MOSFET IRF7476 für Scheibenwischermotoren ansteuern

[Black Scorpion]

Servus Leute,

ich bin da auf einen MOSFET aufmerksam geworden, den IRF7476. Ich möchte damit einen starken Scheibenwischermotor ansteuern. Der MOSFET ist so groß wie mein Fingernagel vom kleinen Finger und kann 15A. Aber dummer weise wird das Ding so heiß das es Blasen gibt (spreche aus Erfahrung). Nach kurzer Zeit raucht mir der MOSFET unter Dauerlast von 10A ab. Die Schaltung ist richtig, funktioniert ja auch, aber warum wird der MOSFET so heiß? Gibt es eine Möglichkeit der Kühlung? Habt ihr da eine Idee?

Es heißt ja oft "Wo Rauch aufsteigt sich meist der Fehler zeigt!" aber hier ist es anders. Es funktioniert aber er wird so verdammt heiß bis zur Zerstörung. Danach kühlt er wieder ab. =P~

[avion23]

Im Moment wundere ich mich über das Niveau der Beiträge hier. Aber um die Frage zu beantworten: Dein FET hat einen Durchgangswiderstand, R_DS_on. An diesem Fällt eine Spannung ab. Zusammen mit dem Strom ensteht Verlustleistung nach
P=U*I oder
P=I²*R

Dein "fingernagelgroßer" fet wird wohl maximal 1W an Dauerverlustleistung ohne kühlkörper abführen können. Da musst du drunter bleiben. Und "Funktionieren" heißt für mich, dass die SChaltung längere Zeit funktioniert. Was ist denn bei dir nicht funktionieren???

[BastelWastel]

Es funktioniert aber er wird so verdammt heiß bis zur Zerstörung. Danach kühlt er wieder ab.

lol..der is gut, den merk ich mir ^^

Ach ja.."PD @TA = 25°C: Maximum Power Dissipation 2.5 W"

[dennisstrehl]

> "Im Moment wundere ich mich über das Niveau der Beiträge hier."
Ich mich auch.

> "FET hat einen Durchgangswiderstand, R_DS_on"
von 8 mOhm bei 4,5V Vgs.

> "P=I²*R"
Also etwa 0,8 Watt.

> "Dein ... fet wird wohl maximal 1W an Dauerverlustleistung ohne kühlkörper abführen können. Da musst du drunter bleiben."
Jo, passt doch ausnahmsweise mal.

@Black Scorpion:
[€dit]Eine Idee hab ich doch noch: Steuerst du den MosFET etwa mit PWM an und hast die Freilaufdiode vergessen?[€nde]
Poste mal ein Bild vom Aufbau und den Schaltplan, mess außerdem mal bitte wie groß die Spannungen zwischen Gate und Source und Drain und Source jeweils im eingeschalteten Zustand sind und sag mal ob du den überhaupt richtig in Sourceschaltung verwendest.
So ohne weiteres fällt mir kein Grund ein warum der abrauchen sollte...
Du kannst natürlich auch einfach einen Kühler draufkleben, aber das ist hier wohl nicht die Ideallösung.

[Black Scorpion]

Erst einmal einen schönen guten Abend.

Bevor ich irgendwas poste möchte ich gerne mal einen Kommentar loswerden.

Sollte so ein Forum nicht dazu dienen sich gegenseitig zu helfen? Ich denke schon.

Sollte so ein Forum nicht dazu dienen sein Wissen an andere weiter zu geben oder ihm zu helfen sich das Wissen zu erarbeiten? Ich denke schon.

Gehören dann Kommentar wie "Im Moment wundere ich mich über das Niveau der Beiträge hier." dazu? Ich denke NICHT.

Was meint ihr dazu. Ich dagegen gebe einem gerne eine Auskunft wenn man gefragt wird. Dazu in einem qualifizierten Ton. Nicht jeder wächst mit einem Atmel oder Intel-Prozessor in seinem Kopf auf. Es gibt Leute denen fällt das nicht einfach in den Schoß sondern brauchen eine kleine Unterstützung. Bin ich dann hier bei Roboternetz.de an der falschen Adresse nur weil mein Vater nicht Einstein war?


Für diejenigen die einem gerne helfen wollen hab ich im Anhang den Schaltplan bei gefügt. Mir fehlt die Erfahrung mit MOSFETs. Daher stelle ich hier auch meine Frage rein und erwarte das wenn man antwortet einem die Antwort der Lösung ein Stück näher bringt oder gar im optimalen Fall den Fehler zeigt und die Lösung erklärt.
Aber so einen unqualifizierten Kommentar wie oben zitiert finde ich einfach hier nicht passend.

In dem Sinne wünsche ich allen ein schönes Wochenende.

[dennisstrehl]

Also, zum Schaltplan: Die Freilaufdioden fehlen (Wobei dass durch die langsame Ansteuerung mit Kondensator am Gate wahrscheinlich nicht mal nötig ist. Das dürfte also nicht der Fehler sein.

2 neue Fragen: Hast du die Motoren ganz ein- oder ausgeschaltet, oder benutzt du die MosFETs zur Regelung, also stufenlos? In letzterem Fall wäre die Verlustleistung an den MosFETs viel höher als 1 Watt.
Was ist R28, ein richtiger Schalter oder kommt da noch irgendwas anders? (PWM?)

So kann ich da noch nicht viel zu sagen...

[Black Scorpion]

Sorry, hab beim Löschen wohl die falsche Bezeichnung gelöscht. Der Schalter ist real. Ich möchte ganz einfach die Motoren über die MOSFET einfach nur ein- und ausschalten. Nicht geregelt, kein PWM, nur einfach 0 und 1. Mehr nicht.

[dennisstrehl]

Hmm, ok, könntest du dann nochmal die Spannungen messen?

Es könnte helfen, den Kondensator wegzulassen. Der verzögert das Einschalten, dadurch ist der MosFET die ersten ca. 4 Sekunden im Regelbetrieb, und dabei werden bis zu 30 Watt verbraten.

Es kann auch sein, dass er mit den 0,8 Watt (1,12 Watt @ 150°C) nicht klar kommt, wenn er auf 'ner Platine ohne größere Kupferflächen drumrum montiert ist... In dem Fall hilft ein kleiner Kühlkörper.

Gruß

[Black Scorpion]

Ok werd ich ausprobieren, bin leider nicht bei meinem Kumpel wo wir das machen. Werd das mal ausprobieren. Danke für die Rückmeldung. Hab daran gar nicht gedacht. Werd das mal mit nem Kühlkörper probieren, hab da welche die auf diese Bauform passen. Danke nochmals. Meld mich spätestens Montag abend und gebe das Resultat bekannt.

Also schönes Wochenende nochmals.

[dennisstrehl]

Man könnte statt Kühlkörper auch die Kupferflächen vergrößern, die an den Pins hängen, dadurch kann mehr Wärme abgegeben werden, 1,12 Watt sind dann unproblematisch. Je nachdem was euch einfacher erscheint...

[avion23]

Hi Black,
dein Beitrag war nur die Krönung unter vielen. Ich verlange von niemanden Wissen, aber schon etwas gesunden Menschenverstand. Du schreibst, dass es "funktioniert" bis es durchbrennt. Das ist doch kein funktionieren, oder? Kommst du dir nicht verarscht vor, wenn dir jemand sagt, dass es funktioniert, aber nach etwas Zeit verbrennt!?!

Was ich dir erklärt habe ist, dass der mosfet eine zu große Abwärme in Bezug auf die Kühlung hat. Da hättest du auch selber drauf kommen können, oder? Allein schon durch den verbrannten Finger. Du hast NICHT nachgedacht, zumindest war das mein Eindruck. Und diesen Vorwurf kannst du dir ruhig gefallen lassen.



Aber zurück zum Thema. Durch Dennis Einwand habe ich mir das Datenblatt angeschaut.
- V_DS_max = 12V. Scheibenwischermotoren laufen bei über 12V. KFZ-Netz ist 14.4V, Induktion gibt es auch noch. Durch die Umpolung am Rotor hast du eine offene Spule. Also bist du weit außerhalb der ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS. Da sollte man 30% Luft lassen.

- Bei 100°C T_case, also der Gehäusetemperatur, sind laut dem Diagramm nur noch ~10A zulässig.

- Bei 100°C Junction Temperature (noch optimistisch) hast du +25% R_DS_on, also 10mOhm --> P = 15²*0.01Ω = 2.25W > 1.6W bei 70°C

- Startstrom: Beim Starten fließt der Kurzschlusstrom, er wird nur durch den ohmschen Widerstand der Motorwicklungen und Zuleitungen begrenzt. Die langsame Gateansteuerung hat zur Folge, dass fast die gesamte Verlustleistung an dem Mosfet verbrannt wird.






Ich schätze, dass der Mosfet eher für wandler in notebooks gedacht ist. So wird die SChaltung leider nicht funktionieren. Deswegen jetzt Verbesserungsvorschläge:

- Freilaufdioden: Wenn du den Motor nicht umpolen möchtest, Freilaufdioden parallel zum Motor schalten. Die führen die Induktionsspannung dann auf die Versorgungsspannung zurück und verhindern, dass der mosfet durchbricht.
- Schnellere Gateansteuerung. Pulldown ~10k oder 100k sollte reichen, Gate hat schon eine Kapazität. Aber keine langen zuleitungen. Da kenne ich mich auch nicht aus :(
- Massefläche unter dem fet zur Kühlung.
- Mosfet mit größerem I_max und R_DS_on. TO220 ist einfacher zu kühlen. Schau mal bei pollin, dann kostet es nicht soviel.

Mosfet Übersicht: http://www.mikrocontroller.net/articles/Mosfet-%C3%9Cbersicht
Du solltest nach den docs von irf schauen, in denen erklärt wird, was die einzelnen angaben im Datenblatt zu bedeuten haben. Ich finde es gerade leider nicht :(

In dem was ich gesagt habe sind garantiert einige Fehler drin. Also bitte berichtigen, sonst war das Zeitverschwendung für mich, und jeder der es liest hält es für richtig.

[dennisstrehl]

In dem was ich gesagt habe sind garantiert einige Fehler drin. Also bitte berichtigen

Ok, also:
> "V_DS_max = 12V [...]"
Haste Recht, ist viel zu knapp, aber ist hier irrelevant, da der MosFET bei eingeschaltetem Motor abbrennt.
Und immerhin wird dadurch effektiv die Induktionsspannung begrenzt ;)

> "Bei 100°C T_case, also der Gehäusetemperatur, sind laut dem Diagramm nur noch ~10A zulässig."
Bei 100°C T_case sollten aber - bei korrekter Montage - auch 2 Watt Wärme abgegeben werden können.

> "P = 15²*0.01Ω = 2.25W"
Du bist der einzige hier der mit 15 Ampere rechnet...

Gruß

[Black Scorpion]

Servus Leute,

ich hab mit dem IRF7476 kein Erfolg. Auch wenn ich nur einen einzigen Motor anschließe, den Kondi weglasse eine Freilaufdiode einsetze, dat Ding wird einfach nur heiß. Ich hab schon ne Massefläche darunter gesetzt um die Wärme abzuleiten, alles ohne Erfolg.

Hab jetzt einen gefunden, der das ohne Probleme kann. Mist jetzt hab ich leider nicht die Bezeichnung parat. Aber kein Problem, liefer ich nach. Ich hab die gleiche Schaltung aufgebaut und den MOSFET schön auf ne geätzte Platine mit großer Massefläche gelötet und das ganze Läuft ohne Probleme. Wir haben gestern eine Autobatterie angeschlossen und lassen die laufen bis sie leer ist. Ich denke das reicht als Dauertest erst einmal aus. Wie schon einer meinte, es könnte ein MOSFET für ein Laptopnetzteil sein. Danke vielmals für eure Hinweise und anmerkungen.

Ich wünsche allen frohe und besinnliche Feiertage und werde mich bemühen beim nächsten mal Fragen auf einem höheren Niveau zu stellen.

[BlueNature]

Servus Black Scorpion!

Probiers doch mal mit dem Baugleichen IRF1404, der hat um die 4 mOhm und damit weniger Wärmeentwicklung.

Grüße Wolfgang

[Black Scorpion]

Danke für den Hinweis. Habs geschafft mit einem MOSFFET, hab nur leider nicht die Typbezeichnung zur Hand.