[christianw.]

Ich habe gelesen, dass man Vds mt der Temperatur abwerten soll, pi mal Daumen auf 80% bei 100 Grad. Bintergr nd ist der, dass ein FET abgebraucht ist, GDS alles 0R. Komischerweise wurde die Phase auch vorher bereits immer wärmsten, eventuell hatte der schon einen wegbekommen.

[alfsch]

(06.09.2018, 11:04 PM)christianw. schrieb: Hmm, ob 60V FETs bei 52V Ausgangsspannung ein bisschen knapp sind? Es gibt da noch was feines von Toshiba mit 100V, aber noch nicht lieferbar.

jo, ist knapp . entscheidend ist dann aber, wie die mosfet Avalanche verkraften : ich habe zb schon mal einen HV-generator gebaut (im Prinzip ja auch ein boost converter, nur eben von 12V auf 12kV   ), knallt jeder Abschaltvorgang voll in die 100V "Begrenzung" im Durchbruch des mosfet; ich denke, klar: MOSFET mit 400V nehmen...aber kurios: die Verluste sind jetzt deutlich höher, obwohl kein Avalanche-Durchbruch mehr vorkommt; 
also den Avalanche-festen 100V Typ rein, geht perfekt; (seit Jahren übrigens...); war afair irf540zpbf ;

[christianw.]

Das die Verluste höher sind, ist ja zu erwarten, da der 400V Typ einen höheren Rdson und Gate-Charge hat. Nicht? Auch sind die anderen internen Kapazitäten im unteren Spannungsbereich viel größer. (Hab ich gelesen)

[christianw.]

100V Alternative: TPH3R70APL (noch nicht verfügbar)

Vorgängertyp: https://toshiba.semicon-storage.com/us/p...10ANL.html

[alfsch]

(07.09.2018, 06:38 PM)christianw. schrieb: Das die Verluste höher sind, ist ja zu erwarten, da der 400V Typ einen höheren Rdson und Gate-Charge hat. Nicht? Auch sind die anderen internen Kapazitäten im unteren Spannungsbereich viel größer. (Hab ich gelesen)

jepp, richtig gelesen. 
aber: es ist sowieso ein kleiner cap par. zu D-S , um den peak (der Streukapazität) abzufangen, daher (dachte ich) passt es gut, wenn der mosfet selbst ein wenig mehr Kapazität hat; das hat aber nicht gewirkt, da die zusätzliche Kapazität wohl zu gering war : der Abschalt-peak war ganz ungehemmt jetzt 200..300V ; 
+ nicht zu vergessen (hatte ich ja noch nicht klar gestellt): das Ding macht ca. 5W , dh der Rdson ist egal (sowieso sehr klein, gegen den benötigten Strom) die HV wird nicht der grossartige Belastungsfaktor sein, sondern eher die Schaltverluste, mit denen der mosfet sich so selbst vergnügt; daher hatte ich ja eben erwartet, die Verluste quasi auf Null zu bringen, wenn die Energie des Abschalt-peaks nicht mehr im mosfet wie in einer dicken Zenerdiode verbraten wird, sondern in den L-C /Trafo Elementen ;
nichtsdestotrotz - der 100V-Typ mit voll in die Avalanche gedonnertem peak - war deutlich effektiver. 
wirklich "erklären" konnte ich mir das nicht, weil meine Vorstellung eigentlich war: wenn der nun unbegtenzt vom mosfet höhere peak nicht vom trafo übertragen wird, sondern doch wieder im mosfet bleibt, sollte es eben in etwa genau den selben Verlust geben, wie das "volle" verschlucken der Energie in der Avalanche.

[christianw.]

Zum Vergleich mal einige Drosseln zusammengetragen und Strom vs. Induktivität und Temperaturanstieg verglichen. (Temperaturanstieg ist meines Erachtens mit reinem DC gemessen)

Interessant hierbei die Daten für

PA4343.472NL aka SRP1265A-4R7M <-> Würth 74439370047

Erstere ist halb so groß, 2/3 günstiger, zeigt aber nahezu identisches Verhalten wie die Würth bzgl. Temperaturansteig und Induktivitätsverlust. Nur der DCR unterscheidet sich signifikant:

PA4343.472NL: 7mR/8.4mR (typ./ma 1.55€/1 Mouser
74439370047: 3.5mR (typ.) 5.95€/1 Mouser

Da stellt sich allerdings die Frage, warum die Würth Drossel (74439370047) bei halben DCR genauso warm wird wie die Pulse (PA4343.472NL).    

Beide sind aus Carbonyl. Die Coilcraft XAL1510 scheint ein anderes Material zu sein.

   

Der Temperaturverlauf der Planardrossel Pulse PA1494.224NL ist mit Vorbehalt zu betrachten, dieser ist aus den Gesamtverlusten extrahiert. Die XAL1510-472 sollten sich am weitesten "ausfahren" lassen, wären da nicht die Kernverluste durch deltaIL.  

[christianw.]

Wer ein bischen rumspielen möchte:

https://www.dropbox.com/s/cpnqdlevwih8cf...n.ods?dl=1

Damit lassen sich einige Parameter für Boostwandlerauslegung abbilden.

[christianw.]

So einfach wie sich der AD Supportmitarbeiter die ganze Sache machen will, ist es dann doch nicht. Die Probleme Eisenpulver/Carbonyl/Whatevercompound/Ferrite sind doch komplexer zu bewerten als einfach nur “schice” zu attestieren.

Dazu habe ich mir folgende Masterthesis eingeholfen:
http://lup.lub.lu.se/luur/download?func=...Id=8877353

Ab einem gewissen Strom sind sie dann doch alle “gleich” und, der Erfolg hat viele Väter bzw. Eisenpulver kenne eine Menge Namen.

Die XAL sind doch besser als ihr derzeitiger Ruf, wenn man sie „geschickt“ einsetzt.

[voltwide]

Vor einiger Zeit hatte ich mal eine Reihenuntersuchung div Speicherdrosseln bei deutlichem Stromripple durchgeführt. Ein Ergebnis war, dass der DC-Widerstand ein völlig ungeeignetes Auswahlkriterium ist.

[christianw.]

Ja, zu der Erkenntnis kommt die Arbeit auch. Ich sammel gerade noch diverse Plots verschiedener Hersteller ein.

[voltwide]

(17.09.2018, 08:58 PM)christianw. schrieb: So einfach wie sich der AD Supportmitarbeiter die ganze Sache machen will, ist es dann doch nicht. Die Probleme Eisenpulver/Carbonyl/Whatevercompound/Ferrite sind doch komplexer zu bewerten als einfach nur “schice” zu attestieren.

Dazu habe ich mir folgende Masterthesis eingeholfen:
http://lup.lub.lu.se/luur/download?func=...Id=8877353

Ab einem gewissen Strom sind sie dann doch alle “gleich” und, der Erfolg hat viele Väter bzw. Eisenpulver kenne eine Menge Namen.

Die XAL sind doch besser als ihr derzeitiger Ruf, wenn man sie „geschickt“ einsetzt.

Ja, das paper bestätigt da so die eine oder andere Erfahrung...
nicht zuletzt die meist unbrauchbare Dokumentation der Hersteller...

[christianw.]

In Farbe und bunt wurden 2 Drosseltypen gegeneinander verglichen, mit angepasstem DCR-Netzwerk.

Pulse PA4343.472NLT (equiv. Bourns SRP1265A-4R7M) vs. Coilcraft XAL1510-472

Gezeigt sind hier die Leerlaufverluste im Pulse-Skip-Mode für 230kHz und 350kHz. Es ist nun nämlich so, dass die XAL1510 bei 350kHz in FCC weniger Wärmeverluste aufweisen als bei 230kHz. Im Leerlauf und Pulse-Skip verhält es sich andersherum.

In Zahlen ausgedrückt heisst das, XAL1510-472 und Vin=10V in FCC bei

230kHz: 73°C; Pv_gesamt: 7650mW; Pv_phase: 1912mW
350kHz: 64°C; Pv_gesamt: 5850mW; Pv_phase: 1462,5mW
535kHz: 70°C; Pv_gesamt: 7670mW; Pv_phase: 1917,5mW

Drosselstromripple diL (Vin=10V), rechnerisch für

230kHz: 7.62A(pkpk)
350kHz: 5.00A(pkpk)
535kHz: 3.27A(pkpk)

Der Sweepspot liegt etwas unterhalb 350kHz, im Bereich 320-335kHz - 350kHz kann man aber "hart verdrahten". Die Gesamtverluste im Leerlauf bei 350kHz im Vergleich zu 230kHz knapp 2W. Unter 230kHz wird es immer schlechter -> klar, Stromripple steigt. Für Frequenzen größer 350kHz steigen die Verluste wieder, hierbei dominieren dann wohl die Schaltverluste. FETs mit geringerer Qg wären da wohl im Vorteil, z.B. nach E-Tobi die Infineon CoolMos 5.

Der Umstieg von 4u7 auf 6u8 bringt hier sicher nochmal Vorteile, der Stromripple verringtere sich damit um weitere 40%.

Hier die Ergebnisse für Pulse-Skip-Mode im Leerlauf, die angegebenen Verluste beziehen sich auf das komplette Board, also 4 Phasen kombiniert. Für Werte pro Phase ist das Ergebnis durch n=4 zu teilen:

Pulse PA4343.472NLT bei 230kHz:
   

Coilcraft XAL1510-472 bei 230kHz:
   

Vergleich von Pulse PA4343.472NLT und Coilcraft XAL1510-472 bei 230kHz:
   

Nun die Coilcraft XAL1510-472 bei 350kHz:
   

Vergleich der Coilcraft XAL1510-472 bei 230kHz und 350kHz:
   

Interpretation:

Die Coilcraft XAL1510-472 hat offensichtlich geringere (Kern)verluste als die Pulse PA4343.472NLT - für Pulse-Skip-Mode. Die Verluste für 350kHz sind höher als bei 230kHz - in wieweit sich das zwischen FETs und Drossel aufteilt ist nicht bekannt. Es gibt einen Sweepspot an dem der Ruhestrom minimal wird. (gemessen bei Vin=10V) Hierbei ergibt sich auch der geringste Temperaturanstieg.

Für den Li-Ion Spannungsbereich von 28-42V ergeben sich hierbei keine Nachteile bei Verwendung der höheren Schaltfrequenz. Im SLA-Bereich von 9-14V liegen die Verluste 25% höher bei 350kHz, pro Phase ein Mehr von 50mW.

[christianw.]

Wie halten die Experten hier denn den Sachverhalt der thermischen Alterung? Ist das heute immer noch ein Thema?

http://www.pleo.com/micrometals/thermalaging.html

[voltwide]

Hab mit Eisenpulver nie viel im Sinn gehabt. Betrifft dies auch Carbonit?

[christianw.]

Carbonyl ist ein Eisenpulver, also ja, kann durchaus passieren. Je nach Mischung.

---

Ich hab die letzten Tage umfangreich simuliert um das Maximum aus diesen Compositedrosseln bei Minimierung der Schaltverluste zu erhalten und werde berichten.

Alles doch ein wenig komplexer als gedacht, aber schon viel gelernt bei diesem Teil hier.

[christianw.]

Kann jemand BSC065N06LS5 besorgen? 10-20 Stück?

[voltwide]

(22.09.2018, 01:13 AM)christianw. schrieb: Kann jemand BSC065N06LS5 besorgen? 10-20 Stück?

gibts bei mouser

[christianw.]

Ja, Bestand: 0

[E_Tobi]

(21.09.2018, 10:34 PM)christianw. schrieb: Ich hab die letzten Tage umfangreich simuliert um das Maximum aus diesen Compositedrosseln bei Minimierung der Schaltverluste zu erhalten und werde berichten.

Wie hast du die Drosseln modelliert? Steinmetz, Hysteresemodell, ...?

[christianw.]

Ich habe mir die Mühe gemacht, den Coilcraft-Rechner (Power Loss), welcher online verfügbar ist, mit den passenden Rippleströmen für die jeweilige Frequenz zu füttern. Dabei habe ich Idc=0,01A angesetzt, womit sich dann Rippleströme jenseits 10000% ergeben. Der Rechner spuckt dann nur noch die Kernverluste aus. Kontrolliert man diese Werte mit realisistischen Strömen, also z.B. Idc=10A + 40%, stimmen die Werte für dei Kernverluste (zumindest in diesem Rechner) immer noch.

Das ganze habe ich für Frequenzen von 150kHz-2000kHz und unterschiedliche Induktivitäten gemacht. Für jede Frequenz ergibt sich ein anderer Stromripple, das ganze ist also entsprechend langwierig.

Eine Modellierung nach Steinmetz ist für die Coilcraft mangels Parameter nicht möglich (zumindest für mich). Davon abgesehen haben ja irgendwie alle Steinmetz-Derivate mehr oder weniger große Abweichungen und sind am Ende immer irgendwie "hingefummelte" Größengleichungen.

Das Wort "Simulation" ist hier u.U. nicht das richtige.

Die Werte die am Ende herausgekommen sind, weichen auch von den hier gemessenen ab, daher ist meine Hoffnung, dass man wenigstens qualitativ bewerten kann.