PWM Problem, MOSFET wird heiß

[hunni]

Wie bereits erwähnt, soll die Schaltung universell einsetzbar sein. In meinen Fall für Flugmotoren, deswegen ist ein Blei akku nicht gerade geeignet. Auch gehts bei dem Projekt ehrlich gesagt nicht um sinnvoll, sondern ums eigentlich an sich Ich habe halt um die Ripple auszugleichen den low ESR Kondensator benutzt. Damit funktioniert das Einwandfrei. Dafür brauch man dann auch keine Freilaufdiode, da ja keine Induktion aufgebaut wird, die in die andere Richtung wirkt. Es ging mir halt darum, einen geeigneten MOSFET zu finden. Ich werde es mit dem IRLU3714 versuchen.

[Besserwessi]

Wenn man die Rippel ausgleichen will, dann geht es nur vernünftig mit einer extra Induktivtät und Freilaufdiode (ersatzweise ein 2. MOSFET). Einfach nur der ELKO wie im 1. Plan ist Murks: Beim Einschalten fließt ein sehr großer Strom zu laden des Elkos - das sorgt dafür das der MOSFET heiß wird. Da mehr an Spannung wird einfach in Verluste im MOSFET, den Akkus und dem ELKO umgesetzt. Da könnte man auch fast einen Linearregler nehmen - da schont man wenigstens noch den Akku.

Wenn man den Rippelstrom an den Glühkerzen nicht haben will, bleibt ein fertiges Schaltregler IC mit hohem Wirkungsgrad. Wenn man auch noch wenig Rippel auf der Akkuseite haben will, dann sogar eine Version mit 2 Phasen und dann 4 MOSFETs.

p.s. etwa so etwas sollte gehen, ggf. auch als Evaluation Kit:
http://www.linear.com/product/LTC3856

[hunni]

ok dann denke ich baue ich jetzt einen Step Down Wandler, allerdings habe ich dann noch eine frage: Kann ich einfach zwei Freilaufdioden parallel schalten, da ich nur SMD Dioden mit max. 3 Amp finde...

[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.