MosFET - Überdimensioniert und doch ständig kaputt?

[manu418]

Hallo,
aha, danke für die Schaltung. Kann ich als Transistoren diese hier nehmen http://cgi.ebay.de/8-Stk-Si-npn-TRAN...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

[uwegw]

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]

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.

[manu418]

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 .

MFG Manuel

[Besserwessi]

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.

[manu418]

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]

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.

[manu418]

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 . 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]

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.

[manu418]

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 !

Ach, und nochwas: Wieviel Watt sollte die Zenerdiode denn haben? Reichen 500mW?

MFG Manuel