Kann ich diese MOSFETs am Arduino-Uno verwenden?

Sagamihara:
@guntherb: Ich meine gelesen zu haben, dass durch den Widerstand das Magnetfeld schneller abgebaut wird

Nö, langsamer. Der fließende Strom baut die in der Spule gespeicherte Energie ab. Wenn der gebremst wird (Widerstand) dauert es länger.

Gruß Tommy

Ein IGB ist ein "darlington" mit einem MOSFET und einem BJT Transistor wobei der MOSFET auf der Steuerseite und der BJT auf der Leistungsseite sitzt.

Vorteile: Steuerbar mit Spannung ohne Strom wie ein MOSFET und robust (hoher Strom und hohe Spannung) wie ein BJT

Grüße Uwe

uwefed:
Vorteile: Steuerbar mit Spannung ohne Strom wie ein MOSFET

Wobei man mit dem Gate-Treiber sieht dass das "spannungslose" Ansteuern von FETs nicht die ganze Wahrheit ist :slight_smile:

Hi

Denke, 'stromlos' war gemeint.
Da das Gate ein Kondensator ist, passt Da schon etwas 'Strom' rein - aber eben nicht viel.
Allerdings muß dieses 'bischen Strom' in sehr kurzer Zeit darein - zumindest, wenn man die Verlustleistung im FET/IGBT gering halten will - darum muß in diesem Fall eben doch 'fett Strom' ins Gate gedrückt werden - und dann wird's langsam kompliziert, mit den 'stromlosen' Schaltern :slight_smile:

... aber keine Angst: Ein BUZ11 (N-FET) ist weder LL noch sonderlich aktuell, funktioniert aber an einem 5V-µC für 'Hobby-Kram'.
(aber um Das klar zu stellen: es gibt wesentlich 'bessere' N-FETs, als den Urgroßvater BUZ11, gerade im µC-Bereich)

MfG

Wobei man mit dem Gate-Treiber sieht dass das "spannungslose" Ansteuern von FETs nicht die ganze Wahrheit ist :slight_smile:

Würde eher "stromlos" sagen als "spannungslos" :wink: :wink:

Gehen wir ins Detail:
Das Steuern eines MOSFET ist stromfrei; es braucht keinen Strom damit dieser leitet/ leitend bleibt.

Das Laden des GATE-Source Kondensators (das Gate vom Source-Drain Kanal isoliert also Kondensator) braucht Strom weil Ladungen (Elektronen) verschoben werden müssen.

Änderungen brauchen Strom; den Zustand halten braucht keinen. Im Gegensatz zum BJT wo der Kollektorstrom durch einen Basisstrom bestmmt wird. Wenn er leiten soll braucht es dauernd Strom und damit Leistung/Energie.

Der SteuerMosfet beim IGBT ist klein und hat darum eine kleinere Gate Kapazität als ein vergleichbarer MOSFET.

Grüße Uwe

Tommy56:
Nö, langsamer. Der fließende Strom baut die in der Spule gespeicherte Energie ab. Wenn der gebremst wird (Widerstand) dauert es länger.

Klingt einleuchtend, ist aber falsch. Wenn man dem Strom keinen Widerstand entgegensetzt, dann fließt er ewig weiter - so werden supraleitende Magnete konstruiert.

Mit einer Diode und dem kleinen Spulenwiderstand fließt der Strom recht lange. Will man eine schnellere Abschaltung, muß man einen Widerstand dazuschalten, und an dem kann dann eine hohe Spannung (und damit viel Energie) abfallen.

Ich habe mir bei Reichelt die IGBTs angesehen und habe den Eindruck, dass die geeigneten wesentlich teurer wären, als die MOSFETs die ich bisher gefunden habe (z.B. IRFP2907 [75V,209A]).

Das mit der Z-Diode verstehe ich schon wesentlich besser, als bisher :slight_smile:

Anbei die Skizze mit eingefügter Z-Diode. Eine Sache ist aber noch unklar: Ich muss die Z-Diode in diesem Fall doch so aussuchen, dass die Durchbruchsspannung größer ist, als 50 V.
Die entsprechenden Dioden (bei Reichelt) haben aber eine maximale Verlustleistung von 2W, bzw. 60W für eine Zeit < 10ms. Ist das nicht viel zu wenig?

Reichelt Z-Diode 2W, 120V

Ja. Ooops :slight_smile: Sollte natürlich "stromlos" sein :slight_smile:

Man kann sich hier auch mal die Gate-Kapazität der FETs anschauen. Im Datenblatt i.d.R. als Gate Charge angegeben (in Nanocoulomb). Da gibt es manchmal große Unterschiede

Okay, das heißt also, ich könnte es mit der Diode und dem Widerstand (bzw. mehreren Widerständen parallel wegen der hohen Ströme?) oder alternativ mit der Z-Diode machen?

Die Frage mit der geringen maximalen Verlustleistung der Z-Dioden ist bisher noch offen.
Falls das nicht ausreichen sollte, wäre eine Schaltung wie in dem folgenden Anhang funktionsfähig?

Und welche der Schaltungen wäre am Ende am besten?
Bei dem Link mit den drei Möglichkeiten stehen zwar Nachteile der Dioden-Schaltung, aber das scheint nur für elektromechanische Relais zu gelten (falls ich das richtig verstanden habe) weil der Strom dadurch relativ lange fließt und der Schaltvorgang lange dauert? Aber dieser Nachteil wäre für einen linear-Beschleuniger auch vorhanden, da der lange fließende Strom auch bedeutet, dass das Magnetfeld länger vorhanden bleibt?.
Würde der Widerstand (wie in meiner ersten Skizze eingezeichnet) diesen Nachteil völlig beseitigen?

Will man eine schnellere Abschaltung, muß man einen Widerstand dazuschalten, und an dem kann dann eine hohe Spannung (und damit viel Energie) abfallen.

Z-Dioden sind auch langsam, d.h. es können Spannungsspitzen weit über ihrer Durchbruchspannung auftreten. Dagegen kann es helfen, einen Kondensator parallel zu schalten.

Angenommen, man würde höhere Ströme verwenden, könnte man mehrere Dioden parallel schalten, oder?

Eigentlich eine logische Idee, den Strom auf mehrere zu verteilen.

Aber da auf falschen Annahmen beruhend, leider in der Praxis absurd.

Dioden haben einen NTC Charakter.
Auch Dioden haben Bauteiltoleranzen, eine hat den niedrigsten Widerstand, und sei es auch nur ein sehr geringer Unterschied.

Die Todesspirale von Dioden in Parallelschaltung:

  1. Die etwas heißere hat einen niedrigeren Widerstand.
  2. Darum leitet sie mehr Strom als die anderen.
  3. Darum wird sie noch heißer.
  4. goto 1

Also leistet nur eine die Arbeit.
Egal wie viel du da hin baust.

Es sei denn du triffst besondere Vorkehrungen, um die Schutzdiode zu schützen.

Die Todesspirale von Dioden in Parallelschaltung:

  1. Die etwas heißere hat einen niedrigeren Widerstand.
  2. Darum leitet sie mehr Strom als die anderen.
  3. Darum wird sie noch heißer.
  4. goto 1

Soweit klar, aber wäre doch immer noch besser als gar keine parallel. Und solange es die Dioden aushalten, sollte es doch gehen, ist doch nur eine kurze Zeit bis entladen ist. Ist anders bei z.B. Led im Dauerbetrieb.
Nur so eine Überlegung. Es liegen weder Berechnungen noch Erfahrung vor.


Ich verstehe da die Schaltung nicht. Wann leitet da der 2. (rechte) MOSFET?
Grüße Uwe


Wieder eine Schaltung die ich nicht verstehe.
Eine Z Diode hat in Sperrichtung eine definierte Durchbruchspannung ( Z-Spannung) ab der sie leitet. Dieser effekt ist nicht schlagartig sondern mit einer mehr oder weniger scharfen Knick bei der z-Spannung.
Außerdem ist die Gegeninduktionsspannung der Spule im Ausschaltmoment umgehkehrt gepolt als die Versorgungsspannung.
Mit dieser Betrachtung finde ich die Z-Diode nutzlos. Bitte zeigt mir jemand das Gegenteil wenn ich falsch liege.

Ich finde aber wir docktoren hier an einer Leistungsteil herum von denen keiner von uns wirklich was verstehen weil wir keine Erfahrung dazu haben.

Grüße Uwe

Es gibt genügend Schaltungsbeispiele zur Ansteuerung von induktiven Verbrauchern. Wieviel Aufwand dabei getrieben werden muß, hängt von Faktoren ab, die noch nicht richtig bekannt sind. Z.B. würde ich für die Luftspule max. 1µH annehmen...

Das mit den Bauteiltoleranzen und der Langsamkeit der Z-Dioden ist mir jetzt klar, danke :slight_smile:

Was meine Zeichnung mit der Z-Diode angeht, so war ich der Ansicht, dass ich damit nur dem Beispiel von combie's Link gefolgt wäre (Bild 3), aber vielleicht habe ich den Schaltplan auch falsch verstanden.

die-drei-moeglichkeiten-zur-spulenbeschaltung

Die Erweiterung mit dem 2. MOSFET habe ich gemacht, weil ich davon ausgegangen bin, dass die durch die Z-Diode abzuführende Leistung zu hoch sein könnte, so dass dem Durchbruch folgend der zweite MOSFET geschaltet wird um den Induktions-Strom abzuleiten. Die Idee war sicherlich völliger Unsinn :blush: .

Ich glaube, Du solltest Dir ein paar Grundkenntnisse auch in der Elektronik aneignen. Hier etwas Lektüre. Dann wird es für Dich leichter, die Vorschläge aus dem Forum zu verstehen.

Gruß Tommy

Das habe ich schon auf meinen E-Book-Reader geladen und werde es mir möglichst bald ansehen. :-X