Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFETs parallel schalten? Temperatur absenken?


von Uwe K. (aerodactyl)


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Hallo Gemeinde,

ich laboriere an einem kleinen Problem, das ich nicht wirklich in den 
Griff bekomme.

Ich schalte mit einem BC327 einen MOSFET vom Typ IRLZ44N mit 80-100 kHz. 
Das ganze Gebilde funktioniert auch tadellos, allerdings wird der FET 
arg heiß. Das ist alles vermutlich noch innerhalb der Spezifikation, 
aber da die Schaltung in einer kleinen geschlossenen Dose sitzt, wird es 
da drin schon gut warm.
Mit IR Thermometer und über Kontaktthermometer messe ich an dem FET ca. 
80-90°C.
Der FET sitzt auf einem geschlitzen U-Kühlkörper.

Wenn ich jetzt einen gleichen FET parallel zum Ersten packe, wird das 
schaltungstechnisch funktionieren, da der FET als Schalter betrieben 
wird.
Wie wird sich das temeraturmäßig auswirken?
Klar, die Leistung und somit auch der Strom wird bleiben, aber werden 
die Einzelenen FET's weniger heiß?
Kann man die beiden FET's übereinander packen und mit Leitpaste 
thermisch verbinden?

Wie gesagt, mir geht es nur um die Reduzierung der Temperatur. 
Schaltungstechnisch ist alles im grünen Bereich.

Gruß in die Welt.

Uwe

: Verschoben durch Moderator
von Stefan F. (Gast)


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Grob betrachtet halbiert sich der Widerstand RDSon und somit auch die 
Verlustleistung.

Allerdings solltest du mal den Schaltplan zeigen und ein paar konkrete 
Angaben zu Spannungen und Strömen machen. Denn wenn ein MOSFET im kHz 
Bereich geschaltet heißer als erwartet wird, liegt es meist an einer 
falschen Ansteuerung des Transistors.

von MaWin (Gast)


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Uwe K. schrieb:
> Wie wird sich das temeraturmäßig auswirken?

Halb so warm weil quasi die Parallelschaltung von 2 Widerständen.

ABER: Vermutlich liegt dein problem ganz woanders, nämlich dort, wo du 
meinst, daß alles in Ordnung wäre, an EINEM BC327.

Damit auch bloss niemand jemals auf diesen Grund kommen kann, lässt du 
in deinem Beitrag alle wesentliche Information raus, nämlich den 
tatsächlich fliessenden Strom, den der MOSFET schalten soll.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Die Gute Nachricht: Wegen des positiven Temperaturkoeffizienten des 
R_DS(on) gleicht sich die Stromverteilung aus: Durch den einen MOSFET 
fließt im Verhältnis weniger Strom, wenn er wärmer wird als der andere.

Uwe K. schrieb:
> Kann man die beiden FET's übereinander packen und mit Leitpaste
> thermisch verbinden?

Ist das den eine gute Idee? Dann würde der eine MOSFET seinen Widerstand 
erhöhen, weil der andere warm wird.

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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> Ich schalte mit einem BC327 einen MOSFET vom Typ IRLZ44N mit 80-100 kHz.

Diese Art von Ansteuerung wird der Grund für die hohe Verlustleistung im 
Mosfet sein. Ein BC327 schaltet den Mosfet viel zu langsam ein bzw. aus. 
Schau dir mal die Gate-Source-Spannung mit einem Oszilloskop an.

von R. M. (Gast)


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Was MaWin meinte: bei Ansteuerung mit nur einem Transistor wird der 
MOSFET in eine Richtung sehr langsam umgeschaltet, dabei entsteht die 
Verlustleistung. Hier wäre dann wohl anzusetzen. Vorschlag: zeig uns die 
derzeitige Ansteuerschaltung!
mfG

von Simpel (Gast)


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Wenn du die Anzahl der Fets erhöhst, vermindert sich der RDSon 
entsprechend und damit auch die Verlustleistung über dem verringerten 
Gesamtwiderstand.

Allerdings erhöht sich die Verlustleistung auf der Gateseite (höhere 
Gesamtladung) und falls der Gatetreiber keine Reserven hat, auch die 
Umladezeiten der Gates, was wiederum höhere Verlustleistung im 
Linearbetrieb bedeutet.

Um das einschätzen zu können, benötigt man den Schaltplan, die 
Datenblätter, sowie ein Wenig Grundschulmathematik...

von Sebastian S. (amateur)


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Oops meine Glaskugel zeigt nur dichten Nebel.

Keine Ahnung welchen Strom Du schalten willst!
Möglicherweise ist R42 auch zu groß. Oder zu klein oder...
Wahrscheinlich ist der Transistor zu langsam. Die Gatekapazität zu groß.
Aber vielleicht kann man ja raten, ist aber nicht so mein Ding.

von Uwe K. (aerodactyl)


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Moin zusammen,

erst einmal DANKE für die schnellen Antworten.

Schön, dass ihr so auf dem BC327 rumgeritten seid. Ich hatte gestern 
Abend mal einen MOSFET-Treiber TC427 dazwischen geschaltet. Temperatur 
um 1/3 gesenkt!!
Jetzt pegelt sich das bei 60°C ein, was mehr als OK ist.

Die Flanken am Gate sind jetzt wirklich eckig und nicht mehr 
"sinusförmig" wie mit dem BC327. Die Zeit, wo der FET durch den linearen 
Bereich getrieben wurde, war wohl doch zu lang.
Mir war zwar bewusst, dass zum Ansteuern eines FET's als Schalter viel 
Strom ins Gate zwecks Umladen der Kapazität erforderlich ist, habe das 
aber trotzdem unterschätzt.
Nochmal DANKE ans Forum.

Welchen FET-Driver würdet ihr empfehlen? Ich suche möglichst einen Typ, 
der sowohl in SMD also auch bedrahtet verfügbar ist.Beim TC ist das der 
Fall, aber gibt es da noch günstigere Alternativen? Vielleich auch nur 
eine 1-kanal Version?

Gruß

Uwe

von Peter D. (peda)


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Für kleines Geld nimmt man gern eine Komplementärendstufe, z.B. 
BC850/BC860.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Uwe K. schrieb:
> Welchen FET-Driver würdet ihr empfehlen?

Such selber: MOSFET-Übersicht: MOSFET-Treiber

von Uwe K. (aerodactyl)


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Peter D. schrieb:
> Für kleines Geld nimmt man gern eine Komplementärendstufe, z.B.
> BC850/BC860.

Hallo Peter,

damit werde ich vermutlich wieder irgendeinen "faulen" Kompromiss 
eingehen. Ich werde definitiv einen echten MOSFET Treiber einsetzen.

Nach einigen Recherchen habe ich mich für den MCP1416 von Microchip 
entschieden. Den gibt es zwar nur im SOT23-5 Gehäuse, aber das wird 
schon werden.

Nochmals DANKE für eure Antworten.

Salut

Uwe

von Homo Habilis (Gast)


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Uwe K. schrieb:
> damit werde ich vermutlich wieder irgendeinen "faulen" Kompromiss
> eingehen.

Das wäre doch absolut kein "fauler Kompromiß", sondern ist gängige 
Praxis. Und manchmal, je nach Anwendung, die klügste Lösung.

Laß Dich doch nicht von der simplen Tatsache, daß für die symmetrische 
und steile Ansteuerung eines MOSFET-Gates nun mal mindestens ein aktives 
Bauteil mehr erforderlich ist, von der (zumdst. vermutlich) bisherigen 
Vorliebe für "kosteneffiziente Konstruktion" abbringen... :)

Denn darum ("sparen") allein geht es ja gar nicht. Es ist allgemein 
immer von Vorteil, eine Problematik völlig (bzw. zumindest nahezu 
völlig) zu durchschauen.

Es gibt nämlich auch immer wieder mal Voraussetzungen/Umstände, die 
manche Lösungsansätze oder "Standardlösungen" ausschließen.

Bis jetzt aber bist Du noch nicht näher auf eine geplante Verwendung, 
sowie mögliche "Nebenbedingungen", eingegangen - was aber ebenfalls bei 
einer Threaderstellung praktisch immer von Vorteil wäre...

von Homo Habilis (Gast)


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Verzeihung, sollte heißen: "...auf weitere - oder gar alle - möglichen 
Nebenbedingungen eingegangen, ..."

von Uwe K. (aerodactyl)


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Der BC850 kann doch auch nur 100 mA liefern, Das sollte der BC327 auch 
können. Mein Problem schien ja der geringe Strom ins Gate des FET's 
gewesen zu sein, wodurch der FET zu lange im linearen Bereich war, der 
dann warm machte. Jetzt mit dem FET-Treiber, der 1,5A schicken kann, ist 
alles in Butter und das Signal am Gate ist auch ein Rechteck und kein 
verunglückter Sinus.

Danke nochmal für eure Hinweise. Problem gelöst.

Gruß

Uwe

von Sebastian S. (amateur)


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Ich habe mir die technischen Daten Deines FET nicht reingezogen, aber 
wenn der nicht für den linearen Betrieb zugelassen ist, würde ich Ihn 
austauschen - je nach Betriebsdauer. Der lineare Betrieb eines nicht 
dafür zugelassenen FET bewirkt zwar nicht unbedingt dessen sofortigen 
Ausfall, aber oft Langzeitschäden.

von michael_ (Gast)


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Wie kommst du auf analog? Heute ist doch alles digital.
Es ist ein stinknormaler LL-FET für 55V.

Uwe K. schrieb:
> Der BC850 kann doch auch nur 100 mA liefern, Das sollte der BC327 auch
> können. Mein Problem schien ja der geringe Strom ins Gate des FET's
> gewesen zu sein,

Solange du die Schaltung nicht gezeigt hast, ist für uns nur Kaffeesatz.
Wahrscheinlich hast du keine Ahnung von Transistoren.
Vermutlich kann der Transistor bei einem Strom von 50mA und 5V den FET 
mit Rechteck ansteuern.
Welchen Kollektorwiderstand hast du?

Wie kommst du eigentlich auf den Transistor?
Jeder MC-Ausgang kan den direkt schalten.

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