Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : MAX1649: Wonach P-Kanal MOSFet auswählen?
hallo,
ich habe gerade meine neue errungenschaft testen wollen und musste feststellen, dass ich etwas übersehen habe.
Der MAX1649 braucht nämlich noch einen Externen P-Kanal MOSFet um seine 2,5A zu erreichen.
Aber ich bin nun etwas Ratlos, da ich bisher selten MOSFets gekauft habe. Ich will einfach eine 5V Stromversorgung für eine Platine bis ca. 2A
Welchen MOSFet soll ich jetzt kaufen???
dennisstrehl
09.12.2007, 18:17
Einen, der mit seinem On-Widerstand und seinen Schaltzeiten den Wirkungsgrad erreicht den du wünscht und der außerdem die Spannungen aushält.
Ein IRF9Z34N sollte ganz gut passen.
Danke für deine schnelle Antwort!
Der wirkungsgrad soll 90% sein (Schaltfrequenz bis 300kHz), die Spannung ist maximal 14V
kann ich in einer Liste einfach nach Frequenz, Strom, Package und Spannung gucken oder muss ich was besonderes beachten?
Was hat es mit dem On-Widerstand auf sich?
dennisstrehl
09.12.2007, 18:35
Ich hab jetzt einfach eben bei irf.com geschaut und den erstbesten genommen der halt bei 2 Ampere Dauerstrom nicht sonderlich heiß wird (P = I²R). Der On-Widerstand ist der Widerstand des MosFETs im eingeschalteten Zustand. Die Spannung reicht bei fast allen, eine Frequenzangabe findet man da nicht, aber "des passt scho" bei 300 kHz ;)
Der IRF9Z34N macht bei 2 Ampere 2A*2A*0,1 Ohm = 0,4 Watt (zzgl. Schaltverluste...) platt, bei 5V*2Ampere Ausgangsleistung sind das 4%, das Schaltregler-IC und das drumherum heizt natürlich auch... Das komplett zu berechnen ist etwas aufwändiger.
Gruß
ok, das heißt also für mich umso kleiner der On widerstand, desto weniger Verluste?
300kHz sollte eigentlich jeder machen, da hast du wohl recht :D
und die Spannung....wär krass wenn nicht :D
Hilfe :)
Natürlich ist in einem MOSFET-Datenblatt keine Frequenz angegeben, welche auch? Es sind Schaltzeiten, Kapazitäten und/oder Ladungen angegeben, aus denen man die effektiven Schaltzeiten anhand des verfügbaren Ausgangsstromes der den MOSFET treibenden Stufe berechnet. Ob ein bestimmter Typ dann noch bis 300kHz sinnvoll ist, ist gar nicht so klar!
Nicht umsonst steht im Datenblatt zum genannten IC ja auch ein kurzer Absatz über die Wahl des geeigneten MOSFET: er soll eine Gesamtgateladung von weniger als 100nC aufweisen (erfüllt der 9Z34) und bei einer Ugs entsprechend der niedrigst möglichen Versorgungsspannung minus dem Spannungsabfall am Shunt bei maximalem Strom einen möglichst niedrigen Rds(on) aufweisen.
Letzterer ist beim 9Z34 nur bei 10V Ugs spezifiziert, es hängt also alles davon ab, wie hoch Deine minimale Versorgungsspannung sein kann.
Das Bild kommt wohl kaum aus dem Datenblatt, es ist ein Buck-Wandler gezeigt, der kann aus 3,6V Eingang mitnichten 5V Ausgang generieren!
hehe, danke für deine Erklärung.
Das Bild kommt wohl kaum aus dem Datenblatt
aber sicher! Seite 1
Die 5V am Ausgang habe ich auch hingemalt weil da vorher ein Bild vom 1651 war. Ich verwende den max1649, das ist ein Step-Down und der soll mir aus 12V -> 5V mit einer guten effizienz machen. das Datenblatt von Maxim-IC ist für 1649 - 1651
der abschnitt zur Bauteilewahl ist mir vorhin beim Datenblattlesen völlig entgangen :oops:
Ihr meint also ich soll den 9Z34 mal probieren?
Eben, Du hast drin rumgemalt und dadurch eine sachlich inkorrekte Darstellung kreiert. Aber egal, 12V ist doch ein Wort, pack den IRF mal rein.
Ja, tut mir leid. Ich habe in dem Bild nur vergessen die 3,6V zu ändern.
Das mit dem reinpacken ist ja mein Problem, ich muss erst alles bestellen. Ich bin mitten in der Planung. Schonmal vielen Dank für deine Hilfe.
Ich bin direkt auf ein neues Problem gestoßen: Die Spule muss ja auch 2,5A aushalten. Was muss man da bei Reichelt bestellen? wie heißt das? Ich habe eine "High Current Funkentstördrossel, 33µ" (77A 33µ) oder eine "Funk-Entstördrossel, 30 Windungen, 45µ" (FED 45µ) in dem Leistungsbereich gefunden. Was ist richtig?
Und der Widerstand soll 0,05Ohm haben, das ist wohl eher ein shunt. Das habe ich auch nicht finden können. Kann ich bei dem Wert auch einfach ein Draht nehmen?
Wenn Dein Draht 50mOhm hat - warum nicht? Nur aufwickeln solltest Du ihn nicht wg. Induktivität. Dass der bei 1mm^2 dann gute 3m lang wäre, könnte allerdings noch ein Problem werden. Im Ernst: es gibt 50mOhm-Widerstände, aber nicht bei den Bastelläden. Evtl hat Conrad noch 0,6W Metallfilm mit 0,1 Ohm, davon dann zwei parallel. Ich habe meistens 2x0,1R 1206 SMDs genommen, die Maxim-Wandler verlangen ja häufiger nach 50mOhm.
Die Funkentstördrosseln dürften Dich effizienzmäßig in den Bereich von 60% drücken, sind halt keine dedizierten Speicherdrosseln. Allerdings hat Reichelt inzwischen doch auch SMD "Power" Induktivitäten, die hierfür geeignet wären - aber ob der Strom dabei ist, weiss ich nicht, musst halt mal gucken. Ich habe dort gerade 22uH Fastron SMD-Leistungsdrosseln gekauft, die mit einem MAX1771 ein gutes Bild machen. Die Elkos an Ein- und Ausgang sind auch recht kritisch was Wirkungsgrad und Stabilität angeht.
Low-Ohm-Widerstand und Low-ESR-Elkos (Panasonic FC/FM, Rubycon YXF oder ZL/ZLH) würde ich von Farnell nehmen, Drossel auch, falls Reichelt nichts Passendes hat.
Ich habe meistens 2x0,1R 1206 SMDs genommen, die Maxim-Wandler verlangen ja häufiger nach 50mOhm.
Die Idee ist prima, aber muss der Widerstand nicht die vollen 2,5A aushalten?
Allerdings hat Reichelt inzwischen doch auch SMD "Power" Induktivitäten, die hierfür geeignet wären - aber ob der Strom dabei ist, weiss ich nicht, musst halt mal gucken.
Ja, die habe ich auch gefunden. Dann werde ich die verwenden :)
BASTIUniversal
10.12.2007, 16:13
Hi!
Also das mit den zwei 1206 Widerständen stellt kein Problem dar! Ein 1206er verträgt in der Regel 0,25W an Verlustleistung (beide parallel 0,5W).
Mit P = I² * R = (2,5A)² * 0,05Ohm = 0,31W sieht man dann, dass sogar noch Spielraum nach oben da ist.
Zum FET: Der IRFR 5305 von Reichelt hat einen Rdson von nur 65mOhm und kostet fast genauso viel (ist zwar TO252, aber das geht gut zum löten).
Bei CSD-Electronics gibt es noch bessere FETs wie z.B. den IRF7207 (60mOhm, nur 15nC Gate Charge und SO8 Gehäuse) oder IRF7404 (40mOhm, 33nC GC, SO8 und 0,35€/Stück).
MfG
Basti
aha, aber dann noch eine Frage woher habt ihr einen 0,1Ohm 1206er Widerstand?
kann außer bei farrell keine finden, und 5,75€ Versandkosten für 2 Widerstände...neeee
BASTIUniversal
10.12.2007, 16:48
Tja, gute frage...ich hab bisher keine gebraucht!
Bei CSD gibt es 0,1Ohm und 0,075Ohm 1210er für 0,89€ pro Stück oder Alternativ zwei 0,1Ohm 2W Draht (!) Widerstände von Reichelt (0,28€ pro Stück).
Dafür gibt's bei CSD keine so Stromfesten Speicherdrosseln (das höchste ist 22µH/2,7A).
Manchmal kann Bauteile kaufen ganz schön schwierig sein ](*,)
Basti
Manchmal kann Bauteile kaufen ganz schön schwierig sein ](*,)
Basti
JAAAAhaaaa!
aber ich habe mich für die 2W draht bei Reichelt entschieden. Spulen habe ich nun schon optimale für mich gewählt (L-PIS4720 33µ).
Der IRFR5305 gefällt mir, aber kann ich den auch mit 15W, bzw. 2,5A belasten wenn er im D-Pak ist? als IRFU5305 gibt's ihn bei Reichelt wieder nicht.
Noch eine Kondensatorfrage (bin ja gerade wieder beim Bauteilesuchen bei Reichelt): Es sollten ja low-ESR sein. Aber wie finde ich die? Muss ich trotzdem bei Elektrolyt suchen und dann im Datenblatt nach dem ESR gucken? oder haben die generell einen speziellen Namen?
BASTIUniversal
10.12.2007, 17:09
Am IRF5305 fallen bei 0,065Ohm und 2,5A auch nur etwa 0,4W an. Ohne Kühlkörper hat er einen thermischen Widerstand von 110°C/W (Junction-to-Ambient), was eine "Junction"-Temperatur (bzw. die Temp. der Halbleiters im Innern) von maximal 44°C + Raumtemperatur ergibt. Da aber nicht dauernd 2,5A durchfließen, wird der Halbleiter nicht annähernd so warm.
Die max. Temperatur beträgt 175°C, was einen max. Dauerstrom von etwa 4,7A bei 20°C Umgebungstemp. entspricht.
Basti
P.S.: Warum kann der Windows Taschenrechner in der Wissenschaftlichen Oberfläche keine Wurzel ziehen? [-(
dennisstrehl
10.12.2007, 17:17
Basti: Häkchen setzen bei "Inv" und dann x^2.
Basti: weil der Windows-Taschenrechner Schrott ist %) Aber wie wär's mit x^y und dann 0,5? Mit Inv gehts natürlich auch :)
Reichelt hat keine Low-ESR-Elkos, brauchst also nicht lange suchen. Datenblätter ist so eine Sache, da man bei Tante R nie so recht weiss, was man geliefert bekommt...
Drahtwiderstände würde ich mir Vorsicht geniessen, die Strombegrenzung des MAX ist sehr schnell, da kann Dir das dI/dt beim Schalten an so einer verkappten Drosselspule schnell einen Strich durch die Rechnung machen.
Ich habe die Sub-Ohm-Widerlinge in der Tat von Farnell, ebenso wie die Low-ESRs.
Was ist denn bei den Draht widerständen anders in Hinsicht auf die SMD? der Wert ist ja der Gleiche...
kannst du mir bitte helfen was ich anklicken muss um die Low-ESRs zu finden?
Drahtwiderstände haben eine höhere Induktivität, ich dachte, das sei aus meinem mehrfachen Erwähnen der Induktivität deutlich geworden :-k
Was die Elkos angeht: ich hatte ja schon die Serien FC oder FM von Panasonic oder YXF bzw ZL/ZLH von Rubycon vorgeschlagen, ich würde auch nicht anders vorgehen als die Suche erstmal nach benötigter Kapazität und Spannung einzugrenzen und dann mal gucken, was mir so angeboten wird. Je nach Anwendung vielleicht nochmal nach Preis sortieren und dann den erstbesten nehmen ;)
Gerade mal nachgemessen: 0,15R Draht 2W 80nH, 0,22R 2W 170nH, 0,22R 4W 460nH(!) - bei modernen Hochstrom-Schaltreglern ist das ein Vielfaches der Speicherdrossel-Induktivität! Ein 0,04R 1210er hat die 10nH-Stelle meines Messgerätes nicht mal zucken lassen.
Drahtwiderstände haben eine höhere Induktivität, ich dachte, das sei aus meinem mehrfachen Erwähnen der Induktivität deutlich geworden :-k
oh man, ich war nur nicht auf die Idee gekommen, dass die ja einfach gewickelt sind! #-o
Was die Elkos angeht: ich hatte ja schon die Serien FC oder FM von Panasonic oder YXF bzw ZL/ZLH von Rubycon vorgeschlagen, ich würde auch nicht anders vorgehen als die Suche erstmal nach benötigter Kapazität und Spannung einzugrenzen und dann mal gucken, was mir so angeboten wird. Je nach Anwendung vielleicht nochmal nach Preis sortieren und dann den erstbesten nehmen ;)
ok, ich hab sie gefunden. war nicht auf die idee gekommen mal nach der Serie zu filtern.
Gerade mal nachgemessen: 0,15R Draht 2W 80nH, 0,22R 2W 170nH, 0,22R 4W 460nH(!) - bei modernen Hochstrom-Schaltreglern ist das ein Vielfaches der Speicherdrossel-Induktivität! Ein 0,04R 1210er hat die 10nH-Stelle meines Messgerätes nicht mal zucken lassen.
WOW! aber wenn der draht ja gewickelt ist, muss das ja so sein...
Vielen Dank für deine Hilfe! Ich werde wohl doch eine kleine farnell Bestellung machen.
ich dachte immer ich hab ein bisschen Ahnung von dem Kram, nachdem ich schon 7 Jahre damit rumfummel. aber im Moment fühl ich mich als hätte ich vor 3 Tagen das erste mal n Kondensator gesehen :D
So, ich bin mal wieder am basteln. Teile sind nun alle da und ich bin schon wieder am grübeln. Wie bitte soll man denn aus diesem Datenblatt die Anschlussbelegung des FET rauslesen???
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf9z34n.pdf
BASTIUniversal
14.01.2008, 16:44
Hi!
Schau mal auf Seite 8, da ist eine Zeichnung des Transistors von vorne. Direkt über den Beinchen stehen Nummern (1-4). Rechts neben der zweiten Zeichnung steht dann eine Legende (Lead Assignments).
MfG
Basti
#-o vielen Dank!
EDIT: Nun habe ich meine Schaltung mal aufgebaut. Leider funzt sie nicht so wie ich es mir dachte :(
Schaltplan ist im Anhang, der FET ist allerdings ein IRF9Z34N. Eingangsspannung ist 12,4V aus einem BleiGelAkku. Ausgangsspannung ist bei 10,47V mit 1A Last. Soweit schon mal ganz gut, auch kaum Welligkeit zu erkennen und der FET wird kaum warm. Jedoch kann ich nicht regeln!!! kann jemand einen FauxPas erkennen?
EDIT: schaltplan nun in 980px breite ;)
Ich habe nun nochmal die Schaltung für vordefinierte 5V gesteckt. Das gab folgendes Ergebnis: Der Output springt periodisch auf V_in und sinkt dann auf genau 5V ab. siehe Anhang
Ist etwas bei der Spule o.ä. falsch??? Ich habe als Spule die PIS4720 33µH (http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=4;GROUP=B517;GROUPID=3709;ARTICLE=73 171;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=32dp7FI9S4AR4 AAA1LLfsa375fdd5edf193165817095e21976f3a) von Reichelt. Die Kondensatoren sind extra LOW ESRs wie weiter oben schon besprochen.
dennisstrehl
15.01.2008, 01:06
Generell kann man dazu nur sagen: Die Regelschleife ist aus irgendeinem Grund instabil, entweder durch Verzögerungen (evtl. durch schlechten Aufbau) oder durch Parasitäre Einwirkungen (z.B. durch schlechte Masseverbindungen...) oder oder...
Spannung an FB vs. Spannung am Ausgang wäre noch interessant...
Mir würde übrigens keine be***issenere Größe für den Schaltplan einfallen...
Gruß,
Dennis
Die Spannung an FB ist bei der regelbaren variante zwischen 1,8 und 2,5V (ungefähr). Die Testberichte sind allerdings von der preselect (5V) schaltung. Da ist FB auf Masse.
Am Ausgang EXT sollte ja ein 300kHz PWM erzeugt werden, wie aber in der PDF zu sehen macht er das nur kurzzeitig in bestimmten Abständen. Wo sollte ich mit der Fehlersuche beginnen?
P.S. was hast du gegen mein Schaltplan?
dennisstrehl
15.01.2008, 08:09
> "Da ist FB auf Masse."
Mooment. Das IC misst doch darüber die Ausgangsspannung, wenn der auf Masse liegt kann das doch nicht funktionieren?
> "Wo sollte ich mit der Fehlersuche beginnen?"
Schwierig zu sagen...
Ich würde mal versuchen, rauszufinden, wie schnell die Ausgangsspannung ansteigt. Daraus könnte man dan ableiten, ob das Problem eher im zu schnellen Ansstieg der Ausgangsspannung oder am zu lahmen FB-Pfad liegt.
> "P.S. was hast du gegen mein Schaltplan?"
Jetzt passt er von der Größe her ;)
Gruß
also nochmal Nägel mit Köpfen. hier der Schaltplan für preset 5V der auch zu den Pdfs passt ;)
Ich bin nach dem Schaltplan aus dem Datenblatt Seite 6 gegangen.
EDIT: nun endlich korrekt
Wieviel Laststrom hast Du am Ausgang...?
ca. 1A
ich habs jetzt gefunden :oops:
es war ein kontaktproblem im steckbrett
die ausgewählten teile sind übrigens super
Um den thread auch für andere mit einer Lösung zu versehen hier ein kleiner Bericht:
http://blog.cc-robotics.de/2008/01/18/max-1649-ein-step-down-fur-low-power-anwendungen/
Volker-01
19.01.2008, 22:26
Übrigens, wenn du die Effizienz mal bestimmst, dann wirst du sicherlich feststellen, das sie auf jeden Fall unterhalb von 90% liegt. Dies ist nicht verwunderlich, da bei 12V Input mit diesem IC -egal mit welchem Transistor- keine Effiziens von 90% erreichbar ist.
*g* du musst wieder alle träume kaputt machen... woher nimmst du, dass bei 12V keine 90 möglich sind?
Volker-01
20.01.2008, 00:31
Naja, Träume sind Schäume...
Woher ich das nehme? Aus dem Datenblatt und aus Erfahrung. Steht z.B. im Datenblatt auf Seite 3 Grafik: EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT (VOUT = 5V). Dies Verhalten ist aber auch typisch für SNTs.
Die Angabe auf der 1. Seite des Datenblatt von mehr als 90% erreichbaren Wirkungsgrades ist meiner Ansicht nach ein ziehmlicher schmu (Augenwischerei). In diesem Fall liegt die Betriebsspannung gerade mal 1V höher als die Ausgangsspannung. Daher ist der Regler selbst schon gar nicht mehr richtig in Betrieb und die Schaltverluste fallen quasi ganz weg, da der Regler nicht mehr wirklich schaltet. Damit ist nur der rein Ohmsche Verlust über dem Transistor und der Spule vorhanden und die Effiziens geht auf die >90% hoch, welche vorne angegeben werden.
Wenn du bei 12V nach 5V die >90% schaffen möchtest, solltest du dich nach anderen Schaltreglern umsehen. Ein erster Schritt wäre sich evtl. mal bei einschlägigen Herstellern wie z.B. Linear Technology umzusehen, z.B. nach Schaltreglern mit "Synchrongleichrichtung". Dann wirst du dich auch mal sehr viel genauer mit den Bauteilen und deren parasitären Anteilen befassen müssen. Das Layout ist ebenfalls sehr wichtig und weist meist auch starkes Optimierungspotential auf. Der Aufbau eines Schaltnetzteils auf einem Steckbrett ist daher auch nicht so sehr optimal.
Gruß, Volker
dennisstrehl
20.01.2008, 02:41
> "und die Schaltverluste fallen quasi ganz weg, da der Regler nicht mehr wirklich schaltet."
Das kann man so nicht sagen. Der maximale duty-cycle liegt bei 96,5%, 3,5% der Zeit muss der Transistor ausgeschaltet sein. Ob du nun 96,5% oder 50% duty-cycle hast, das macht in der Hinsicht keinen Unterschied. Bei 300kHz hast du immer 600k Schaltvorgänge / Sekunde, außer der Transistor ist die ganze Zeit abgeschaltet.
Gruß
Volker-01
20.01.2008, 21:34
Ich arbeite derzeit fast ausschließlich mit neueren Typen, die 100% Dutycycle schaffen. Wenn das beim MAX1649 so ist, hab ich das wohl übersehen.
Gruß, Volker
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