Forum

Habe ein paar Fragen zum IRF3205. Ich habe zwar das Datasheet, komme aber nicht zurecht damit.
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20080416174208.pdf

Die Dauerstromleistung ist mit 110A angegeben (Conrad gibt sie mit 98A an). Die maximale Leistung beträgt 200W.
Ich möchte mit dem FET einen Pulsstrom steuern(Rechteckspannung mit duty cycle 50%). Wieviel Puls-Ampere und wieviel Puls-Watt sind zulässig? Darf ich einfach x2 rechnen?

Wie hoch ist die Verlustleistung? Welche Leistung muss der Kühlkörper haben? Finde die entsprechende Angabe nicht.

Gruss
Consuli

» Die Dauerstromleistung ist mit 110A angegeben

Fussnote 5 beachten!


» Ich möchte mit dem FET einen Pulsstrom steuern(Rechteckspannung mit duty
» cycle 50%). Wieviel Puls-Ampere und wieviel Puls-Watt sind zulässig? Darf
» ich einfach x2 rechnen?

Nein, P=I^2*R, du häätest also die vierfache Verlustleistung, und die halt nur für die halbe Zeit. Also doppelte Verlustleistung, von Umschaltverlusten mal abgesehen.


» Wie hoch ist die Verlustleistung? Welche Leistung muss der Kühlkörper
» haben?

Schau nach dem Bahnwiderstand bei maximaler Kristalltemperatur, und nach dem Wärmeübergangswiderstand vom Kristall zum Gehäuse. Dann noch etwas Aufschlag für den Übergang zum Kühlkörper, da kommts drauf an wie du ihn montierst.

» Habe ein paar Fragen zum IRF3205. Ich habe zwar das Datasheet, komme aber
» nicht zurecht damit.
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20080416174208.pdf
»
» Die Dauerstromleistung ist mit 110A angegeben (Conrad gibt sie mit 98A
» an). Die maximale Leistung beträgt 200W.
» Ich möchte mit dem FET einen Pulsstrom steuern(Rechteckspannung mit duty
» cycle 50%). Wieviel Puls-Ampere und wieviel Puls-Watt sind zulässig? Darf
» ich einfach x2 rechnen?
»
» Wie hoch ist die Verlustleistung? Welche Leistung muss der Kühlkörper
» haben? Finde die entsprechende Angabe nicht.
»
» Gruss
» Consuli

-----
hallo consuli,

schau mal auf die irf seite. www.irf.com

da findest unter mosfet-application einige pdf die
über die ansteuerung von mosfet erklären.
inbesonders gibt was tun und was nicht mit mosfets.

grundsätzlich geht es hier um pulsmässiges (zeitliches) laden, entladen des D-S kanals. und da sind einige parameter mehr zu berücksichtigen als hier schnell beantwortet werden kann. der mosfet ist ein bischen komplexer,
im gedanken, widerstand, kapazität (zb. Millerkapazität),
induktivität (zb. Anschlussdrähte), gerade bei diesen hohen Leistungen.

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20080416202329.pdf

hier im anhang hab ich einmal zur einleitung des gedankens: mosfet unter verwendung mit PWM.
da werden in etwa die ladungsvorgänge beschrieben.
PWM ist ja ein Pulsbreiten-moduliertes Signal, und da wäre deine 50-50% in der frage.

viel spass beim schmökern.

Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hatte es mir eigentlich gar nicht so schwierig vorgestellt, da meine Anwendung vergleichsweise anspruchslos ist.

Ich möchte ein Pulsladegerät für einen grossen Bleiakku bauen. Die Ladespannung/Arbeitsspannung des Mosfets V_DS beträgt 14.4V. Die Puls-Steuerspannung V_GS wird von einer Signalgeneratorplatine erzeugt als 12V Rechteckspannung und mit einem duty-cycle von 50%. Der Pulsladestrom kann maximal 70A betragen, mehr Strom kann der Akku bauartbedingt nicht aufnehmen. Der Durchschnittsladetrom über die Zeit beträgt somit 35A. Die Frequenz soll 5 bis 10Hz sein. Ich habe keine Platzprobleme.

Der Leckstrom ist bei einer so niedrigen Frequenz doch vernachlässigbar, oder nicht?

Ich kenne mich ehrlich gesagt mit Mosfets gar nicht aus und ich will mich nicht mehr in das Thema vertiefen, als unbedingt nötig ist. Der IRF3205 kostet bei Reichelt 1.10 Euro. Mir reicht daher eine Daumenkalkulation völlig aus. Dann schalte ich halt von den Dingern einfach 2 mehr parallel.

Was ich z.B. nicht verstehe ist folgende Angabe:
I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A mit Fussnote 5.
Fussnote 5: Calculated continous current based on maximum allowable junction temperature. Package limitation current is 75A.

Was soll das nun bedeuten? I_D_max ist nur ein theoretischer Wert, der praktisch nicht nutzbar ist?

Die Angabe P_D_max(T=25°C) = 200W bezieht sich auf die Schaltleistung und nicht auf die Verlustleistung des Mosfets, oder? Dann wäre das ja eh die restriktivere Einschränkung. Denn 200W / 14.4V = 13.89A.

Gruss
Consuli

» Ich möchte ein Pulsladegerät für einen grossen Bleiakku bauen.

Schnapsidee.

» Die Angabe P_D_max(T=25°C) = 200W bezieht sich auf die Schaltleistung und
» nicht auf die Verlustleistung des Mosfets, oder?

Oder!

» Hatte es mir eigentlich gar nicht so schwierig vorgestellt, da meine
» Anwendung vergleichsweise anspruchslos ist.
»
» Ich möchte ein Pulsladegerät für einen grossen Bleiakku bauen. Die
» Ladespannung/Arbeitsspannung des Mosfets V_DS beträgt 14.4V. Die
» Puls-Steuerspannung V_GS wird von einer Signalgeneratorplatine erzeugt als
» 12V Rechteckspannung und mit einem duty-cycle von 50%. Der Pulsladestrom
» kann maximal 70A betragen, mehr Strom kann der Akku bauartbedingt nicht
» aufnehmen. Der Durchschnittsladetrom über die Zeit beträgt somit 35A. Die
» Frequenz soll 5 bis 10Hz sein. Ich habe keine Platzprobleme.
»
» Der Leckstrom ist bei einer so niedrigen Frequenz doch vernachlässigbar,
» oder nicht?
»
» Ich kenne mich ehrlich gesagt mit Mosfets gar nicht aus und ich will mich
» nicht mehr in das Thema vertiefen, als unbedingt nötig ist. Der IRF3205
» kostet bei Reichelt 1.10 Euro. Mir reicht daher eine Daumenkalkulation
» völlig aus. Dann schalte ich halt von den Dingern einfach 2 mehr
» parallel.
»
» Was ich z.B. nicht verstehe ist folgende Angabe:
» I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A mit Fussnote 5.
» Fussnote 5: Calculated continous current based on maximum allowable
» junction temperature. Package limitation current is 75A.
»
» Was soll das nun bedeuten? I_D_max ist nur ein theoretischer Wert, der
» praktisch nicht nutzbar ist?
»
» Die Angabe P_D_max(T=25°C) = 200W bezieht sich auf die Schaltleistung und
» nicht auf die Verlustleistung des Mosfets, oder? Dann wäre das ja eh die
» restriktivere Einschränkung. Denn 200W / 14.4V = 13.89A.
»
» Gruss
» Consuli

----
Hallo Consuli

I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A
max Drainstrom bei 25°C Tj-> Sperrschichttemparatur des Transi-chips (also im "kalten" Zustand), wenn an die Gate-Source 10V angelegt ist.
Hier entspricht die Sperrschichttemp der Umgebungstemp.

Entgegen wirkt nun die Wirklichkeit, die in der Fussnote angegeben ist:
zu berücksichigen wäre da nun die max junktion temp (Sperrschicht-Temparatur des Transistor-Chips, Tj+175°C). Zudem die ist der zulässige Strom dieses Gehäusetyps mit 75A zu berücksichtigen.
siehe Bild 9 im Datenblatt, da ist oberhalb beginnend 100°C TC (Gehäusetemp.) die Stromlinie gestrichelt, aber quer bei 75A ganz. Der Transi-typ mit diesem Gehäuse kann unterhalb 100°C mit den vorgebenen Spannungen max. 75A I-Drain-Source durchschalten. Gleich daneben ist die Testschaltung, mit der getestet wurde.
"Da ist von IRF ein 110A chip in ein 75A gehäuse eingebaut worden."

Also, wenn der Transi im kalten Zustand (25°C) eingeschaltet wird, fliessen im voll eingeschaltetem Zustand 110A; getestet im Labor. Die U Drain-Source ist dabei 55V.
Jetzt wird er heiss, und dann schlagen alle anderen Parameter zu.

Für deine Application käme der Transi vielleicht nur bedingt zur Anwendung. Musst dann vielleicht 2 od 3 Transis parallel schalten, MOSFET parallel geht meistens, Bipolarer geht nicht direkt.

Bei den Transi sind üblich 3 Temparaturen zu sehen:
Tj - Sperrschichttemp, insbesonders die pn Übergänge, da aus unterschiedl. Materialien gefertigt; wenns heiss wird dann wird Metall legiert;
TC - Transi-Gehäusetemp, etwas weiter weg vom Chip und damit eine Spur kühler, wo bereits durch das Gehäuse und Anschlüsse die wärme abgeleitet wird;
Ta - Temp-Ambient, Umgebungstemp, umgebung um den Transi!
unter Berücksichtigung Nachbarbauteleile, Montageart, Print, Gerätegehäuse, usw. - kann schön warm werden in so einem Gerätegehäuse, -> da ist mit der Temparaturerhöhung zu rechnen; "Sommer", "Winter" als Basis, plus plus plus...

Nun, gerade diese, oft widersprüchlichen Temp-Parameter sind der Tod der Transis. Die TA wird oft schmählich vernachlässigt. Also, Kühlen mit Temparatur-Bilanzen!

--> Andere Frage:
Vorschlag: schau dir die Notwendigkeiten für den Bleiakku an und überlege, ob wirklich ein Impulsladegerät für diesen Typ Akku das Richtige ist.
Dieser Typ benötigt, lebenswichtige, Ladezeiten -Ströme und Spannung per Zelle.
Den kann man nicht einfach "schnellladen".
Und alle anderen Überlegungen und Wünsche sind aufwendig und kosten, wenn der Akku zum Laden nur eine UNSTABILISIERTE eventuell gesiebte Gleichspannung braucht. Im Netzteil ist der Bleiakku der beste "Kondensator".

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Ganz lieben Dank geralds!

» "Da ist von IRF ein 110A chip in ein 75A gehäuse eingebaut worden."
Da wäre ich ja nie drauf gekommen.

» Musst dann vielleicht 2 od 3 Transis parallel schalten
Werde es mal mit 4 Stück parallel probieren, montiert auf einem Hohlrippen-Lüfteraggregat mit 0.3K/W.

» MOSFET parallel geht meistens, Bipolarer geht nicht direkt.
Wie sieht es eigentlich mit Fertigungstoleranzen bei Mos-Fets aus? Wenn einer der Transis toleranzbedingt eher durchschaltet oder aber später sperrt, würde (kurzzeitig) ein hoher Strom durch den Transi fliessen.

» Den kann man nicht einfach "schnellladen".
Das ist i.m.o. nicht mehr der aktuelle wissenschaftliche Stand. Man kann ihn zwar nicht in dem Ausmass Schnellladen wie einen NC-Akku aber mit Pulsstrom immerhin etwas schneller. Ein mit Pulsstrom geladener Bleiakku macht auch mehr Zyklen. (Vgl. Dissertation http://vts.uni-ulm.de/docs/2001/621/vts_621.pdf)

Gruss
Consuli

» Ganz lieben Dank geralds!
»
» » "Da ist von IRF ein 110A chip in ein 75A gehäuse eingebaut worden."
» Da wäre ich ja nie drauf gekommen.
»
» » Musst dann vielleicht 2 od 3 Transis parallel schalten
» Werde es mal mit 4 Stück parallel probieren, montiert auf einem
» Hohlrippen-Lüfteraggregat mit 0.3K/W.
»
» » MOSFET parallel geht meistens, Bipolarer geht nicht direkt.
» Wie sieht es eigentlich mit Fertigungstoleranzen bei Mos-Fets aus? Wenn
» einer der Transis toleranzbedingt eher durchschaltet oder aber später
» sperrt, würde (kurzzeitig) ein hoher Strom durch den Transi fliessen.
»
» » Den kann man nicht einfach "schnellladen".
» Das ist i.m.o. nicht mehr der aktuelle wissenschaftliche Stand. Man kann
» ihn zwar nicht in dem Ausmass Schnellladen wie einen NC-Akku aber mit
» Pulsstrom immerhin etwas schneller. Ein mit Pulsstrom geladener Bleiakku
» macht auch mehr Zyklen. (Vgl. Dissertation
» http://vts.uni-ulm.de/docs/2001/621/vts_621.pdf)
»
» Gruss
» Consuli

--
hallo consuli

Da haben sich jetzt die ereignisse überschlagen....

hab kurz vorher eine kleine korrektur meines beitrags gemacht:
I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A
max Drainstrom bei 25°C Tj-> SPERRSCHICHTTEMPARATUR des Transi-chips (also im "kalten" Zustand), wenn an die Gate-Source 10V angelegt ist.
Hier entspricht die Sperrschichttemp der Umgebungstemp.

Hab im Dattenblatt zu schnell gelesen, sorry mein Fehler..
also lese bitte nochmals die nachlese.

PS: wollte gerade das von gelinkte pdf öffnen. ich komme nicht hin. habe web-error 404..

gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» PS: wollte gerade das von gelinkte pdf öffnen. ich komme nicht hin. habe
» web-error 404..
»
» gerald

Bei mir funktioniert es, wenn ich die http Adresse manuell in die Browser Adressleite kopiere. Scheint ein Problem der Verlinkung aus diesem forum zu sein.

» » Ganz lieben Dank geralds!
» »
» » » "Da ist von IRF ein 110A chip in ein 75A gehäuse eingebaut worden."
» » Da wäre ich ja nie drauf gekommen.
» »
» » » Musst dann vielleicht 2 od 3 Transis parallel schalten
» » Werde es mal mit 4 Stück parallel probieren, montiert auf einem
» » Hohlrippen-Lüfteraggregat mit 0.3K/W.
» »
» » » MOSFET parallel geht meistens, Bipolarer geht nicht direkt.
» » Wie sieht es eigentlich mit Fertigungstoleranzen bei Mos-Fets aus? Wenn
» » einer der Transis toleranzbedingt eher durchschaltet oder aber später
» » sperrt, würde (kurzzeitig) ein hoher Strom durch den Transi fliessen.
» »
» » » Den kann man nicht einfach "schnellladen".
» » Das ist i.m.o. nicht mehr der aktuelle wissenschaftliche Stand. Man
» kann
» » ihn zwar nicht in dem Ausmass Schnellladen wie einen NC-Akku aber mit
» » Pulsstrom immerhin etwas schneller. Ein mit Pulsstrom geladener
» Bleiakku
» » macht auch mehr Zyklen. (Vgl. Dissertation
» » http://vts.uni-ulm.de/docs/2001/621/vts_621.pdf)
» »
» » Gruss
» » Consuli
»
» --
» hallo consuli
»
» Da haben sich jetzt die ereignisse überschlagen....
»
» hab kurz vorher eine kleine korrektur meines beitrags gemacht:
» I_D_max(T=25°C, V_GS=10V) = 110A
» max Drainstrom bei 25°C Tj-> SPERRSCHICHTTEMPARATUR des Transi-chips (also
» im "kalten" Zustand), wenn an die Gate-Source 10V angelegt ist.
» Hier entspricht die Sperrschichttemp der Umgebungstemp.
»
» Hab im Dattenblatt zu schnell gelesen, sorry mein Fehler..
» also lese bitte nochmals die nachlese.
»
» PS: wollte gerade das von gelinkte pdf öffnen. ich komme nicht hin. habe
» web-error 404..
»
» gerald

----
hab das pdf gefunden und schnell mal durchgeblättert.

hab mich in der uni schnell durchgehantelt.

was hältst du von der schaltung, die in dem pdf gezeigt wird?
da sind 2 buz11 in verwendung, im leistungsteil.

wäre vielleicht eine gedanken unterstützung für deine überlegungen.

viel spass beim basteln
gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» ----
» hab das pdf gefunden und schnell mal durchgeblättert.
»
» hab mich in der uni schnell durchgehantelt.
»
» was hältst du von der schaltung, die in dem pdf gezeigt wird?
» da sind 2 buz11 in verwendung, im leistungsteil.
»

Die Schaltung in der Diss ist sicher besser. Ich strebe aber eine sehr pragmatische und kostengünstige Lösung an. Für aufwendiges fehlt mir im Moment die Zeit. Aber danke für den Hinweis.

» » ----
» » hab das pdf gefunden und schnell mal durchgeblättert.
» »
» » hab mich in der uni schnell durchgehantelt.
» »
» » was hältst du von der schaltung, die in dem pdf gezeigt wird?
» » da sind 2 buz11 in verwendung, im leistungsteil.
» »
»
» Die Schaltung in der Diss ist sicher besser. Ich strebe aber eine sehr
» pragmatische und kostengünstige Lösung an. Für aufwendiges fehlt mir im
» Moment die Zeit. Aber danke für den Hinweis.

--------
Hallo,

Alles klar.
Wünsche gutes Gelingen und viel Erfolg für dein Projekt.

Ich möchte Dir auch danken.
Das Pulsladen vom Bleiakku war mir im Ohrklang bekannt, hatte es wieder vergessen, und im Nachdenken kommen wieder einige Erinnerungen.
Als ich das damals hörte, wollte ich da gleich nachbauen.
Hatte damals auch Unterlagen gesammelt, nur die Strenge der Zeit ließ mir dieses Projekt in Vergessenheit geraten.
Ich bin die ganze Zeit mit dem Thema, Power-Management, unterwegs, sammle alle möglichen Unterlagen, Ideen....
So hast du mir wieder, nebenbei, den Denkanstoss hiefür gegeben. Bin auch an diesem Projekt interessiert.
Erweitert, über alles, was mit Energieversorgung zu tun hat, interessiert mich.

Viel Spass beim Basteln

Grüsse
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Ganz lieben Dank geralds!
»
» » "Da ist von IRF ein 110A chip in ein 75A gehäuse eingebaut worden."
» Da wäre ich ja nie drauf gekommen.
»
» » Musst dann vielleicht 2 od 3 Transis parallel schalten
»1) Werde es mal mit 4 Stück parallel probieren, montiert auf einem
» Hohlrippen-Lüfteraggregat mit 0.3K/W.
»
» » MOSFET parallel geht meistens, Bipolarer geht nicht direkt.
»2) Wie sieht es eigentlich mit Fertigungstoleranzen bei Mos-Fets aus? Wenn
» einer der Transis toleranzbedingt eher durchschaltet oder aber später
» sperrt, würde (kurzzeitig) ein hoher Strom durch den Transi fliessen.
»
» » Den kann man nicht einfach "schnellladen".
» Das ist i.m.o. nicht mehr der aktuelle wissenschaftliche Stand. Man kann
» ihn zwar nicht in dem Ausmass Schnellladen wie einen NC-Akku aber mit
» Pulsstrom immerhin etwas schneller. Ein mit Pulsstrom geladener Bleiakku
» macht auch mehr Zyklen. (Vgl. Dissertation
» http://vts.uni-ulm.de/docs/2001/621/vts_621.pdf)
»
» Gruss
» Consuli


---

1) nimm dir die formeln vom kühlkörperhersteller fischer electronic zur hilfe. diese sind leicht verständlich und beschränken sich auf das wesentliche.

2) hier müsste ich, wenn es um eine genaue beantwortung geht, selbst nachlesen.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes.htm
http://www.irf.com/technical-info/anarchive.html

da sind pdf dabei, die die parallelschaltung von fets behandeln. leider kann ich diese pdf nicht uploaden da sie mehr als 250kB gross sind.
auch findest hier etwas über die kühlung.

-->> ich verstehe schon, nachlesen, und "auf die schnelle". Schlage dennoch vor, 1 bis 2 Tage zu reservieren, lesen, damit deine Fragen beantwortet werden.

gruß
gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Da Du dich ja fürs Pulsladen interessierst hier nochmal das Datenblatt vom BUZ11. Bis jetzt konnte ich keine grossen Vorteile gegenüber dem IRF3205 entdecken. Aber wie gesagt, ich kenne mich nicht gut aus mit Mosfets.

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20080418171241.pdf

» Da Du dich ja fürs Pulsladen interessierst hier nochmal das Datenblatt vom
» BUZ11. Bis jetzt konnte ich keine grossen Vorteile gegenüber dem IRF3205
» entdecken. Aber wie gesagt, ich kenne mich nicht gut aus mit Mosfets.
»
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20080418171241.pdf


-----
Danke für das Datenblatt.


Habe da noch was gefunden:

schau mal bitte im Fachbuch vom Franzis Verlag nach:

"Das große Werkbuch Elektronik", ist von Dieter Nührmann;
(ist im Buchhandel erhältlich, oder in den Büchereien entlehnbar)

Unter Kapitel 3.10 Transistoren, 3.10.4 Power-MOSFET,
findest eine Beschreibung der FET Varianten.

Unter 3.10.4-C (PMF-SIPMOS) findest eine ziemlich gute
Erklärung über die Schaltvorgänge der MOSFETs.
Dabei werden auch einige Phänomäne beim Schalten beschrieben.

Gerald




Viel Spaß beim Schmökern
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"