PWM Problem, MOSFET wird heiß

[Johnes]

Wenn du die Dioden selektierst, dann könnte das klappen! Meist wird eine Diode mehr belastet, da die Dotierung nicht 100% mit der anderen Diode übereinstimmt und dann brennt die Diode durch.

Ich nutze gerne diese Ansteuerung:

   +Ub o-----+---------+----------.
             |         |          |
            .-.        |         .-.
            | |        |         | |
            | |        |         | |
            '-'        |         '-'
             |         |          |
             |       |\|          |
   PWM o-----)-------|-\        |-+
   in        |       |  >------>|
             '--+----|+/        |-+
                |    |/|          |
                V      |          |
                -      |          |
                |      |          |
   GND o--------+------+----------'

Du musst ja nicht nur schnell laden, sondern auch schnell entladen! Da bietet sich das an, da source/sink sich schnell realisieren lässt.

[hunni]

Ähm.....könntest du deine Schaltung bitte mal erklären Ich bin mit Operationsverstärkern nicht so bewandert. Kann ich anstatt der Diode eigentlich einfach einen zweiten MOSFET nehmen und dort einfach das Invertierte PWM-Signal drauf geben?

                 °°°°°°°
----------+------______----------+------
          |                      |
          |                      |
          +                      |
 PWM inv |                      ---
 --------|                      ---    
          +                      |
          |                      |
          |                      |
 -----+---+-------+     +--------+------
      |           -------
     ---             |
                     | PWM

[ManuelB]

Der OP ist hier eigendlich nur als Stromlieferant zum schnellen schalten des Mosfets. Allerdings sieht es so aus, als wenn die gezeigte Schaltung invertiert. Typischerweise ist der Ausgang des OP immer positiv wenn an + das höhere Potential anliegt und negativ (oder Null bei Single supply) wenn an - das größere Potential ist. + ist hier über die Dioden mit ca. 0,7V vorgespannt. Ist der - Eingang des OP größer der Diodenspannung ist der Ausgang des OPs=0, ist er kleiner dann +Ub.
Kann man aber auch diskret lösen über Push-Pull (Spannunsgfolger) mit NPN und PNP und einer Potentialanpassung über Transistor und Widerstand vor der Push-Pull.
Man kann anstatt der Freilaufdiode auch einen zweiten Mosfet nehmen (Synchron- Wandler). Allerdings ist bei dir der Mosfet an der falschen Stelle. Wenn der PWM Mosfet sperrt kann kein Strom mehr fließen, da der Synchronfet dahinter sitzt. Ev. muss man eine kleine Totzeit einplanen, damit der Synchronfet nicht die Betriebsspannung kurzschließt.

MfG
Manu

[hunni]

Allerdings ist bei dir der Mosfet an der falschen Stelle. Wenn der PWM Mosfet sperrt kann kein Strom mehr fließen, da der Synchronfet dahinter sitzt.

Ohh stimmt.... mein Fehler..... Ich bin mir jetzt nur nicht sicher, kann ich für beide einen N-Channel nehmen?

[ManuelB]

Ja, wenn man den Synchronfet über eine Bootstrap Schaltung versorgt. Der Synchronfet ist in diesem Fall eine Highside-Anwendung
Allerdings kann man dann auch die "normale" Variante des Stepdown bauen mit Fet im +Zweig. und dann den Pwm-Fet via Bootstrap ansteuern (oder ein Habbrückentreiber-IC). Dann verliert man sein festes GND nicht. Oder eben einen P-Kanal verwenden.

MfG
Manu

[hunni]

ähm....hä? kann ich nun den Synchronfet als N-Channel nehmen oder nicht. Also genau so wie ich das "gemalt" hab:

                 °°°°°°°
----------+------______----------+------
          |                      |
          |                      |
          +                      |
 PWM inv |                      ---
 --------|                      ---    
          +                      |
          |                      |
          |                      |
 -+   +---+----------------------+------
  -----            |
    |               ---
    |
    PWM

[Besserwessi]

Bei der kleinen Spannung von nur 2 V ist ein Syncrongleichrichter mit einem 2. FET schon eine gute Idee. Allerdings ist die Ansteuerung da nicht so einfach und man sollte dazu besser auf ein Spezielles Regler IC zurückgreifen. Damit spart man sich auf die Frage wie man die FETs ansteuert und die Induktivität auslegt. So gut wie die Regler ICs wird man im Eigenbau kaum werden - die Anforderungen sind nicht so viel anders als vor ein paar Jahren für die CPU bei bei den PCs. Da gibt es entsprechend genug Auswahl.

Der Synchron FET kann ein N Kanal sein, wenn Bootstraping genutzt wird. Was passt, hängt von Regler IC ab - es gibt da beide Typen von Reglern und man ist in der Regel dadurch festgelegt.

[Johnes]

Der OP ist hier eigendlich nur als Stromlieferant zum schnellen schalten des Mosfets. Allerdings sieht es so aus, als wenn die gezeigte Schaltung invertiert.

Hast natürlich recht! Ich habe das kurz so hingeklatscht, wie ich das im Gedächtnis hatte. Ich nutze diese OP-Schaltung high-side und nicht wie gezeigt. Also müsste es non-Inv. aufgebaut werden. Die Schaltung funktioniert recht gut und zuverlässig. Der Schaltungsaufwand ist deutlich geringer, als wenn ich das diskret aufbaue. Zudem, ist je nach Amp., der Treiber auch kurzschlussfest. Ich habe zwischen Amp. und FET noch einen 1 Ohm-R um HF zu vermeiden. Getaktet wird mit 2.5kHz

Ich nutze diese Schaltung, um mit einem IRF4905, zwei H7/55W Leuchtmittel zu "dimmen". (TFL mit CH/LH, Softstart)

Weder Treiber noch der ungekühlte FET werden merklich warm.

MfG

[hunni]

ich denke, ich werde es jetzt erstmal mit einer Diode probieren, wie gesagt, das muss mit den µC's usw. auch noch auf eine 30x30 Platine passen ansonsten sag ich schon mal vielen dank, ihr habt mir wirklich sehr weitergeholfen. Auf der Basis wollte ich auch ein Power-Panel bauen, das wirklich was taugt, die anderen die man im Modellbau findet, sind alle wirklich sch.....

Werd mich dann noch mal merlden, wenn die Teile da sind und ich die Platine neu gelayoutet habe.

Gruß Hunni

[Besserwessi]

Zum lernen ist die Schaltung mit der Diode OK, aber die Diode hat unweigerlich einen merklichen Verlust von rund 0,3-0,7 V. Wenn es klein und effektiv sein soll, bleibt die Steuerung per PWM (ohne den ELKO und die Spule), oder eine Schaltregler IC mit Synchrongleichrichtung (2 MOSFETs) - beim Step-down sind das in der Regel wohl 2 N Kanal Typen. Die Sychrongleichrichtung selber aufzubauen ist zu kompliziert und wird wohl auch größer weil man extra Gate Treiber und die Bootstrap Schaltung bräuchte.