Wet van Coulomb vs.gate lading

Voor het eerst dat ik schoolvraag hier eens post, alleen is deze vraag niet voor school.

Uit het 'verleden' kan ik mij de wet van Coulomb nog redelijk vaag herinneren als eenzelfde soort berekening als de wet van Ohm.
Waarbij twee grootheden bekend zijn en een derde berekend kan worden.
Nu gebruik ik de wet van Coulomb echter zelden en ben ik die voor het grootste deel weer vergeten.
Op Google dacht ik dit na te kunnen zoeken maar hier struikel ik over formules, terwijl de berekening die ik zocht heel gemakkelijk is.
Dus zakboekje formules geraadpleegd en deze geeft:

Q = I*T

Wat ik wil berekenen is de stroom de naar gate.
Die stroom loopt dan ook weer terug uit de gate om de gate te ontladen.
Met als gegeven de gate lading uit de datasheet van de Mosfet en de frequentie waarbij dit gebeurd.

Voor een lading van 72nC en een frequentie van 2MHz kom ik dan uit op:

I = 72nC/ 250nS = 0,288 A

De periodetijd heb ik gehalveerd (i.p.v. 500nS) omdat gedurende de helft van die periode een blokgolf op de gate staat met een duty-cycle van 50%.

Mijn vraag tenslotte; heb ik het zo ongeveer juist berekend?

hartelijk dank voor uw inbreng

Telefunken Sender Systeme Berlin

De berekening is geheel correct.
Maar, in het algemeen wordt de gate aangestuurd vanuit een spanningsbron al of niet via een gateweerstand.
In dat geval verandert dat het plaatje.
De gatespanning neemt volgens de RC-kromme toe en de gatestroom neemt dus af. Voor dezelfde ladingstransport is de gatestroom in het begin hoger dan 0,288A.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op vrijdag 10 januari 2014 19:45:04 (13%)

Dank voor uw antwoord, ingeval van een weerstand in serie met de gate kan ik mij voorstellen dat het proces inderdaad anders verloopt.
In mijn geval gebruik ik geen gate-serie weerstand maar een gate driver ic.

Deze drivers kunnen in dit geval (bijvoorbeeld) 1 Ampere aan stroom leveren, terwijl ik toch zo hoog mogelijk in frequentie wil gaan.
Vandaar mijn interesse in die feitelijke laad en ontlaad-stroom van de gate.

Telefunken Sender Systeme Berlin
EricP

mét CE

Zo op het eerste gezicht zijn je berekeningen correct, maar... Je gaat er vanuit dat je FET z'n gate maar net ge/ont laden hoeft te zijn voordat je de andere kant weer op wilt. De meeste tijd zit je dus in het lineaire gebied van die FEt te pielen. En dat wil je (denk ik) nou juist niet...

Het schakelen gaat met mosfet totem-pole (halve brug) klasse D driver (blokgolven dus). Het lineaire gebied probeer ik juist te vermijden en de opkomende cq. dalend flanken zo klein mogelijk te houden.

Wat bedoel je precies EricP?

Telefunken Sender Systeme Berlin

Dat je veel grotere stromen je gate in en uit moet rammen dan die 0,288A, om zo kort mogelijk in het lineaire gebied te zitten. Ikzelf zou een factortje 10 a 20 daarboven proberen te zitten.

Zo goed als het vroeger was, is het nooit geweest.

De stroom die je uitrekent is de gemiddelde (rekenkundig gemiddelde, niet eens RMS) stroom. Dat is niet zo'n heel erg bruikbare grootheid.

Zoals tommyboy al zei, je wil in de praktijk meestal een grotere stroom (gedurende een evenredig kortere periode) zodat je FET snel schakelt.

Wat je moet doen is bepalen hoe lang je flank mag zijn, en die tijd in je eerste formule stoppen. Dat is de stroom waarmee je je gate moet laden.

Als je dan je gate niet vanuit een stroombron, maar zoals meer gebruikelijk via een weerstand laad, dan moet je eigenlijk de RC-kromme integreren.

Maar een benadering waarbij je de stroom als lineair dalend beschouwd (en dus de beginstroom 2 keer groter neemt) is vaak goed genoeg. Hangt allemaal van de precieze getallen af.

Oké, nu begrijp ik dat die stroom niet te krap-aan gekozen mag worden.

Bij een keurige symmetrische blokgolf spanning mag er niet meer als 10% of minder van de tijd, zitten in de opgaande/neergaande flank tijdens het schakelen.
En dat is dus dat lineaire gebied wat jullie bedoelen.

Waardoor de berekening de tijd ingevuld wordt voor die opgaande/neergaande flank (weer iets geleerd).

Telefunken Sender Systeme Berlin