Ich hätte da gerne mal eine Frage, und zwar simuliere ich grade einen Synchronwandler, Eckdaten 550kHz, 60Vin 42Vout Laststrom max. 20A, Mosfets EPC2022 (Galliumnitrit), deren Spice-Modell ist von EPC. Schaltbild ist im Anhang. Bei der Durchsicht der Ergebnisse sind mir zwei Dinge aufgefallen: a. Beim Durchschalten des Highside-Fets ergibt sich ein mit 2kW relativ kräftiger Peak. Die Grundlage ist mir klar, im Umschaltmoment fließt eben Strom und Spannung fällt trotzdem ab. Aber sind solche Größenordnungen normal? b. Mich hat im wesentlichen interessiert mit welcher Verlustleistung ich in den Fets rechnen muss. Wenn ich mir das berechnen lasse, habe ich extreme Abweichungen zwischen der RMS-Leistung und dem Mittelwert, und zwar um etwa Faktor 30. Mir ist zum einen nicht klar warum das so ist (Die Grundlagen ET-Vorlesung ist doch ganz schön lange her...), und zum anderen stellt sich die Frage mit welchem Wert ich jetzt in der Praxis zu rechnen habe? Rein vom Verständnis her müsste der arithmetische Mittelwert hinhauen, die Werte gefallen mir auch besser... Verstehe ich da was falsch oder stimmt an der Simulation irgendwas nicht?
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xtg schrieb: > Aber sind solche > Größenordnungen normal? 2kW für 10ns? Kann schon sein. Normalerweise schaut man im SOA-Diagramm nach, ob die Pulsbelastung für den FET passt. Bei deinem GaN-FET habe ich nur ein preliminary datasheet ohne SOA-Kurve gefunden. xtg schrieb: > Wenn ich mir das berechnen lasse, habe ich > extreme Abweichungen zwischen der RMS-Leistung und dem Mittelwert, und > zwar um etwa Faktor 30. Mir ist zum einen nicht klar warum das so ist Weil arithmetischer ("linearer") Mittelwert und RMS-Wert ("quadratisch gemittelt") halt einfach zwei unterschiedliche Sachen sind. RMS ist eine sinnvolle Kenngröße für Ströme oder Spannungen an ohmschen Lasten. Zur Mittelung der Leistung ist RMS Quatsch, da ist der einfache Mittelwert interessant. Die Simulation liefert dir wahrscheinlich einfach immer beide Werte, und du darfst aussuchen, welcher grade von Interesse ist. Mit dem arithmetischen Mittel bekommst du die "mittlere" Aufheizung des FET, und im SOA kannst du dann normalerweise nachschauen, ob bei der Temperatur die Leistungsspitze noch passt.
Wie Achim schon sagt ist RMS-Leistung Unsinn und keine sinnvolle Größe. Zwar ist der Ausdruck in Audio-Kreisen äußerst beliebt, das macht ihn aber nicht richtig oder bedeutend. Die mittlere Leistung ist zur Auslegung des Kühlkörpers interessant, weil sie von der Kühlung abgeführt werden muss. Im Datenblatt findest du vielleicht (oder auch nicht) ein SOA-Diagramm. In der Simulation oder der Realität kannst du die Pulsbreite und -höhe (Drain-Source-Spannung) sowie den Pulsstrom bestimmen/messen und entsprechend nachschauen, ob du damit innerhalb der SOA-Fläche liegst - oder außerhalb. Da die Pulsform ja keine Heaviside-Funktion darstellen wird, muss man da etwas schätzen, was normalerweise kein Problem ist (SOA ist nicht exakt, und völlig ausreizen möchte man es sowieso nicht).
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Ich hätte Interesse an dem SPICE-Modell des GaN-Fets. Kannst du das hochladen oder bekommt man das nur, wenn man Kaufabsichten hat oder gar ein NDA unterschreibt? Ich wollte neulich ein Datenblatt herunterladen und selbst das war nicht direkt frei herunterladbar.
Achim S. schrieb: > Hallo Helmut, > > hilft dir diese Seite weiter? > > http://epc-co.com/epc/DesignSupport/DeviceModels.aspx Danke Achim, das sieht ja gut aus. Ich werde damit heute Abend mal eine Simulation versuchen. Gruß Helmut
Soweit schonmal danke für die Infos, sehr hilfreich. Mit dem arithmetischen Mittelwert sieht das so ja alles schonmal ganz gut aus. Es sollten dann wohl zumindest im Highside-Zweig zwei Fets parallel sein wenn nur über die Platine entwärmt werden soll. Eine SOA-Area ist im Datenblatt des EPC2022 leider nicht vorhanden, aber im Datenblatt des (ungefähr vergleichbaren) EPC2033 schon. Laut dem sind für 100µs 60V/200A zugelassen. Mit zwei Fets parallel komme ich auf einen maximalen Lastpuls von 1,8kW bei 35A, und das für etwa 4ns. Da dürfte ich auf jeden Fall im sicheren Bereich liegen.
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Helmut S. schrieb: > Achim S. schrieb: >> Hallo Helmut, >> >> hilft dir diese Seite weiter? >> >> http://epc-co.com/epc/DesignSupport/DeviceModels.aspx > > Danke Achim, > das sieht ja gut aus. Ich werde damit heute Abend mal eine Simulation > versuchen. > Gruß > Helmut Hallo, Im Anhang ein Beispel. Leider sind diese Modelle von EPC mit Formeln erstellt. Solche "Gleichungsmonster" machen aus Erfahrung oft Konvergenzprobleme in der Simulation. Den zip-file EPCGaNLibrary.zip herunterladen, auspacken und EPCGaNLibrary.lib und EPCGaN.asy immer in das Verzeichnis des Schaltplanes kopieren. http://epc-co.com/epc/documents/spice-files/LTSPICE/EPCGaNLibrary.zip Literatur http://epc-co.com/epc/Portals/0/epc/documents/product-training/Circuit_Simulations_Using_Device_Models.pdf Gruß Helmut
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