Problem mit parallel geschalteten N-MOS-FETS

10/09/2012 - 11:27 von Edzard Egberts | Report spam
Gegeben ist eine einfache Stromregelung - Referenzspannung an OpAmp+,
Vergleichsspannung vom Shunt an OpAmp- und der Ausgang geht ans Gate
eines MOSFETS, der mit Source wieder am Shunt liegt (z.B.
http://www.mikrocontroller.net/atta.../strom.jpg nur mit DAC
statt PWM und einem Kondensator in der Rückkopplung für integrierende
Regelung).

Wenn ich da nur einen MOSFET benutzte, kann ich den Strom bis auf Null
herunterregeln, aber die Parallelschaltung von 4 MOSFETs bleibt bei etwa
20 mA hàngen, die dann auch recht wackelig sind. Woran liegt das wohl,
und wie bekomme ich das weg?

Zuerst hatte ich die MOSFETs parallel geschaltet, indem jeder einen
eigenen OpAmp (LM324) mit Ausgang am Gate, OpAmp- an Source und OpAmp+
als Steuereingang vom Regelkreis, dazu noch je ein 0.1 R-Source-Widerstand.

|
.. .-o
| | | |
| |\| | ||-+ |
' -|-\ | ||<- |
| >+--|--+||-+ |
o--o|+/ 'o-|-o
| |/| | |


Als nàchstes den "Load-Balancing-OpAmp rausgeschmissen und alle FETs
über je einen 12R-Gatewiderstand am Regelkreis und zuletzt noch die
Source-Widerstànde überbrückt. Alles unveràndert. Abschließend noch als
Gegenprobe wieder nur ein FET angeschlossen und schon kann ich wieder
auf Null herunterregeln. Es scheint nur an der Parallelschaltung zu
liegen, aber ich kapiere nicht, woran genau. Der Regel-OpAmp hat
(inzwischen) auch eine symetrische Versorgungsspannung, daran liegt es
aber wohl auch nicht. Da die FETs so bei 4V Gatespannung aufmachen,
sollte die Regelschleife eigentlich problemlos zumachen können.

Jetzt weiß ich nicht so recht, wo ich noch weiterbasteln kann...

Nur ein FET geht übrigens nicht, da ich 100 W Verlustleistung verbraten
muss und für TO220 maximal 50 W Verlustleistung realistisch sind, bevor
die Sperrschicht gegrillt wird.
 

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#1 Robert Loos
10/09/2012 - 13:59 | Warnen spam
Am 10.09.2012 11:27, schrieb Edzard Egberts:

Jetzt weiß ich nicht so recht, wo ich noch weiterbasteln kann...



Ich könnte mir vorstellen, dass die Schaltung zu schwingen beginnt. Sind
die 20mA halbwegs sauber oder ist da was drauf? Mal mit dem Oszi ansehen.
Ich würde vom Shunt mit einem 1k an den Inv-Eingang gehen und von
Ausgang zu Inv ein paar Nanofarad hàngen.
Der OpAmp könnte auch Probleme mit der hohen kapazitiven Last haben.
Evtl. mal den Gate-Widerstand vergrößern.

Nur ein FET geht übrigens nicht, da ich 100 W Verlustleistung verbraten
muss und für TO220 maximal 50 W Verlustleistung realistisch sind, bevor
die Sperrschicht gegrillt wird.



Mosfets im linearen Betrieb parallel zu schalten ist keine gute Idee.
Die Gate-Schwellspannung sinkt mit steigender Temperatur und so wird der
Heißere den Großteil der Last übernehmen.
Das geht übrigens sogar so weit, dass sich auf einem einzigen Chip
Hotspots bilden können. Wirf mal einen Blick auf die SOA im Datenblatt.
Von Ixys gibt es Mosfets die auf linearen Betrieb optimiert sind aber
auch bei denen ist der Effekt noch da.
Wenn du mehrere Fets brauchst, nimm für jeden seinen eigenen Shunt und
seinen eigenen OpAmp.

Gruß

Robert

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