM für MOSFETs meistens 20kHz verwendet? (1kW > Leistungsbereich) Wer sagt denn, dass "man" 20 kHz nimmt? Es gibt kein Gesetz, dass dir vorschreibt, eine gewisse Schaltfrequenz zu verwenden.
Günter schrieb: > Warum wird bei PWM für MOSFETs meistens 20kHz verwendet? (1kW > Leistungsbereich) Hatte heute einen Umrichter auf dem Tisch, der macht gut 4kW bei etwas über 30kHz. Die Magnetics sind noch aus vorgefertigten Einzelteilen baubar und deshalb noch nicht ganz so teuer. mfg mf
Er WILL es nicht wissen, dass es in der Realität leider nur REALE Bauelemente gibt. Oder SAU-teure. Und Nebenbedingungen: DC-Grundlast, (neudeutsch auch DC-Bias). Mit 17 hat man noch Träume...
Bin gerade an einem Projekt mit einer Taktfrequenz im Bereich 1MHz und da sind die Schaltverluste für einen normalen Brückenbetrieb.... sagen wir mal nicht sinnvoll handhabbar. Da muss man sich schon etwas einfallen lassen, damit die Verluste alleine in den MOSFETS, IGBTs und so weiter im Rahmen bleiben. Wenn man das im Griff hat, kommen noch oben angesprochene nichtideale Bauteilmerkmale zum tragen. Ganz ehrlich: wenn es 20kHz tun, sollte man nicht groß über 200kHz nachdenken.
Eben: Gut 20 kHz stört akustisch keinen Menschen - und man bekommt bei gutem Schaltungskonzept störarm einen ordentlichen Wirkungsgrad zu bezahlbaren Preisen. Klar geht das auch mit höheren Frequenzen - aber es wird mit den dafür erforderlichen Bauelementen einfach teurer. - Wer es KLEINER haben will, muss dafür überproportional tief in den Geldbeutel greifen. Im Internet findet man nun mal häufiger Technik-Tipps für VW-Golf, als für Rolls-Royce....
>EMV und Schaltverluste
bzgl. EMV:
Die Schaltfrequenz ist bei weitem nicht so kritisch wie hier
dargestellt. Die Flankensteilheit des geschalteten Laststromes ist
diesbezüglich viel kritischer.
i.A. muss man immer den Einsatzbereich betrachten, da eine Erhöhung der
Schaltfrequenz sowohl Vor- als auch Nachteile mit sich bringt.
Schönen Gruß
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