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Thema: Flybackconverter - MOSFET wird heiß

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Flybackconverter - MOSFET wird heiß

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    Hallo,

    ich habe einen Flybackconverter aufgebaut, ca. 10V eingang, 400V am ausgang.

    der trafo ist selbst gewickelt, als schalter verwende ich einen mosfet, der direkt von einem ne555 bei 50khz geschaltet wird, ohne treiber.

    der mosfet ist für 22A dauerstrom zugelassen und hat einen großen kühlkörper, trotzdem wird er sehr warm, wenn am ausgang eine last hängt. mein netzteil begrenzt ab 5A den strom, weswegen ich nicht verstehe, warum der mosfet heiß wird.


    ich habe schon die vermutung, dass es am trafo liegen kann, der ja in reihe mit dem mosfet geschaltet ist. muss ich hier noch irgendeinen schutz einbauen (diode ö.ä.?).

    vielen dank für eure hilfe,

    roboman

  2. #2
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    Ein Teil der Verluste beim MOSFET kommen von der Umschaltzeit. Bei einem Flayback Wandler ist das vor allem die Ausschaltzeit. Der NE555 ist schon nicht so schlimm wie man vielleicht denkt, aber halt nicht perfekt.

    Wenn der Trafo keine perfekte Kopplung hat, kann es nötig sein das man Spannungsspitzen noch irgendwie auffängt. Beim Ausschalten kann die Spannung sonst zu hoch für den MOSFET werden.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    ok, danke für die antwort.

    zu deinem ersten tipp: da müsste man dann noch einen treiber zwischen ne555 und mosfet schalten, oder?

    zum zweiten: kann ich diese spannungsspitzen mit einer diode parallel zur spule, gegen die stromrichtung auffangen?


    roboman

  4. #4
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    Vermutlich hast du Probleme mit der Flankensteilheit, damit befindet sich der MosFET relativ lange in einem Bereich mit erhöhtem Widerstand und betätigt sich damit als Heizung.
    Davon abgesehen sind die ganzen Angaben zur Strombelastbarkeit von MosFETs mit Vorsicht zu genießen, diese Werte sind oft nur mit hohem (Kühl-)Aufwand zu erreichen.

    mfG
    Markus

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    hallo,

    mit flankensteilheit meinst du, dass der mosfet vom ne555 nicht schnell genug geschaltet wird?

    sorry, aber ich bin relativ neu bei den mosfets.

    roboman

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Hallo, wenn möglich kurze Ausschaltzeit (z.B. durch Push-Pull Stufe mit Diode zum überbrücken des Gatewiderstandes beim Auschalten) und ein RCD Snubber über dem Übertrager. Möglich ist. z.B. das der Transistor wegen der Spannungsspitzen sehr heiß wird, wenn es ein Avalange Typ ist (dann werden die Spannungsspitzen im Mosfet verheizt).

    MfG
    Manu

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Der MOSFET hat ein nicht zu vernachlässigende Kapazität - vermutlich so im Bereich 1 nF. Um den MosFET schnell ein oder auszuschalten wird einiges an Strom benötigt: für 1 nF auf 5 V in 100 ns zu laden braucht man schon 50 mA. Viel mehr wird der Ne555 nicht schaffen. Auch ist die Ansteigszeit des NE555 selber (also ohne die Last) schon noch so super schnell.

    Um die Spannung am MOSFET zu begrenzen braucht man ggf. so etwas ähnliches wie eine Freilaufdiode. Je nach Übersetzungsverhöltniss des Trafos muss man aber sehen wohin mit dem Strom, da braucht man dann ggf. noch ein RC Glied als Senke, damit die meiste Energie aus dem Kern auch wirklich zum Ausgang kommt. Das kennt man sonst unter dem Stichwort Snubber.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Stell doch einfach mal die Schaltung hier rein. Vielleicht ist es dann leichter den Kausus Knacktus zu finden.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    Ist es möglich, das der von Dir verwendete Kern für die Drossel falsch dimensioniert ist ?
    Zu kleiner maximaler magnetischer Fluß des Kernmaterials, Schaltfrequenz zu hoch oder zu niedrig, falsches Kernmaterial ohne Speicherwirkung, Wickeldaten falsch ?

    Gerade die Spulen sind bei einem Schaltnetzteil immer ein Knackpunkt, wie ich leider selber schon feststellen musste.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Die Speicherwirkung liegt beim Flyback ja hauptsächlich im Luftspalt. Der sollte auch im ausreichenden Maß vorhanden, damit der Kern nicht in Sättigung geht.

    MfG
    Manu

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