Leistungsmosfet

[Sandrina]

Hallo!

Ich hab ein Frage? Ich soll einen Zweipunktregler konstruieren. Ich hab mir dafür einen Temperaturfühler mit Hysterese besorgt. Es soll nämlich die Temperatur geregelt werden.
Das Leistungsmosfet ist IRLU3802.
Der Strom soll geregelt werden. Am Uds soll eine Spannung von 12VDC angelegt werden und mit einem Strom von 8A.
Das Problem ist, wenn das Mosfet im Abschnürbereich betreibe und an dem RC-Glied, welchen an Ugs liegt weniger als 4,5V anlege, wird das Mosfet nach einer gewissen Zeit heiß. Das soll aber nicht geschehen. Warm darf er werden, aber nicht heiß, da kein Kühlkörper benutzt werden soll.

Wäre super, wenn ihr mir einen Lösungsvorschlag bieten könntet.

[wkrug]

...welchen an Ugs liegt weniger als 4,5V anlege, wird das Mosfet nach einer gewissen Zeit heiß. Das soll aber nicht geschehen. Warm darf er werden, aber nicht heiß, da kein Kühlkörper benutzt werden soll.

Das das passiert ist eigentlich klar.
Solange der Fet voll durchsteuert fällt keine ( wenig ) Spannung über D und S ab. Folglich entsteht keine ( wenig ) Verlustleistung.
Ebenso ist es wenn der Fet voll sperrt. Dann fließt kein Strom folglich wieder keine Verlustleistung. Wird der Fet aber nur halb durchgesteuert fällt zwischen D und S eine Spannung bei einem Strom ab.
Bei 6V und 1A wären das 6W ( Beispiel ) und die heizen deinen MOS Fet auf.

Die Lösung für dein Problem könnte PWM heissen.
Dabei wird der FET mit einem Signal mit einstellbarer Pulsbreite angesteuert. Er ist also für einen bestimmten Zeitraum voll durchgesteuert und für den Rest des PWM Zykus gesperrt.
Im Mittel ergibt sich somit ein durch die Pulsbreite einstellbarer Strom.

PWM's lassen sich auf unterschiedlichste Weise herstellen.
Analog gehts sehr schön mit zwei Operationsverstärkern. Einer davon als Dreieckgenerator der andere als Komperator.

Am elegantesten geht es mit einem programmierbaren Microcontroller.
Viele dieser Chips haben bereits einen PWM Generator eingebaut und A/D Wandler für deinen Temperatursensor wären auch vorhanden.
Die Hardware wird dadurch sehr schmal.
Das Teil muss allerdings programmiert werden.

Damit liesse sich dann nicht nur ein Zweipunkt Regler, sondern sogar ein Proportionalregler realisieren was der Energieeffizienz sehr zu gute kommt. - Schau mal in die ELEKTOR von diesem Monat.

[Hubert.G]

Der Lösungsvorschlag wäre PWM oder zumindest ein Schaltbetrieb wenn die Last keine PWM verträgt.
Wenn du dir das Datenblatt des Fet ansiehst, wirst du feststellen das bei einer gewissen Spannung Ugs der Widerstand von DS höher wird. Wenn dieser Widerstand etwa 1,5Ohm hat, teilt sich die Verlustleistung auf die Last und den Fet gleich auf. Das wären dann rechnerisch je 4W für den Fet und die Last. Wenn der Fet dann nicht warm werden soll.

[Sandrina]

Danke für die Antwort
Das Mosfet ist am Drain mit Peltierelementen angeschlossen. Es könnte vielleicht den Wirkungsgrad negative verändern.
Der Drainstrom soll auch weich angesteuert werden. Und beim Ausschalten genau das gleiche.
Kennst du da auch ne Möglichkeit?

[Sandrina]

Ich kann den aber nicht im Schalterbetrieb laufen lassen, da ich die Last weich ansteuern muss.

[Hubert.G]

Wenn du das weich, also linear ansteuern musst, wird es ohne Kühlkörper nicht gehen. In meinem vorhergehenden Beitrag sollte es max. 24W heissen. Diese Leistung musst du im Linearbetrieb als Wärme abführen. Interessanter aber auch aufwendiger wäre ein DCDC-Wandler.

[Sandrina]

kennst du vielleicht eine andere Möglichkeit, mit der ich Ströme weich schalten kann? Müssen halt bei 12VDC ungefähr 8A oder 16A sein. Möglichst ohne Kühlkörper und auch relativ einfach.

[Hubert.G]

Große Ströme verlustarm weich schalten geht meiner Ansicht nach nur mit PWM und nachfolgendem LC-Filter. Bei entsprechend hoher Frequenz hält sich die Größe des Filters auch in Grenzen.

[Sandrina]

Wie wird das denn in Verbindung gemacht? Ich kann mir das nicht richtig vorstellen. Hab mit PWM und LC-Filter noch nicht gearbeitet. Bin also noch ein Frischling. Ich soll nämlich mit Hilfe eines Temperaturschalters und RC-Glied eine weich Schaltung realisieren. Nun das funktioniert nicht, wenn das MOSFET, was ich dazu schalten musste kaum Wärme produzieren darf. Hab da auch schon ne Massefläche drunter gemacht.

Die Schaltung, die ich da gemacht hab, sieht wie folgt aus:

----------Peltierelement
|D
o----switch----R----------MOSFET---
| | |S
C R Masse
| |
Masse

[Sandrina]

naja... hat nicht so gut funktioniert, dass hier zu zeichnen