MOSFET als Leistungs-Vernichter ?

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Autor
MOSFET als Leistungs-Vernichter ?
Suche nach: mosfet (3399)

    







BID = 829412

Crizz

Neu hier



Beiträge: 20
Wohnort: 35708 Haiger
 

  


Nachdem ich schon einige Zeit hier rumgesucht habe, aber leider nicht was wirklich passendes gefunde habe, bitte ich um eure Hilfe bzw. Inspiration.

Ich habe vor, eine kleine elektronische Last zu bauen, als Steuerung dient ein Atmel Mega 2560, das ganze wird eine recht umfangreiche Funktionalität erhalten, deshalb brauche ich diese CPU.

Der Einsatzbereich soll von 6V .... ca. 28V gehen, die Leistung bis zu ca. 450 W betragen @ 25 V

Wie kann ich eine solche Leistung mittels MOSFET vernichten, ohne die Dinger gleich zu grillen ? Da das ganze dynamisch laufen soll, d.h. frei einstellbarer Laststrom, bekomme ich natürlich bei 25 V und fast 20 A schon immense Verlustleistungen, die abgeführt werden müssen - ein einzelner IRF3505 dürfte da schnell getoastet sein.

Da ich noch nicht viel mit MOSFET gearbeitet habe und diese bisher eher mit weit geringerer Belastung als wie WorstCase betrieben habe ( bisher nur eine PWM-Anwendung und sonst Schalteranwendung ) möchte ich natürlich unnötiges Lehrgeld durch Fehldimensionierung vermeiden.

Sollte das Thema schonmal besprochen worden sein reicht mir natürlich ein Link dorthin ( manchmal ist man ja betriebsblind und findet es einfach nicht.... ).

Für eure Unterstützung und Anregungen meinen besten Dank !

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BID = 829420

Ltof

Inventar



Beiträge: 9255
Wohnort: Hommingberg

 

  


Zitat :
Crizz hat am 13 Mai 2012 00:31 geschrieben :

Wie kann ich eine solche Leistung mittels MOSFET vernichten, ohne die Dinger gleich zu grillen ?

Durch ausreichend Kühlung. Passenden Kühlkörper mit (temperatutgeschaltetem) Lüfter und die Leistung auf mehrere Transistoren (IRFP 2907 z.B.) und (Symmetrier-)Widerstände verteilen.

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 829423

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
natürlich bei 25 V und fast 20 A schon immense Verlustleistungen
Dies ist mit einem einzelnen FET nicht möglich.
Selbst wenn es einen geben sollte, so ist es immer ratsam, die Verlustleistung auf mehrere aufzuteilen.




Zitat :
Sollte das Thema schonmal besprochen worden sein reicht mir natürlich ein Link dorthin
Das Thema wurde in der Tat schon mehrmals besprochen. Ich hatte auch mal einen Schaltplan (mit IGBTs als Heizelement) hochgeladen - finde es auf die Schnelle aber nicht.



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 13 Mai 2012  8:23 ]

BID = 829429

Offroad GTI

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Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus

Doch noch gefunden: https://forum.electronicwerkstatt.d.....01086



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 829437

Crizz

Neu hier



Beiträge: 20
Wohnort: 35708 Haiger

Interessant, das ist ne Variante die ich mal ins Auge fassen sollte. Danke für den Tipp !

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BID = 829439

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

Die meisten MOSFETs sind heute für den reinen Schalterbetrieb spezifiziert.
Bei dir liegt aber linearer Betrieb vor, bei dem es durch Ungleichmäßigkeiten im Chip zu Überlastungen einzelner Stellen kommen kann.
Daher solltest du Transistoren verwenden, für die eine SOA in DC-Betrieb spezifiziert ist, und diese auch einhalten.

BID = 829441

Crizz

Neu hier



Beiträge: 20
Wohnort: 35708 Haiger

Hast du da eine Empfehlung für mich ? Wie ist es mit den HGTG20N60B3D ?

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BID = 829468

dl2jas

Inventar



Beiträge: 9914
Wohnort: Kreis Siegburg
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Muß die Last sehr flexibel im Widerstandsbereich sein?

Wenn nicht, könntest Du teilweise mit Widerständen arbeiten, die eine Grundlast bilden. Parallel dazu dann die elektronische einstellbare Last. Auch kann man sich überlegen, ob man Leistung mit Glühlampen verheizt. Bei denen muß man jedoch aufpassen, weil sie ein ausgeprägtes Kaltleiterverhalten aufweisen.

DL2JAS

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mir haben lehrer den unterschied zwischen groß und kleinschreibung und die bedeutung der interpunktion zb punkt und komma beigebracht die das lesen eines textes gerade wenn er komplizierter ist und mehrere verschachtelungen enthält wesentlich erleichtert

BID = 829470

Crizz

Neu hier



Beiträge: 20
Wohnort: 35708 Haiger

An die Glühlampen-Variante hatte ich als erstes gedacht, um es als Nachbauprojekt möglichst einfach und auch kostengünstig zu halten, schließlich gibt es ja GU5.3-Halogenbirnen in den Baumärkten ja schon im 3er oder 5er Pack für extrem schmales Geld. Allerdings stellt sich mir bei der Variante das problem, das ich mit dieser Senke einen Spannungsbereich von ca. 6 V bis 26 V Eingangsspannung abdecken möchte, und müßte ich entweder mit mehreren Lampen-Batterien arbeiten ( Ein Zweig für Eingangsspannungen bis ca. 13 V und einen für 13...26 V ) oder die Lampen auch noch zwischen Reihen- und Parallelschaltung umschalten - was das ganze ein wenig verkompliziert. Die Umschaltung selber wäre eigentlich nicht das Problem, aber der Aufwand auf dem PCB wird größer. Und relais wollte ich nicht auch noch reinpacken, das ist irgendwie altmodisch und paßt nicht zum Einsatz eines Atmel 2560.

Der Laststrom sollte von 1.... 20 A einstellbar sein ( für bis zu 13 V, bei 26 V max 15 A ).

Derzeit glaube ich das die Lösung mit ner Handvoll IGBT dafür am sinnvollsten erscheint. Wobei man sicherlich auch einen Anteil durch einfache Hochlastwiderstände wegbraten könnte, nur billiger wird das ganze unterm Strich damit dann auch nicht.

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BID = 829478

Onra

Schreibmaschine



Beiträge: 2473

IR hat da einiges im Programm. Näheres bietet die Lektüre der AN-1155.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1155.pdf

Die Suche nach der "Spirito-Kurve" dürfte auch bei anderen Herstellern einiges zum Thema Linearbetrieb kontra SOA zu Tage fördern.

Onra

BID = 829529

ElektroNicki

Inventar



Beiträge: 6429
Wohnort: Ugobangowangohousen

Bipolartransistoren sind besser geeignet.
IGBTs haben meistens ne ziemlich hohe UCEsat
Warum Mosfets ungeeignet sind, kannst du hier nachlesen:
http://f3.webmart.de/f.cfm?id=16639.....dview

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BID = 829531

Crizz

Neu hier



Beiträge: 20
Wohnort: 35708 Haiger

Bevor ihr hier falsche Rückschlüsse zieht :

Der Einsatz von HexFETs wäre als Schalterbetrieb, als PWM-gesteuert mit externer Lst, z.b. Glühbirnen, angedacht, da bei linearem Betrieb die thermische Verlustleistung viel zu hoch wäre und die HexFET schnell am thermischen Limit wären.

Für lineare Ansteuerung mit direkter Leistungsvernichtung dürften die IGBT sich aber doch anbieten, zumal sie quasi selbststailisierende Eigenschaften wie Begrenzung des max. Laststromes mit sich bringen.

Außerdem wird das ganze durch 2 Dallas 18B20 1-Wire Thermometer überwacht und und zusätzlich mit Kühllüftern versehen, die abhängig von der Temperatur und vom eingestellten Laststrom gesteuert werden.

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BID = 829543

Offroad GTI

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Beiträge: 12634
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Zitat :
Bipolartransistoren sind besser geeignet.
IGBTs haben meistens ne ziemlich hohe UCEsat

IGBTs haben ja auch eine bipolare Ausgangsstufe, weshalb sie sich nicht viel nehmen werden.

Und da sie nicht als Schalter eingesetzt werden sollen, spielt die UCEsat eigentlich keine Rolle.

Edit: Habe gerade mal eine Leistungstransistor (BD249) mit einem Leistungs-IGBT (IKW30N60T) verglichen. Beide haben etwa 2V. Für andere Typen wird es ähnlich sein.



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 13 Mai 2012 22:44 ]

BID = 829966

Crizz

Neu hier



Beiträge: 20
Wohnort: 35708 Haiger

Hab heute mal ( mit ner relativ primitiven Schaltung ) rumexperimentiert.

Als Resumeé waren beide Ergebnisse enttäuschend, egal ob ich den IRGBT von Pollin ( der verlinkt wurde ) verwende oder einen IRF3505 verwende, wobei der IGBT eine PWM-Ansteuerung mit ca. 400 Hz noch schlechter verkraftet als der HexFET, wobei das ganze selbst bei linearer Ansteuerung den IGBT schneller an die Hitzegrenze treibt als den HexFET. Dabei muß der IGBT eine um fast 50% höhere GE-Spannung bekommen als die Schaltspannung, um voll durchzuschalten - keine echte Alternative für mich, ds bedeutet erheblich höheren Schaltungsaufwand.

Ich denke ich werde dazu übergehen, ds ganze mit HexFET udn ohmschen "Vernichtern" zu kombinieren, der Kühlaufwand für eine simple Beschaltung der IGBT scheint mir in keinem Kosten-Nutzenverhältnis i diesem Anwednungsfall zu erscheinen...

Auf jeden Fall hat dieser Thread mir neue Perspektiven eröffnet, wenn ich sie auch nicht wirklich für diese Anwendung verwenden konnte. Deshalb meinen herzlichen Dank für die vielen Tipps, di3e mir sicher später noch hilfreich sein werden !

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BID = 829995

Offroad GTI

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Beiträge: 12634
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Dabei muß der IGBT eine um fast 50% höhere GE-Spannung bekommen als die Schaltspannung, um voll durchzuschalten - keine echte Alternative für mich, ds bedeutet erheblich höheren Schaltungsaufwand.
Wie ist das zu verstehen? Was meinst du jetzt mit Schaltspannung?



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