Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : MosFET - Überdimensioniert und doch ständig kaputt?
Hallo,
ich habe folgendes MosFET hier liegen: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/S/T/W/2/STW20NM50.shtml. 500V 20A 200W.
Schön. Es ist nicht das erste, das mir zum Opfer gefallen ist. Es ist das dritte. Und ich habe noch nichtmal ansatzweise verstanden, WARUM.
Also, die Sache ist die (ich habe keinen Schaltplan, da Crocodlie Clips sowieso nicht die Bauteile hat, die ich will, außerdem denke ich, der Grundaufbau ist leicht zu verstehen): Ich habe das Mosfet. Ich schließe es mit der Source an den Minuspol von ca. 325 Volt geglätteter Gleichspannung an. Ich schließe an das Drain den einen Pol eines 100W Motors an. Der andere Pol des Motors kommt an den Pluspol der 325 Volt geglätteter Gleichspannung. Gut. Das Gate wird über einen 100k Widerstand ständig auf ca. + 17 Volt geglätteter Gleichspannung gezogen, dessen Minuspol mit dem Minuspol der 325 Volt geglätteter Gleichspannung verbunden ist. Klare Sache: Anschalten des Motors: Nix tun. Ausschalten des Motors: Über 10k Widerstnd Gate auf Minus ziehen, der 100k Widerstand bleibt dran. Super. Das Ganze habe ich an einen uC gehängt und erstmal den Motor in Sekundenabständen aus- und einschalten lassen (ca. 1 Minute). Klappt super. MosFET wird auf Kühlkörper + Wärmeleitfolie + Lüfter nicht warm. Dann Optokoppler an einen Port des uC gehängt (zur galvanischen Trennung) und versucht, MosFET über Optokoppler ein-auszuschalten. Fazit: Nix mehr. Nochmal das erste Programm mit simplem an- ausschalten probiert: Nix. Keine Verformung am MosFET, keine Wärme, Strecke zwischen Drain und Source dauerhaft leitend, auch beim ziehen des Gates auf Masse. WAS ist da los? Anlaufstrom zu hoch? Aber der Motor braucht nur ne Sekunde zum anlaufen. Bitte helft mir. So langsam häufen sich die Rückschläge.
MFG Manuel
Hi,
100kΩ als Gate Widerstand sind verdammt viel. Was kommen da den für Einschaltzeiten zustande?
Wenn das zu lange dauert kann der Transistor durchaus zerstört werden ohne das er sich äußerlich nennenswert erwärmt. Das Gehäuse hat ja eine gewisse Wärmekapazität.
Hast du eine Freilaufdiode?
edit: ich bin mir nicht sicher ob ich deine Beschreibung richtig verstehe. Vielleicht malst du doch mal ein Bild..
gruß,
kounst
Hallo,
danke für die schnelle Antwort. Der MosFET hat eine integrierte Freilaufdiode, wenn ich das Datenblatt richtig gedeuted habe. Das mit dem 100k Gatewiderstnd ist interessant. Kannst du das nochmal genauer erklären? Also wenn der Widerstand zu groß ist, geht das MosFET kaputt? Die Einschaltzeiten waren eigentlich okay, aber wie gesagt, ich konnte nur den Motor in ca. 2 Sekunden abständen ein- ausschalten. Da kann ich das natürlich nicht genau beurteilen. Der Motor hat auf jeden Fall reagiert. Was würdesst du denn als Gatwiderstand vorschlagen?
MFG Manuel
Der MosFET hat eine integrierte Freilaufdiode, wenn ich das Datenblatt richtig gedeuted habe
Jein. Das ist eine Parasitäre Diode die beim Herstellungsprozess entsteht. Sie hat dementsprechen bescheidene Eigenschaften. Allerdings wird sie häufig als Freilaufdiode missbraucht und ich glaube eigentlich nicht das es daran liegt.
Das Gate des Mosfets hat eine gewisse Kapazität. Diese Kapazität muss beim Einschalten aufgeladen werden. Während dem Einschalten ist der Widerstand und damit die Verlustleistung sehr groß. Deshalb muss das sehr schnell geschehen. Im bereich von µs!
Im Datenblatt steht die Gateladung Q. Mit Q = i * t kannst du den notwendigen Strom abschätzen.
gruß,
kounst
Hallo,
aha. Sorry, aber das sagt mir jetzt nicht so wirklich viel. Ich habe irgendwie im Datenblatt nix dazu gefunden. Würde es vielleicht reichen, wenn ich zukünftig einen 5k6er Widerstand nach + nehme und dann, um nach Minus zu schalten einen 3k3er nehme?
MFG Manuel
Hallo
@ manu418
Wenn es mit dem MOSFET direkt am µC laut deiner Beschreibung wunderbar klappt, muss man einfach "nur" am Gate des MOSFET's vom Optokoppler das gleiche Signal erzielen. ;)
Übrigens, es geht genauso ohne 325 V.
MfG
Hallo,
wie meist du das genau? Ich denke, es liegt nicht am Optokoppler oder am uC, der MosFET geht einfach nach einer gewissen Zeit an irgendwas, vielleicht an zu hohem Gatewiderstand? kaputt.
Vielleicht noch was wichtiges: Die Gate-Sourcespannung kommt von einem Trafo, der an die Netzspannung angeschlossen wird und auf der Sekundärseite um die 12 Volt Wechselspannung liefert. Die werden gleichgerichtet, geglättet und der Minuspol mit dem Minuspol der direkt vom Netz gleichgerichteten 325 Volt verbunden. Ich hatte das Ganze schonmal mit einer 9 Volt Batterie probiert, da hatte ich auch noch ein Gehäuse aus Holz (jetzt ist es ein altes Netzteilgehäuse wegen der Sicherheit), da hat es schon gut und auch länger funktioniert. Allerdings hatte ich da auch ein stärkeres MosFET mit anderen Daten, glaube ich. Kann es sein, dass es am Trafo liegt?
MFG Manuel
Mit dieser Widerstandkombination braucht der Mosfet ca. 200ms zum Umschalten. Während dieser Zeit verändert er seinen Widerstand von sehr klein nach sehr groß. Und im mittleren Bereich entsteht besonders viel Verlustleistung. Darum sollte man ihn so schnell wie möglich umschalten lassen. Der Gatewiderstand wird deutlich kleiner gewählt, üblich sind ca. 10 bis 100 Ohm (bei so einem dicken Mosfet eher 10 Ohm).
Und dann muss dafür gesorgt werden, dass der Umladestrom möglichst seine volle Höhe erreicht. Dafür nimmt man Treiberbausteine, die teilweise mehrere Ampere Strom liefern können. Gibt es als fertiges IC, lässt sich aber auch aus ein paar Transistoren aufbauen. Im Prinzip eine einfache Gegentaktstufe, die entweder die 17V oder Masse auf das Gate schaltet.
(es gibt da unzählige Typen. Bei Reichelt hab ich spontan mal den MCP1407-Ep gefunden, der macht 6A und würde deinen Mosfet in unter 10ns schalten... wenn du nicht extra was bestellen willst, aber noch ein paar Standardtransistoren rumliegen hast, käme auch ein diskreter Aufbau in Frage. Braucht bloß etwas mehr Platz als ein Spezial-IC).
Erstmal schneller schalten. Als richtwert wären so max. 10µs. Dann seventuelll noch eine Z-Diode (ca. 450 Volt) antiparallel, um die Alvalanche-Energy zu kompensieren.
Hallo,
wow, interessant! Das hätte ich nicht gedacht! Kannst du das vielleicht etwas genauer erläutern? Ich würde die Gegenstufe dann gerne aus ein paar Transistoren aufbauen. Ich hab´ noch Platz auf der Platine O:) . Ähm, heißt das dann, dass ich 10 Ohm Widerstand vom Gate nach +17Volt mache? Und wie ziehe ich das dann auf Minus? Da muss dann doch ein größerer Widerstand ran, oder?
Also kann man sagen, der Tod der MosFETs lag an dem Widerstand? Und auch die fehlende Erwärmung ist damit zu begründen :-s ? Wenn das so wäre, wäre ich echt froh. Dann wüsste ich wenigstens, WO das Problem liegt!
MFG Manuel
Hallo,
ist diese Avalanche-Energie, wenn der Motor den Strom quasi zurückschickt (induktivität)? Warum nimmt man da keine normale schnelle Diode?
MFG Manuel
Die das Gate mit ca. 30nC auf 10V bringen über 10V und 100kOhm, also mit 0,1mA, das wären etwa 300µs.
Ich glaube in der Größenordnung wäre es.
Dafür hat man aber einen Motor der noch steht an 300V.
Bei dem wäre der Widerstand und die Induktivität des Ankers interessant, um den Stromverlauf in der Schaltphase zu berechnen. Messen wäre einfacher. Schnell einschalten muss man nachher aber in jedem Fall.
Hallo,
äh, also meine Art, das Mosfet zu beschalten, hätte 100uS gebraucht? Ähm, sorry Manf, ich verstehe dein Fachdeutsch nicht O:) . Ich habe nicht genug Ahnung, um daraus schlau zu werden. Könntest du das vielleicht genauer beschreiben? Das hier :
Dafür hat man aber einen Motor der noch steht an 300V.
Bei dem wäre der Widerstand und die Induktivität des Ankers interessant, um den Stromverlauf in der Schaltphase zu berechnen. Messen wäre einfacher. Schnell einschalten muss man nachher aber in jedem Fall.
Verstehe ich komplett nicht, sorry ](*,) .
MFG Manuel
Wenn man anhand der Datenblattangaben nachvollziehen will ob der Transistor sich nach den Regeln verabschiedet hat dann kann man versuchen abzuschätzen wieviel Energie er beim Schaltvorgang aufgenommen hat. Es gibt dafür im Datenblatt die Diagramme "Safe Operating Area" und "Thermal Impedance". Es ist damit auch immer noch ein Abschätzen.
Interessant ist zunächst der Stromverlauf beim idealen Enschalten. Hierbei liegen 325V an der Motorspule. Diese hat bei Stillstand noch keine induzierte Spannung durch Bewegung und die Spannung liegt damit an der Induktivität L und dem Widerstand R. Der Strom steigt mit der Zeitkonstanten L/R von Null gegen den Wert 325V/R. Dreht sich der Motor dann wird vielleicht 300V induziert und der Strom Fällt auf 25V/R.
Nach 5ms ist die Zeitkonstante der Selbstinduktion meistens um und der Strom ist maximal. Wie groß er in Verlauf des Einschaltens ist ergibt sich aus den Werten L und R. Je schneller der Transistor einschaltet desto geringer wird er dabei belastet.
Besserwessi
16.11.2010, 20:48
Das schalten sollte schon etwas schneller gehen. Die oben genannten 10 µS sind Ok, schneller kann auch schon wieder Problem machen.
Das sollte aber noch ohne extra Treiber gehen, halt mit dem Optokoppler und einem kleineren Widerstand (z.B: 2 K Ohm). Eventuell sogar noch ein extra Widerstand direkt vor das Gate, damit auch das Ausschalten nicht zu schnell geht.
Der Mosfet kann auf verschiedene Weise kaput gehen
1) durch zu viel Hitze beim langsamen ein/aus-schalten
2) durch Überspannung und zu viel Pulsenenergie (z.B. beim Ausschalten)
3) durch eine zu hohe Spannung am Gate
Das Gate kann man mit einer Zenerdiode (z.B. 15 V) schützen.
Beim Motor sollte noch eine Freilaufdiode dran. Die Diode im MOSFET ist einfach an der falschen Stelle um als Freilaufdiode zu nutzen. Das ist ein relativ einfacher Schutz vor der Induktionsspannung des Motors.
Beim ein und ausschalten kann kurzzeitig viel Wärme im MOSFET freiwerden. Das kann so viel sein, dass es innen zu heiß wird, ohne das es außen merklich heiß wird. Beim Anlaufen kann der 100 W ;Motor auch schon mal deutlich mehr als 1 A ziehen, weil der Motor halt noch steht. Wieviel das wird, hängt vom Motor ab. Bei der Auslegung glaube ich das hier allerdings nicht, das es das Problem ist.
Hallo,
vielen Dank für die vielen Tipps O:) ! Gut, also die Sache ist die: Der uC ist verbaut, um über einen Optokoppler Signale zu empfangen und dann an den Motor, also an das Gate des MosFETs, weiterzugeben. Der uC misst nur die Länge der Impulsdauer, und die Länge zwischen zwei Impulsen. Die merkt er sich und führt sie dann weiter, ohne das von außen noch Impulse reinkommen müssen.
Jetzt hatte ich noch eine Idee: Wenn das mit dem Schalten so schnell gehn muss, wie wäre es, wenn ich zwei Ports des uCs nutze, um
a) über einen Transistor die Vollen 17V auff das Gate zu schalten, wenn der Motor an sein soll und
b) über einen Transistor Miuns auf das Gate zu schalten, wenn der Motor aus sein soll?
Klar, die Transistoren sollten niemal beide gleichzeitig durchgesteuert werden, aber wäre das nicht die schnellste, einfachste und vielleicht auch beste Lösung? Oder gibt es da einen Haken?
MFG Manuel
Aus allgemeiner Erfahrung erfolgt die Umladung des Gates mit Treibern die einen Innenwiderstand von 10 Ohm und mehr haben die oft auch noch über einen 100Ohm Widerstand begrenzt werden. Im Bereich um 10V (17V) ergibt sich damit ein Strom von 100mA.
Damit werden die 30nC in 300ns umgeladen. Schneller wird es nicht sein müssen. Bisher hat es eben 1000 mal länger gedauert. Höchstwahrscheinlich wird auch ein Strom um 10mA reichen die Gateladung ist ja mit 30nC nicht sehr groß.
Hallo Manuel,
Du hast ganz einfach Deinen MOSFET durch Überspannung beim Ausschalten durchgeschossen. Die Freilaufdiode des MOSFET hat damit nichts zu tun. Es muss zwingend eine Freilaufdiode am Motor vorhanden sein.
http://thinksilicon.de/28/Die-Freilaufdiode.html
Gruss Klaus.
Hallo,
@ Manf: Okay, sollte ich dann also an den Transistor, der das Gate nach + 17Volt schaltet, einen 100Ohm Widerstand schalten? Ginge auch 47 Ohm? Und wie ist das mit dem Entladen des MosFETs, also auf Minus ziehen? Soll ich das knallpeng, also ohne Widerstand machen?
@KlaRaw: Klingt interessant. Aber warum ist das MosFET dann nicht direkt beim ersten an-ausschalten kaputtgegangen?
Noch was anderes: Würde es etwas ausmachen, wenn ich sie Gatespannung sicherheitshalber mit einem 7805 bereitstelle? Dann kann die auch nicht zu hoch sein. Weil sie Spannung, die ich heute gemessen habe (Lüfter war angeschlossen und lief, also keine Leerlaufspannung), ist mit 18,5 Volt hart an der Grenze. Gut, das Multimeteter ist leer, aber naja... Würde das etwas ausmachen, wenn ich 5 statt 18,5 Volt nehme? Wäre es zu empfehlen?
Und noch was: Wie muss ich die Freilaufdiode dimensionieren? Kann ich ein paar 1N4007 parallel schalten? Oder müssen es schnelle Dioden sein?
MFG Manuel
Die Gatespannung sollte mindestens 10V betragen, bei 5V würde der Mosfet noch nicht komplett schalten. Üblich sind 12 bis 15V.
Eine Schaltung zur Ansteuerung:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber#Beispiele_zu_Low-Side_Treibern
(Variante 2)
ACHTUNG: Der Plan hat einen Fehler drin! Die Transistoren sind vertauscht, der untere müsste ein NPN-Typ sein, der obere ein PNP.
Hallo,
aha, danke für die Schaltung. Kann ich als Transistoren diese hier nehmen http://cgi.ebay.de/8-Stk-Si-npn-TRANSISTOR-DDR-SD-347-/400168791980?pt=Bauteile&hash=item5d2beb2fac? Ich habe so Ähnliche, zu denen finde ich nur kein Dateblatt, sehen aber gleich aus und haben ca. die gleichen Daten glaube ich. Wozu brauche ich die beiden Kondensatoren in der Schaltung? Der Elko erübrigt sich doch, die Spannung ist ja mit 470uF geglättet. Und wozu ist der andere?
Wenn ich diese Schaltung dann aufgebaut habe, schalte ich ja, indem ich entweder 0 oder 5 Volt auf die Transistoren gebe, oder?
Kann ich denn auch 18,5 Volt als Gatespannung nehmen?
Ginge mein Vorschlag mit den Transistoren direkt vors Gate denn nicht? Der wäre doch viel einfacher, oder? Ich meine meinen vorletzten Beitrag.
MFG Manuel
Es gibt zigtausende Transistorentypen in diesem Gehäuse. Was steht denn auf deinen drauf?
Du brauchst auf jeden Fall einmal NPN und einmal PNP. Die genauen Werte sind relativ unkritisch, da geht fast jeder Transistor mit ausreichender Strombelastbarkeit.
Die Kondensatoren sind in der Tat zur Glättung. Wenn du schon einen großen Elko drin hast, reicht der Kerko aus. So ca. 100nF bis 1µF, die reagieren fixer als ein womöglich etwas entfernter Elko.
Besserwessi
17.11.2010, 15:49
Wenn man über den MOSFET kein PWM machen will, sollte man nicht zu schnell schalten. Unter 1 µs an Schaltzeit verursacht das nur unnütz Funkstörungen. Direkt am µC Ausgang geht es nicht, weil man mehr als 5 V braucht. Eine relativ einfache, aber ungewöhnliche Lösung wäre ein NE555. Man braucht da aber eine auf etwa 12 V begrenzte Spannung die 18 V sind dafür etwas viel. Wenn es was mehr Stromverbrauch (5-10 mA) nicht stört, geht auch ein fach ein Transistor in Emitterschaltung und etwa 2-5 K am Kollektor. Das Einschalten ist bei einem Motor (induktive Last) ohnehin eher unkritisch, denn der Strom steigt bei einer Induktivität langsam an. Auch wenn der Motor einen hohen Einschaltstrom hat, ist der Strom in den ersten paar µs noch eher klein.
Wenn man keine Regelung per PWM machen will, reicht auch eine 1N4007. Mit PWM sollte es was schnelles sein (z.B. UF4007).
Die Spannungspitze beim Ausschalten kann der FET eventuell einige mal schon vertragen. Bis zu einer gewissen Pulsenenergie sind die meisten MOSFETs auch spezifiziert.
Wenn die Kabelführung schlecht ist, kann es durch Störungen passieren, das die Spannung am Gate zu hoch wird. Im Zweifelsfall da eine Zenerdiode vorsehen.
Hallo,
naja, gut, aber ich muss das schon mit einem uC machen, damit der die Impulse weiterführt, die er reinbekommen hat. Ist ja auch viel Komfortabler. Und ich will den Motor per PWM steuern.
Als Transistoren habe ich da:
NPN: SD337
PNP: SD340
Ich habe noch einige Fragen:
Soll die Freilaufdiode dirket am MosFET zu Source und Drain antiparallel geschaltet werden oder soll sie an den Ausgang (die ganze Schaltung ist auf eine Lochrasterplatine gelötet)?
Reicht als Freilaufdiode wirklich eine Diode der Größenordnung 1N4007? Ich müsste natürlich eine schnelle nehmen (also eine Schottky, oder?), aber die müsste auch nicht mehr aushalten als die 1N4007? Das kommt mir etwas komisch vor. Sind ja immerhin 100W.
Was meinst du mit schlechter Kabelführung?
Wie müsste ich die Z-Diode schalten wenn sie nötig wäre? Einfach in Reihe?
Bei der Schaltung zur Ansteuerung von uwegw, kann ich da für die Diode D1 auch eine 1N4007 nehmen?
Verständnisfrage: Wozu ist denn überhaupt dieser Kerko da?
Sorry, sind viele Fragen, aber ich will halt genau wissen, was ich mache, bevor ich das nächste MosFET einbaue 8-[ .
MFG Manuel
Besserwessi
17.11.2010, 16:55
Bei 300 V sollte Lochraster / Streifenraster tabu sein. Da kann man leicht Durchschläge bekommen. Wenn überhaupt einige Verbindungen über der Platine machen und viel Abstand (z.B. >6 Rasterabstände) lassen wo die hohe Spannung ist.
Bei dem Wissensstand sollte man da ganz vorsichtig sein. Zum Testen auch besser erstmal nur etwa 20-40 V nehmen. Da geht weniger kaputt und man kann relativ gefahrlos nachmessen.
Die Freilaufdiode kommt parallel zum Motor. Deshalb hilft einem die Diode im FET auch nichts - die ist einfach an der falschen Stelle. Die Freilaufdiode muss nur den Strom des Motors vertragen - für 100 W bei 300 V sind das als nur 300 mA. Da passt eine 1 A Diode schon ganz gut.
Bei 300 V gibt es kaum Schottkydioden. Da gibt es schnelle PN-Dioden wie halt die UF4007 oder ähnliche.
Die Zenerdiode als Schutz fürs Gate sollte die Spannung Gate-source begrenzen. Die kommt also direkt zwischen die Pins für Gate und Source des MOSFETs.
Mit schlechter Verdrahtung ist so etwas wie Lochraster, oder relativ lange lose Kabel oder eine ungünstige Wahl der Verbindung der 18 V und 300 V Spannungsquelle gemeint.
Hallo,
hm. Warum denn mehr als 6 Abstände? Bei völlig übertriebenen 500 Volt, die in meiner Schaltung kaum auftreten werden, sind das doch nur 0.5 mm Funkenstrecke max.! Ich meine, ich habe die Schaltung jetzt schon länger laufen und es ist bis jetzt nix passiert. Klar achte ich auf meine Sicherheit. Vom Entladewiderstand bis zum Sicheren Gehäuse (Metall + geerdet) ist da alles dabei. Nun gut, ich brauche also nur die Zenerdiode parallel zu Gate und Source zu schalten? Keine weiteren Bauteile?
Die Freilaufdiode kommt parallel zum Motor.
Wie jetzt? Dann geht doch nix mehr. Antiparallel, oder? Ist es nicht egal, ob ich die diode direkt an das Mosfet mache?
MFG Manuel
Besserwessi
17.11.2010, 17:28
Die Freilaufdiode kommt natürlich so parallel zum Motor, dass sie im Normalfall nicht leitet. Wenn man will kann man das Aus antiparallel nennen.
Aber halt verbunden mit den Anschlüssen des Motors, bzw. vom Drain des MOSFET zur positiven Versorgung.
Direkt zwischen die Anschlüsse am MOSFET ist falsch, das ist ja sogar schon eine Diode drin, die nur nichts nützt.
Für eine sichere Isolierung sollte man schon mehr als 0,5 mm haben, auch wenn es meistens bei 0,5 mm noch keinen Überschlag gibt. Die Pinabstände beim TO220 sind da eigentlich schon zu knapp. Als Sicherheitsabstand zum Gehäuse sollten es z.B. schon 8 mm auf der Platine sein. Es sind auch nicht nur Überschläge, sondern halt auch Leckströme bei Feuchtigkeit oder Staub.
Die 6 Abstaände einfach deshalb, weil man dann je 50 V hat, und gibt es kaum beliebende Funken.
Hallo,
oh mann, da stand ich ja mal wieder auf dem Schlauch. Natürlich nicht antiparallel zu Drain und Source ](*,) . Okay, ist klar. was passiert eigentlich, wenn ich jetzt eine 1N4007 nehmen würde, obwohl ich mit PWM arbeite? Geht die dann kaputt, weil sie nicht schnell genug ist?
Zu der Sicherheit: Zum Gehäuse ist allseitig genug Platz, es ist ja auch noch geerdet und so... Es besteht somit in geschlossener Form keinerlei Gefahr auch für vollkommen Ahnungslose, die das Gehäuse von allen Seiten betatschen O:) . Ich habe schon auf einen gewissen Abstand beim Bau der Platine geachtet, aber jedesmal 6 Kästchen, da hätte ich gar nicht genug Platz.
Nochmal zur Zenerdiode: Ich kann auch eine für 12 Volt nehmen und dann mit der Kthode an Minus und mit der Anode ans Gate oder wie? Das wäre ja einfach.
MFG Manuel
MFG Manuel
Besserwessi
17.11.2010, 22:21
Ob auch eine 12 V Zenerdiode geht, hängt von der Schaltung davor ab. Wenn es die einfache Schaltung mit 1 NPN Transistor ist, geht es, braucht aber immer etwas strom. Besser wären 20 V oder 2 mal 12 V in Reihe.
Die zenerdiode müsste mit der der Anode an Minus (= Source) und der Kathode ans Gate. Die Zenerspannung gilt in Sperrrichtung.
Wenn man trotz PWM die langsame 1N4007 ( es gibt nicht viele langsamere) nimmt, können beim Widereinschalten im PWM Betrieb Strompulse auftreten, die erstmal nur stören und im Extremfall die Diode zerstören können. Je schneller man schaltet, desto ungünstiger für die Diode. Wenn man die PWM Frequenz niedrig (z.B. 1 kHz) sollte man den Bereich erreichen das der Strom ganz (oder fast) auf 0 zurück geht. Dann geht auch die 1N4007. Das ist nicht ganz optimal für den Wirkungsgrad des Motors, geht aber.
Die 6 reihen Abstand wären nur bei der hohen Spannung. Für die 20 V am Gate reicht der einfache Abstand. Die Alternative ist es bei 1-2 Reihen das Kupfer zu entfernen.
Hallo,
okay. Aber wenn ich eine 20V Zenerdiode nehme, besteht dann nicht auch Gefahr für das MosFET? Das mit den Kupferpunkten wegmachen schaue ich mal, wie/ob ich das mache, danke jedenfalls für den Tipp.
Also: Ich halte mal fest, was ich zu tun habe, um das MosFET perfekt anzusteuern, damit es nicht wieder kaputt geht.
- Freilaufdiode UF4007 antiparallel zum Ausgang
- Zenerdiode zwischen Gate und Source
- optimierte Ansteuerung
Nochmal zu der Ansteuerung, da frage ich mich immernoch, warum ich die komplizierte Art mit den NPN und PNP Transistoren + Gedöns nehmen soll. Kann ich denn nicht einfach mir zwei Ports des uC nehmen und über Treibertransistoren wahlweise + 17V oder 0 Volt über einen Widerstand von ca. 100 Ohm aufs Gate geben? Da sagt irgendwie keiner was zu. Ist das nicht okay?
Vielen Dank nochmal an Alle. Ich bin jetzt schon wirklich sehr viel weiter als am Anfang O:) !
Ach, und nochwas: Wieviel Watt sollte die Zenerdiode denn haben? Reichen 500mW?
MFG Manuel
Diese Ansteuerung ähnlich wie vorher die mit den beiden PNP und NPN Transistor ist eigentlich noch übersichtlich. Die Ladung wird schnell eingebracht und wieder herausgeholt.
http://www.electro-tech-online.com/members-lounge/90646-help-make-mosfet-driver.html
http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:SKjmljAALsex-M:http://www.electro-tech-online.com/attachments/members-lounge/27570d1237858425-help-make-mosfet-driver-image1.gif
Natürlich soll man wenn es zu schnell geht noch einen Widerstand zwischen Treiber und Gate einführen. (Ich hatte von 100Ohm gesprochen, wenn es 1KOhm sein soll ist es sicher auch noch recht.)
Der Treiber mit den komplementären Transistoren (als Emitterfolger) ist aber recht einfach und stromsparend.
Besserwessi
18.11.2010, 17:49
Die Treiberschaltung mit dem NPN und PNP braucht auch schon das Signal bei einer hohen Spannung. Da gehört also noch wenigstens ein Transistor dazu.
Es gäbe noch eine alternative Schaltung mit 2 NPNs und einer Diode - die sollte auch ausreichen. Selbst die Einfache Emitteschaltung sollte reichen, braucht nur mehr Strom - schnell genug für die hier nicht so hohen Anforderungen kriegt man das auch. Mit 10 mA kriegt man die 30 nC in 3 µs geladen, bzw. entladen. Der eigentliche Umschaltbereich ist auch nur ein Teil davon.
Mit 2 Ports vom µC gewinnt man nicht viel. Man braucht die Spannungsverstärkung auf wenigstens etwa 8 V, besser 12 V. Wenn man das ohne viel Stromverbrauch haben will braucht es halt wenigstens 2, besser 3 Transistoren, oder halt ein passendes IC.
Die Zener-diode kann relativ klein sein, die 500 mW reichen normal aus. Es geht ja eher um kurze Pulse. Bei diesem MOSFET, wohl auch wegen der recht hoehn Spannungsfestigkeit, sind 20 V ausreichend, bei anderen MOSFETs kann es schon reichlich viel sein.
Hallo,
vielen Dank nochmal für de Hilfe! Habe es schon paarmal getestet (langsam) und noch geht alles super! Jetzt habe ich aber noch eine Frage: Und zwar habe ich auf einem alten PC-Netzteil eine Diode gefunden. Die Sache ist nämlich die, dass ich mich nicht traue, mit der jetzigen 1N4007 PWM zu machen. Ich weiß nämlich nicht genau, bis wieviel die Hz die geht und wenn ich sie zu schnell schalten lasse, kann es ja sein, dass sie kaputt geht und dadurch das MosFET auch wieder kaputt ist. Das will ich vermeiden. Weiß jemand, bis wieviel Hz die 1N4007 geht? Und weiß jemand, ob ich die Diode aus dem Netzteil, nämlich diese hier: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/H/F/A/0/HFA08TB60.shtml Verwenden kann? Ist die schnell genug um auch sagen wir mal 100kHz auszuhalten? Vielen Dank nochmal.
MFG Manuel
Hallo!
Die Diode, laut o.g. Datenblatt, sollte sogar bei 1 MHz Schaltfrequenz kalt bleiben. Garantiert geht der MOSFET zuerst kaputt. ;)
MfG
Besserwessi
24.11.2010, 18:26
Wie hoch man die Frequenz mit der 1N4007 treiben darf hängt vom Motor ab. Damit eine langsame Diode geht, muss der Strom bis fast auf 0 abgefallen sein, bevor wieder angeschaltet wird. Bei PWM werten von fast 100% geht es da praktisch gar nicht - wenn man z.B. 99% maximum vor 100% zuläßt, kann man vielleicht irgendwas im Bereich 10 Hz zulassen, um dem Strom 1ms zum abfallen zu geben.
Die schnelle Diode geht, und paßt im Prinzip zum MOSFET - ist also auch total überdimensioniert.
Hallo,
was soll das denn heißen? Das MosFET soll doch garnicht kaputt gehen?! Kann ich denn diese Diode guten Gewissens verwenden, ohne dass das MosFET kaputt geht?
^^ das war noch auf PICtures Beitrag bezogen.
Also kann ich die Diode verwenden? Das wäre super.
Die schnelle Diode geht, und paßt im Prinzip zum MOSFET - ist also auch total überdimensioniert.
Hast recht. Aber erstens ist die Diode ja ausgebaut aus dem Netzteil (also gratis) und zweitens denke ich immer, lieber überdimensionieren statt zu wenig... bringt irgendwie Sicherheit. Ich denke, die Diode muss dann auch auf keinen Fall gekühlt werden, oder :-$ ?
Danke nochmal.
MFG Manuel
@ manu418
Sorry, ich habe bloß gemeint, dass die Diode so stark ist, dass wenn es von den zwei Bauteilen welches kaputt gehen sollte, dann ist es der Transistor als erster. Die viel bessere Diode kann leider nicht garantieren, dass der MOSFET nie wieder kaputt wird.
Wenn die Ursache nicht genau bekannt ist, müsste man eben probieren und glauben, dass diesmal der MOSFET nicht kaputt geht, weil die Schaltung besser als bisher ist.
MfG
Hallo,
aber mir bringt diese neue Diode auf gar keinen Fall einen Nachteil gegenüber der 1N4007? Weil mit der klappt es ja. Ich will nur auch hohe Frequenzen schalten dürfen, und das geht ja mit der Diode, oder? Ich meine, wenn es mit der 1N4007 geklappt hat, wird es doch wohl auch mit der neuen gehen, nur noch besser, oder?
MFG Manuel
Besserwessi
25.11.2010, 17:08
Die große Diode könnte etwas mehr Leckstrom haben. Aber auf ein paar µA kommt es vermutlich nicht an. Ansonsten ist die große Diode sehr gut - deutlich besser als nötig. Die große Diode wird auch deutlich teurer sein, wenn man die kaufen müsste. Da wäre meine Wahl die oben schon genannte UF4007, einfach wegen dem Preis und besseren der Beschaffbarkeit.
Von der Geschwindigkeit ist die 1N4007 sogar ausgesprochen schlecht - langsamer ist schwer zu kriegen als Siliziumdiode. Wenn Spannung und Strom passen sind also fast alle anderen besser.
Hallo,
so, jetzt klappt es perfekt! Super!
Danke nochmal an alle für ihre zahlreichen Tipps und das ihr euch die Mühe macht und gemacht habt, mir alles haarklein zu erklären!
Ihr habt mir wirklich sehr geholfen!
MFG Manuel
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