Verluste berechnen (MOSFET) + Diode

[Hans D. (race-replica)]

Servus!!!

Ich bräuchte eure Hilfe bei der Auswahl richtiger MOSFETs in Bezug auf 
eine B6-Brücke.
Einmal möchte ich mit 100kHz+ mit entsprechender PWM ein 3~ System 
erzeugen und in umgekehrter Richtung über Dioden (oder über die interne 
parasitäre Diode) einen Gleichrichterverhalten haben. Quasi ein 
bidirektionaler Umrichter.
Leistung, Spannungen etc. sind erstmal egal, auch die Frequenz ist nicht 
fix

Mir geht es hier primär um die Verlustberechnung! Und ein paar 
Grundlegende Verständnisprobleme.

Prinzipiell habe ich zwei Möglichkeiten.
1. MOSFET (+parasitäre Diode / Reverse Diode)
2. MOSFET + SiC-Schottky Diode (oder Si-Schottky Diode)

Wenn ich für jeden Fall sowohl Schalt-(P_SW) als auch 
Durchlassverluste(P_VD) berechnen möchte gehe ich folgendermaßen vor:

1. Fall: "Wechselrichterfunktion"
P_VD=(I_eff)^2*R_DS_on
P_SW=f*(E_on+E_off)

1.Fall: "Gleichrichterfunktion" - sperrender MOSFET Strom über 
parasitäre Diode
Wie lassen sich in diesem Fall Schaltverluste und Durchlassverluste 
berechnen?
Um was für eine "Art" von Diode handelt es bei der parasitären Diode?

Si-MOSFET: Si-Diode?
SiC-MOSFET: SiC-Diode?
- oder ist dies nicht zwingend so?

2. Fall ähnliches Problem diesmal bei den Schottky Dioden:
Da Schottky Dioden kein Q_rr und E_rr besitzen bin ich sehr unsicher.

Wie berechnet man die Durchlass- und die Schaltverluste bei 
Schottky-Dioden?
Si & SiC Schottky:
Schaltverluste (1/2*C*u^2)*f=P_SW ?
Durchlassverluste allerdings wie bei eier normalen Diode oder ?
P_VD=u_f0*I_Average+r_F*(I_eff)^2 ??


Ich möchte primär einfach nur gucken welche Anordnung verlustärmer ist.


Über eure Hilfe würde ich mich sehr freuen.

Viele Grüße

[Alexxx (Gast)]

Die Schaltverluste setzen sich aus I2*Ron + Verluste beim Umschalten (+ 
Ansteuer-Verluste) zusammen. Das ist also vom Typ, der Schaltfrequenz 
und dem Strom abhängig. Beim Mosfet muss man einen Kompromiss - je nach 
Frequenz - zwischen kleinem Ron und hoher Schaltgeschwindigkeit machen.
Die Umschaltverluste hängen auch vom Maximalstrom des Gate-Treibers ab.

Die Verluste von Schottkydioden sind hauptsächlich die der 
Durchlassspannung bei (*) Strom x. Einfach mal ein Datenblatt anschauen!

Mit guten Mosfets ist Uverl = I * Ron viel kleiner als von Schottkys.

Die Parasitäre Diode eines Mosfets ist ziemlich schlecht, besonders bei 
höheren Frequenzen. Da ist Schottky besser - oder du nimmst sog. Fetkys 
(Mosfet+Schottky) von z.B. Int. Rectifier.

Konkreter kann man das erst mit konkreten Angaben machen.
Ansonsten "spiel" doch mal mit LT-Spice!!! Da kannst du dir die 
Verlustleistung einfach anzeigen lassen.

[Hans D. (race-replica)]

Alexxx schrieb:
> Die Schaltverluste setzen sich aus I2*Ron + Verluste beim Umschalten (+
> Ansteuer-Verluste) zusammen. Das ist also vom Typ, der Schaltfrequenz
Bei MOSFETs? Verluste beim Umschalten damit meinst du f*(E_on+E_off) 
oder?
> und dem Strom abhängig. Beim Mosfet muss man einen Kompromiss - je nach
> Frequenz - zwischen kleinem Ron und hoher Schaltgeschwindigkeit machen.
> Die Umschaltverluste hängen auch vom Maximalstrom des Gate-Treibers ab.
>


> Die Verluste von Schottkydioden sind hauptsächlich die der
> Durchlassspannung bei (*) Strom x. Einfach mal ein Datenblatt anschauen!
>
Welche Verluste meinst du denn jetzt? Physikalisch bedingt muss eine 
Schottky Diode (fast) verzögerungsfrei sperren. Eine Umladung ist kaum 
vorhanden.
Ich weiß allerdings nicht mehr wie das beim Vorgang vom sperrenden zum 
leitenden Zustand ist.
Es ist aber immer die sog. "Total capacitive charge" angegeben, darüber 
muss ich doch die Einschaltverluste bestimmen können oder??


> Mit guten Mosfets ist Uverl = I * Ron viel kleiner als von Schottkys.
>
verl=Verlust? im leitenden Zustand?
> Die Parasitäre Diode eines Mosfets ist ziemlich schlecht, besonders bei
> höheren Frequenzen. Da ist Schottky besser - oder du nimmst sog. Fetkys
> (Mosfet+Schottky) von z.B. Int. Rectifier.
>
Ich weiß, aber ich möchte das gerne über die Verluste "zeigen" können.
> Konkreter kann man das erst mit konkreten Angaben machen.
> Ansonsten "spiel" doch mal mit LT-Spice!!! Da kannst du dir die
> Verlustleistung einfach anzeigen lassen.

Z.B. bei dieser Schottky Diode:
http://www.mouser.de/pdfdocs/CD00249263.PDF

Unter der Annahme man hat einen Average Strom von 6A wie kann ich dann 
die Durchlass-Verluste bestimmen? Und eine periodische  Recheckspannung 
XXV (8us an & 2us aus: 100kHz)

Viele Grüße und vielen Dank für deine Antwort!

[Klaus R. (klara)]

Hans D. schrieb:
> Unter der Annahme man hat einen Average Strom von 6A wie kann ich dann
> die Durchlass-Verluste bestimmen? Und eine periodische  Recheckspannung
> XXV (8us an & 2us aus: 100kHz)

Mit LTspice?