Suche einen passenden Treiber für meine CoolMOS

[Hans_H]

Hallo,

ich bin Momentan ziemlich ratlos wie ich weiter kommen soll denn ich Suche für meine MOSFETS SPW47N60CFD den Passenden Treiber.

Hier nochmal ein Link zum Datenblatt

Gedacht sind die MOSFETS für einen Synchronwandler der als Auf- und Abwärtswandler funktionieren soll und eine Maximale Schaltfrequenz von 100kHz besitzt.

Um den recht hohen Gatestrom zu begrenzen muss man ja noch einen Widerstand dazwischen setzen, wie der sich nun aber errechnet hab ich leider nicht finden können.

Evtl hat ja einer von euch schonmal soetwas dimensioniert, über Hilfe würde ich mich sehr freuen da ich ein ziemlich ahnungsloser Anfänger in dem Bereich bin

Auch ein Literaturhinweis wäre super!

[Hans_H]

Was ich ganz vergesen hatte zu erwähnen, die MOSFET wurden vorher wohl von dem SKHI 21A R angesteuert, allerdings nur mit 50kHz.
Meine Frage die sich hierzu stellt: gibt es irgendwie kostengünstigere alternativen oder muss man bei Leistungs MOSFET immer auf solche Treiber zurück greifen?

Es gibt ja auch Treiber wie zB den IRS21091 der wird sicherlich nicht den Strom schalten können aber mit passenden Gate Widerständen könnten man denselbigen ja reduzieren wo ich wie schon erwähnt wieder dabei bin wie sich der errechnet

[wawa]

Hallo Hans_H

Wenn du mit 100kHz schalten moechtest, dann sind dies 10µs. Gehen wir mal davon aus - in 1µs einschalten und in 1µs ausschalten.
Fuer den Einschaltfall hat das Gate eine Kapazitaet und mit dem davorgeschalteten Widerstand ergibt sich eine Zeitkonstante. Diese ist Tau = R*C und bei einer Gate C von 2nF waeren dies 500Ohm. Bei 10V Ansteuerspannung waeren das dann 20mA; also nicht so viel. Beim Ausschalten aber hast du eine Ladung von 250nC im Gate, die must du in einer µs raeumen, was zu 250mA fuehrt und 40Ohm bedeutet.
Du kannst den Treiber selbst bauen. 10V ueber einen PFET und 500ohm an das Gate fuer einschalten und ausschalten ueber einen NFET und 40ohm. Beide FETs werden von der gleichen Quelle gesteuert.
Sollte alles schneller geschehen, Widerstaende kleiner waehlen.
Unbedingt darauf achten, dass die FETs nicht beide zur gleichen Zeit eingeschaltet sind.
Dies alles ist in den Treibern enthalten. Schau dir mal das Blockschaltbild an.
gruss wawa

[wawa]

Hallo Hans,
habe in meinen Unterlagen gesucht und was gefunden.
In der DESIGN&ELEKTRONIK von 09/2009 war ein Artikel von Dr. Roy Davis und John Grabowski ueber die Auswahl eines Gate Treibers fuer Power Mosfets. Sie haben die Auswahl und die Gleichungen eroertert und dabei den FAN7080 als Treiber verwendet. Das Dokument kannst du unter SLUP169 suchen. Ich habe es auch gefunden.
Ich hoffe das hilft dir - wenn nicht wieder melden
gruss wawa

[Hans_H]

Hallo wawa,

vielen Dank für deine Hilfe, ich werd mir am Wochenende mal das Dokument anschauen aber auch dein Hinweis mit der Zeitkonstante war sehr hilfreich.

gruß
Hans

[Hans_H]

Habe nun folgendes errechnet:

Mit folgenden Angaben aus dem Datenblatt vom SPW47N60CFD

Ciss=7700pF
Qg=322nC

100kHz=10µs

Laden:

U=10V Ciss =7700pF
R=60ohm vors Gate schalten I = ~170mA
Zeitkonstante tau = R*C --> voll geladen in 5tau= 2,31µs

Entladen:

U=|-10V| Qg = 322nC --> C=32,2nF
R=40ohm vorschalten I = 250mA
Zeitkonstante tau = R*C --> voll entladen in 5tau = 6,44µs

Zusammen 8,75µs

Könnte ich mit den Vorgeschalteten Widerständen den Treiber wählen?

IRS2153DPBF <-- klick

Die Zeit für das Umschalten sollte deutlich kürzer werden, sonst hat man zu viel Verluste. Ein Anhaltspunkt ist z.B. die Revese-recovery zeit der Dioden, die man beim Syncronwandler gerade ersetzen will. Wenn man langsamer schaltet, dann braucht man keinen Syncronwandler, zumindest nicht bei den relativ hohen Spannungen.

Also nicht 1 µs, sondern eher so im Bereich 100 ns. Bei ein Gate Ladung von 322 nC und 100 ns macht das dann einen Strom von rund 3 A im Mittel. Da wäre dann wohl eher ein Gate Treiber mit 5-10 A passender.
Die Widerstände sind zum Begrenzen der Stromspitzen und als EMV Schutz, aber die Ladung muß ja nun mal abfließen.

Wenn einem das zu viel Strom ist, hilft nur langsamer schalten und entsprechend auch einen niedrigere Frequenz nehmen. Oder man muß ggf, auch einen etwas kleineren Transistor nehmen und hat dann mehr Verluste wenn der FET leitet, dafür aber weniger Umschaltverluste.

Der IRS2153DPBF ist als Treiber für den oben genannten MOSFET nicht gut geeigent, jedenfalls nicht bei 100 kHz - für 10 kHz vielleicht. Entweder ist der Treiber zu klein oder der FET zu groß.

[Hans_H]

Der IRS2153DPBF ist als Treiber für den oben genannten MOSFET nicht gut geeigent, jedenfalls nicht bei 100 kHz - für 10 kHz vielleicht. Entweder ist der Treiber zu klein oder der FET zu groß.

Hallo,

danke schonmal für den Hinweis. Nun frage ich mich aber wo man etwas geeignetes findet denn so wie ich das verstanden habe ist für ein Synchronwandler mit den Leistungs-MOSFET schon ein Halbbrücken Treiber von Nöten und da hab ich den TPS28225 (<-klick) gefunden. Gibt es denn irgendwelche Internetseiten wo man eine grössere und vor allem übersichtlichere Auswahl an Treibern findet? Momentan Suche ich hauptsächlich bei RS.

[Besserwessi]

der TPS28225 paßt nun gar nicht zu dem MOSFET. Da passen die Spannungen einfach nicht zusammen.

Die erste Frage wäre erstmal ob der MOSFET denn überhaupt für die Anwendung passt. Der genannte FET wäre wohl etwas für Spannungen von 300-400 V (z.B. aus Netzspannung) und Ströme von z.B. 5-20 A. Das sind schon recht große Leistungen und da sollte man schon der Sicherheit wegen etwas mehr Wissen mitbringen.
Bei den hohen Spannungen braucht man die Synchrone Schaltung mit 2 FETs eher selten.

Die Suche nach den Treibern ggf. bei den einschlägigen Herstellern.

[Hans_H]

der TPS28225 paßt nun gar nicht zu dem MOSFET. Da passen die Spannungen einfach nicht zusammen.

Die erste Frage wäre erstmal ob der MOSFET denn überhaupt für die Anwendung passt. Der genannte FET wäre wohl etwas für Spannungen von 300-400 V (z.B. aus Netzspannung) und Ströme von z.B. 5-20 A. Das sind schon recht große Leistungen und da sollte man schon der Sicherheit wegen etwas mehr Wissen mitbringen.

Das hab ich nun auf die Schnelle ganz vergessen zu beachten aber Primär ging es mir auch erstmal darum mich über die Schaltfrequenz und den Gatestrom dem richtigen Treiber zu nähern .

Der MOSFET sollte auf jeden Fall ein CoolMOS sein und da von dem schon 2 vorhanden sind versuche ich die nun mit den passenden Treibern zu schalten.

Wobei die Schaltung ungefähr so aussieht:

Bild hier  

Es soll sowohl als Aufwärts sowie als Abwärtswandler funktionieren.

edit:

Das mit der Herstellerseite war ein guter Tipp bin dabei auf den IRS2186 gestossen.