Guten Tag, Ich habe mich für meinen Schrittmotorantrieb für einen TMC 262 Motortreiber entschieden. Dieser betreibt externe Mosfet´s die ich mir aus dem Datenblatt passend herausgesucht habe. Nun versuche ich zu ermitteln welche Wärmeentwicklung bei den Mosfet auftritt. Dafür habe ich zuerst einmal die Verlustleistung beim Durchgang berechnet: P=I²* Rds(on) Mit R(thja)* P errechne ich mir ja die Temperaturdifferenz zwischen Sperrschicht und Umgebung die ich ja benötige um zu gucken ob ich einen Kühlkorper benötige. Wie ich mir aber denke reich diese einfache Rechnung für die Verlustleistung nicht, da ich die Schaltverluste nicht mit einbeziehe. Jetzt ist meine Frage wie ich diese berechne bzw. woher ich die Schaltfrequenz bekomme ? ( Habe mich bisher für keine Frequenz entschieden, da ich experimentieren will und ich den Motor mal schnell und mal langsam drehen will.) Gibt es keine Worst Case Szenarien ?
Ohne detaillierte Kenntnis der Schaltung kannst du die Schaltverluste
nicht berechnen. Um die Sache abzukürzen, würde ich messen.
> Habe mich bisher für keine Frequenz entschieden
Dann kann man es gar nicht berechnen.
Aber mutig schätzen geht schon. Man will ja, dass die allermeiste
Energie in den Motor fließt. Und die Zeiträume, in denen Schaltverluste
auftreten, hält man möglichst kurz. Deswegen würde ich einfach den
Kühlkörper 2-3x so groß machen, wie deine Rechnung mit RDSon ergeben
hat. Wird schon passen - jedenfalls bei einer halbwegs vernünftigen
Schaltung und dazu passender Frequenz.
Je niedriger die Frequenz, umso weniger Schaltverluste.
Das entscheidende ist, wie lange der Fet beim Schalten im linearen Betrieb ist. In diesem Bereich ist Rds wesentlich höher als im durchgeschalteten Zustand, daher auch die höhere Wärmeentwicklung beim Schalten. Aus diesem Grund möchte man ja durch den Treiber eine möglichst schnelle/steile Änderung des Gates erreichen. Wenn man es ganz genau wissen möchte, müsste man den Verlauf der Gate-Spannung und den daraus resultierenden Verlauf von Rds und P errechnen. Am einfachsten macht man soetwas in der Praxis mit einer Spice Simulation... Da kannst du dir die Verlustleistung direkt ermitteln lassen.
:
Bearbeitet durch User
Thomas schrieb: > ( Habe mich bisher für keine Frequenz > entschieden, da ich experimentieren will und ich den Motor mal schnell > und mal langsam drehen will.) Hab mir jetzt nicht das Dabla angesehen aber bin mir sicher..... Du wirst sicher wegen den Vorteilen im Copperbetrieb arbeiten wollen?! Dessen Frequenz wäre dann das (hauptsächlich)bestimmende für die Schaltverluste. Deren Berechnung hab ich leider nicht im Effeff. https://de.wikipedia.org/wiki/Schaltverluste
Thomas schrieb: > Gibt es keine Worst Case Szenarien ? Natürlich: So schnell schalten, daß der MOSFET gar nicht mehr mitkommt sondern halb-leitend analog stehen bleibt, dann fliesst der halbe Maximalstrom an der halben Spannung, also 1/4 der Motormaximalleistung wird im MOSFET verbrannt. Das hilft dir aber nicht, weil es unrealistisch viel ist. Du könntest die Schaltgeschwindigkeit des MOSFETs und die Spannung und den Strom nehmen, sozusagen Rechteckimpuls, mal der Schaltfrequenz, das wäre schon mal näher dran. Oder du verdoppelst einfach die von dir schon berechnete statische Leistung als sehr grob über den Daumen gepeilte Verlustleistung, nach dem Motto: Wenn er mehr Verluste hätte, wäre die Auswahl des MOSFETs passend zur Treiberleistung schlecht gewesen.
Teo D. schrieb: > Dessen Frequenz wäre dann das (hauptsächlich)bestimmende für die > Schaltverluste. Gelegentlich heizen auch die internen Schutzdioden wegen der induktiven Abschaltspannung mehr als bedacht.
Hallo, da steht alles drin wie man das macht: http://www.ti.com/lit/an/slva504/slva504.pdf Aber ohne die Schaltfrequenz und die Schaltzeit ist das nicht sinnvoll. Also leg dich am Besten fest. Als Schaltzeit kannst du 100ns annehmen. Da bist du recht nah dran egal welcher Fet (ich gehe davon aus, dass du dich im Bereich zwischen 12V und 48V bewegst). Gruß
Also hängt die Berechnung der Verlustleistung von der Schaltfrequenz ab. Ohne Frequenz keine Berechnung - hab ich ja schon geschrieben. > Oder du verdoppelst einfach die von dir schon berechnete statische > Leistung ... (sonst) wäre die Auswahl des MOSFETs > passend zur Treiberleistung schlecht gewesen. Sag ich ja.
Ich habe dir nicht wiedersprochen. Da hast du schon recht. In der AppNote sind nur alle Formeln drin. Danach ist ja gefragt worden. Wie man das berechnet.
Die Chopperfrequenz bleibt ja in meinem System konstant. Im Datenblatt meines Treibers steht es nun nicht 100% drin bzw. ich glaube ich überlese es einfach. Auf seite 51 ist die Chopperfrequenz mit 40 kHz angegeben. Diese Frequenz kann ich doch dann als fsw ansehen oder ? und mir so meine Verluste ausrechnen. Vielen Dank schon für die Mühe
Zumindest für manche Trinamic Chips mit internen FETs gibt es eine recht ausführliche Excel-Mappe "TMC5130_TMC2130_TMC2100_Calculations.xlsx".
Errechnet habe ich mit diesen Werten und der Raise bzw Fall Time folgende Werte. Durchflussverluste P= 1,116W Schaltverluste Psw = 0,468W Aber sind die Schaltverluste i.d.R nicht größer als die Durchflussverluste ?
Thomas schrieb: > Errechnet habe ich mit diesen Werten und der Raise bzw Fall Time > folgende Werte. > Durchflussverluste > > P= 1,116W > > Schaltverluste > > Psw = 0,468W > > > Aber sind die Schaltverluste i.d.R nicht größer als die > Durchflussverluste ? Wenn du nur einmal die Stunde schaltest nicht. Bei 1 MHz evtl. schon eher. Wie du siehst kommt es auf die Frequenz und Umschaltzeit an.
Etwa die gleiche Größenordnung für Schaltverluste und die Ron Verluste ist schon ein ganz guter Schätzwert. Wären die Schaltverluste wesentlich höher sollte man einen kleineren Fet wählen um die Schaltverluste auf kosten der On verluste zu reduzieren. Im Idealfall wird halt die Größe des MOSFETs entsprechend gewählt um die Verluste in der Summe zu minimieren, und bei dem Punkt sind die beiden Anteile in ähnlicher Größe. Je nach Schaltung kommen die Verluste als Freilaufdiode dazu - den Teil kann man aber mit 50% der Zeit mal Strom mal 0,6 V abschätzen.
Natürlich kann man die Schaltverluste berechnen... Vielleicht einfach mal in der Artikelübersicht unter "Leistungselektronik" schauen? http://www.mikrocontroller.net/articles/FET Da steht alles drin. Übrigens: Eine Simulation ist nur so gut wie das Modell, und wie der, der vor dem Rechner sitzt. Da gibts einen alten Spruch "problem exists between chair and screen" PEBCAS
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.