Wie MOS-Fet anschließen

Hallo,

da ich noch nie etwas mit einem MOS-Fet geschaltet habe kenne ich mich da nicht so aus. Allerdings habe ich einen Verbraucher(Wechselrichter) der braucht 60A bei 12V. Jetzt habe ich einen MOS-Fet gefunden(Der IRL1004),
den will ich nun an einen Schalter schalten, sodass der MOS-Fet(Wenn der Schalter eingeschaltet ist) den Wechselrichter einschaltet. Wie muss ich den MOS-Fet anschließen? Ich habe mir überlegt, den Pluspol des Wechselrichters direkt am Pluspol der Batterie anzuschließen, den Minuspol der Wechselrichters am DRAIN der MOS-Fets. Den SOURCE würde ich dann auf Masse legen, und vom Pluspol der Batterie über den Schalter zum GATE-Anschluss der MOS-Fets. Würde das dann so funktionieren, oder habe ich da was falsch gedacht?

über Antworten würde ich mich sehr freuen!

mfg

Doran

Hallo Doran,

im Prinzip richtig überlegt. Etwas sehr Wichtiges fehlt noch.

Wenn der Schalter einschaltet wird, lädt er die Gate-Source-Kapazität sehr schnell auf und der FET leitet. Aber zum Ausschalten des FET muss die Kapazität wieder entladen werden, sonst bleibt der FET eingeschaltet.

Die Entladeschaltung ist im einfachsten Fall ein Festwiderstand zwischen Gate und Source.

Während des Entladens wird der FET hochohmig, für kurze Zeit ist die Spannung zwischen Drain und Source bereits hoch und es fließt noch Strom durch den FET. (Der Verlauf hängt u. a. ab vom Verhalten der Last.)

In dieser kurzen Zeit wird im FET viel Leistung in Wärme umgesetzt. Diese Impulsleistung muss der FET vertragen. Daraus folgt, die Entladezeit muss hinreichend kurz sein, d. h., der Entladewiderstand muss rel. klein sein.
Aus Fig. 8 des Datenblatts: 10 V @ 30 A ist max. 10 ms zulässig.
Grob überschlagen: Cgd = 6 nF, tau = 10 ms --> Rgd = 1,6 MOhm. Die Miller-Kapazizät (Cdg) verlangsamt das Ausschalten zusätzlich.
–> ich würde Rgd = 1,0…4,7 kOhm (1/4 W) wählen.

Genaue Berechnung ist sehr aufwändig. Man wählt - wie hier geschehen - einen sehr großen Sicherheitsabstand oder man simuliert die Schaltung am Rechner.

Weiterhin empfehle ich, eine Z-Diode mit 15 V Nennspannung parallel zu Gate und Source zu schalten (dicht neben dem FET platziert). Die Gate-Isolation ist sehr dünn und empfindlich gegen Spannungsspitzen.

Dazu empfehle ich einen kleinen Vorwiderstand (z. B. 100 Ohm) in Reihe zum Schalter einzubauen. Der dient zum Begrenzen des Gate-Ladetsroms, reduziert die Schwingneigung und arbeitet als Vorwiderstand für die Z-Diode, damit durch diese bei Spannungsspitzen nicht zu viel Strom fließet.

Nach wie vor kritisch bleibt das Verhalten bei Unterspannung, z. B., wenn der Wechselrichter so viel Strom zieht, dass die Spannung auf 4 V zusammen bricht. Dann wird der FET wieder hochohmig und brennt durch. Um das zu Verhindern, ist allerdings ein wesentlich größerer Schaltungsaufwand notwendig.

Viel Erfolg

Bernhard

Hallo,

vielen Dank, für Deine Antwort. Nun ist mit alles klar.

-Doran