MOS-FETs parallelschalten - Ausgleichswiderstände erforderlich?

    Hallo,


    ich möchte mir ein lineares Netzteil bauen, die Regelschaltung wird "low Rdsson MOS-FETs" als Längstransistoren verwenden.
    Der Grund dafür ist, dass der Trafo nur eine relativ geringe Spannung abgibt und hinter den Ladekondensatoren die Spannung
    also ebenfalls recht niedrig sein wird. Die Regelschaltung wird also ein Low-Drop-Regler werden - soviel zum Hintergrund.
    Ich hätte im Prinzip auch IGBTs nehmen können, da habe ich Zugriff auf 200A-Typen, aber die Schaltung mit den MOS-FETs
    gefällt mir besser - vielleicht ganz einfach, weil ich meine, dass ich sie besser verstehe.


    Ich beabsichtige, zwei oder drei n-Kanal MOS-FETs parallel zu schalten, damit etwas Reserve vorhanden ist. Ich wollte nicht so
    gern einem einzigen Transistor die gesamte Last zumiuten. Wenn ich diese Schaltung mit bipolaren Trasistoren aufbegaut hätte,
    dann hätte ich in die Emitterleitung eines jeden Transistors einen Gegenkopplungswiderstand geschaltet, der die Streuung der
    Basis-Emitter-Spannung ausgleicht.


    Ich erninnere mich, irgendwo gelesen zu haben, dass man das bei MOS-FETs nicht muss. Die Begründung, die ich von dem damals
    gelesenen Text (war etwas über einen NF-Verstärker in der Funkschau) war folgende: MOS-FETs hätten war ihren Durchgangwiderstand
    Rds betriff einen positiven Temperaturkoeffizienten - im Gegensatz zu bipolaren Transistoren. Wird ein MOS-FET warm, würde der
    Wirderstand seiner DS-Strecke ansteigen, der Strom würde reduziert werden und die "ganze Sache" würde sich, im Gegensatz zu den
    bipolaren Transistoren stabilisiren. Bei den bipolarenn Transistoren würde dagegen mit steigender Temperatur Uce fallen, der
    Stromfluss steigen, der Transistor noch heißer werden und das Ganze würde sich eben nicht stabilisiren sondern am Ende zur
    Zerstörung führen. Aus eben jenem Grunde könne man (gleiche) MOS-FETs ohne Gegenkopplungswiderständer "einfach so"
    parallel schalten.


    Ich bin da aber doch etwas skeptisch. Vielleicht kennt jemand eine "eingängige" Literaturquelle, die er/sie mir mitteilen kann.
    Interessant wären ein paar theoretische Hinweise und ggf. auch Hinweise für die Dimensionierung von Ausgleichswiderständen.


    Ich hoffe auf ein paar hilfreiche Antworten.


    73 de Andy DH5AK

    @Heribert: Hallo Heribert,


    dieser Artikel war SEHR hilfreich. Herzlichen Dank!


    markus: Hallo Markus,


    dieser Artikel hat mir gezeigt, wie ich das quasi kompensieren kann.
    Ich werde mir das mal "auf der Zunge zergehen lassen".
    Auch Dir herzlichen Dank!


    73 de Andy DH5AK

    Hallo,
    wenn die MOSFETs in einem Regler im Analogbetrieb arbeiten sollen, wird es ohne
    Sourcewiderstände nicht gehen.
    Wie sieht denn die Reglerschaltung überhaupt aus ? Bei der angekündigten LowDrop_Ausführung
    sollte man die Regler in die Minusleitung legen. Ich hänge mal ein Beispiel mit bipolaren
    Transistoren an. Die Rohspannung kann im Minimum bis dicht an Sättigung der Längsregler sinken.
    Der rote Transistor ergänzt die Strombegrenzung zu einer rastenden Abschaltung.
    73
    Andreas

    Hallo Andreas, nein, die N-Kanal-FETs liegen, genau wie in der typischen
    "Nicht-Low-Drop-Schaltung" mit bipolaren Transistoren
    in der Plusleitung, die von dem Ladekondensator kommt.
    Gefällt mir einfach besser so – liegt vielleicht daran, dass es mir einfacher
    fällt, eine solche Schaltung zu durchdenken, hi. Eine kleine
    Spannungsverdopplerschaltung, die quasi parallel zu dem „dicken“
    Gleichrichter geschaltet ist, erzeugt eine Hilfsspannung, die über einen
    Widerstand das Gate ansteuert und den FET öffnet. Das Gate ist über
    einen Shunt-Regler TL431 mit Masse verbunden. Die Ausgangsspannung
    bzw. die Spannung am Drain des FETs geht über einen Spannungsteiler
    an das Steuerbein des Shunt-Reglers TL431. Wird dieser „gezündet“,
    schaltet er die Steuerspannung am Gate des FETs nach Masse durch.
    Der Widerstand zwischen Hilfsspannung und Gate begrenzt den Strom
    durch den TL431, damit dieser nicht überlastet wird.


    Ich habe die Schaltung irgendwo im Netz
    gefunden, ich könnte mal suchen wo das war. Sie gefällt mir aus
    drei Gründen: Zum einen, weil der Aufwand so gering ist und die
    ganze Elektronik auf eine winzige Platine passt. Zum anderen, weil
    ich noch diverse „dicke“ FETs und auch alle anderen teuren Teile
    in meiner Bastelkiste habe. Der dritte Grund ist, dass es sich um
    einen Low-Drop-Regler handelt, ich also mit einem Trafo von nur 15V
    Sekundärspannung (oder sogar noch weniger) auskomme, wodurch auch
    die Verlustleistung des Netzteils geringer ausfallen wird…
    Ich
    habe aber auch noch mönströse IGBTs in meinen Kisten und Kästen.
    Ich muss mir von denen mal die Sättigungsspannung im Datenblatt
    anschauen. Im Prinzip ginge es mit exakt der gleichen Schaltung doch
    auch mit denen - und bei den Typen für 100A oder gar 200A brauche
    ich ja nur einen, brauche also keine Source- oder
    Emitterwiderstände.
    73 de Andy DH5AK

    Hallo Andy,


    da Du immer wieder auf die IGBTs zurückkommst. Die Strom-Angaben sind für Schaltbetrieb. Für Deine Anwendung gehst Du aber in den Linarbetrieb.
    Auch sind IGBTs im Prinzip Bipolartransistoren, die über einen MOSFET intern aufgesteuert werden. Somit wirst Du immer die Basis-Emitterspannung als Drop des Reglers haben. Also unter 0,7V Drop wirst Du auf keinen Fall kommen.
    Du solltest bei allen "Stellgliedern" immer in die SOC -Kurve (Sicherer Arbeitsbereich) im Datenblatt schauen, wo die maximale Kombination von anliegender Spannung zum eingestellten Strom sichtbar ist.


    vy73 de Karsten, DD1KT