Hi. Bin zwar neu hier,aber ich hoffe ihr Antwortet mir trotzdem. Habe ein Problem mit meinem BUZ11a, der als Schalter dienen soll, das da wäre: Er wird viel zu heiß. Das er so heiß wird (so das schon meine steckboard an entspr. stelle geschmolzen ist) kann ich mir irgendwie nicht richtig erklären und dachte hier weiss jemand vielleicht mehr dazu. Beschreibe am besten zu erst mal meine Schaltung. Der MOSFET wird mit einer 8kHz PWM eines ATMEGA32L gesteuert. Zwischen Gate und PWM Pin liegt ein 270 Ohm Widerstand. Zusätzlich ist noch ein 1k Widerstand zwischen 270 Ohm und Gate nach masse gelegt. Im Laststromkreis liegt eine Spule (1,976Ohm, 11mH) und ein paar Widerstände mit insgesamt 9,7 Ohm. 12V liegen am Laststromkreis. Achso, parallel zur Spule liegt natürlich eine genügen groß dimensionierte Freillaufdiode. Da es ein Power Mosfet ist und ich höchstensnur ca "Imax=1A" schalte, sollte er laut DB genug durchsteuern. Da steht es sind bei meiner Steuerspannung ca 6-7A möglich. Im DB ist leider kein Wert RDS(on) für VGS=5V angegeben sondern nur für VGS=10V und ich weiss leider nicht wie ich ihn mir für 5V ausrechen kann. Vielleicht weiss ja jemand von euch mehr darüber,oder falls ich mit meiner Vermutung falsch liege woran es sonst liegen könnte das er so heiß wird. Würde mich über ein paar Antworten wirklich sehr freuen. mfg
Achso, habe ich oben vergessen.Laut DB kann er zwar bis 175 Grad, aber nach meinem Empfinden ist das für so einen "geringen" Strom im verhältnis dazu was der MOSFET kann schon viel viel zu heiß
Ich würde den Vorwiderstand deutlich kleiner dimensionieren.
Aus dem 270 Ohm und dem 1k Widerstand hast du dir noch einen Spannungsteiler gebaut, der die Spannung verringert. Mach, wie weiter oben schon gesagt, den 270 Ohm Widerstand kleiner (so um die 50 Ohm) und den 1k Widerstand größer (10-50k).
Erstmal danke für die schnelle Antworten. Der Vorwiderstand soll ja nur dafür sein evt. Ströme auf den Port Pin zu verhindern. Also sollte die größe doch relativ egal sein. Und der Massewiderstand ist gedacht um das Gate sofort nach masse zu entladen.Wenn ich den jetzt wie gerade erwähnt dimensioniere wirke ich da meiner idee nicht entgegen?
Bei 8 kHz PWM-Frequenz sollte man die Gate-Kapazität nicht vernachlässigen. Bei 270 Ohm und 8 kHz hätte ich Bedenken, dass der BUZ11 sauber schaltet. Ich würde davon ausgehen, dass er weder richtig durchschaltet, noch richtig sperrt, sondern irgendwo dazwischen im Analog-Betrieb arbeitet und viel Verlustleistung in Wärme umsetzt. ...
Ursprünglich war mal ein 15 Ohm Widerstand verbaut.Hatte mir das mal anhand der Ladung ausgerechnet. Nur bei versuchen ist der mir mal durchgebrannt und ich habe ihn durch den nächst kleineren ersetzt den ich zur verfügung hatte. Richtig sperren tut er übrigens.
Da kommen mehrere Faktoren zusammen: - PowerMosFets, die ein paar Ampere können haben recht hohe Gatekapazitäten - Selbst mit einem kleineren Widerstand begrenzt der Ausgangsstrom des Mega8 den Gatestrom und verlängert damit die Schaltzeit erheblich. - Wenn es kein LogicLevel Fet ist (davon gehe ich aus, da Rdson für VGS = 10V angegeben ist) schaltet er mit kleinerer Gatespannung noch langsamer oder evtl. gar nicht richtig durch - Die obigen Faktoren (bis auf VGS) gelten auch wieder beim Abschalten - Die langen Schaltzeiten führen zu einer erheblichen Zeit in der der MosFET nicht durchgeschaltet ist und damit zu Verlusten = Wärme Gruß, Marcus
BUZ11 schaltet bei 5V nicht durch. Also logic level verwenden. Treiber bei 8kHz verwenden Vorwiderstand ~10 - 100Ω
avion23 schrieb:
> BUZ11 schaltet bei 5V nicht durch. Also logic level verwenden.
Laut Datenblatt aber schon.
Laut Datenblatt schaltet er bei 5V. Aber mit einem RdsON im einstelligen Ohmbereich. Die Praxis spricht: unter 12V Gatespannung IST der nicht sinnvoll einsetzbar. ... und ich habe schon REICHLICH davon verbaut. Michael.
ich würde einfach mal ein Oscilloscope an den Ausgang hängen...
>Aber mit einem RdsON im einstelligen Ohmbereich. Welches Datenblatt? Also in dem von Siemens kann man rauslesen, dass er bei 5 V Ugs und 1A Id einen Rds(on) von weniger als 80 mOhm hat. Ich könnte mir aber vorstellen, dass der Buz mit der Frequenz ein Problem bekommt, hab ihn noch nie mit 8 kHz angesteuert, wohl aber schon an einem PIC an dem er auch ein Ampere schalten musste und meiner wurde nicht heiß und rauchte ab.
@ Michael Köhler (sylaina) >>Aber mit einem RdsON im einstelligen Ohmbereich. >Welches Datenblatt? Also in dem von Siemens kann man rauslesen, dass er >bei 5 V Ugs und 1A Id einen Rds(on) von weniger als 80 mOhm hat. Dir ist klar, dass grade bei MOSFETs die Schwellspannung ziemlichen Schwankungen unterliegt? >Ich könnte mir aber vorstellen, dass der Buz mit der Frequenz ein >Problem bekommt, hab ihn noch nie mit 8 kHz angesteuert, Das geht schon, einen kräftigen Treiber vorausgesetzt. MFG Falk
>Dir ist klar, dass grade bei MOSFETs die Schwellspannung ziemlichen >Schwankungen unterliegt? Aber sooo großen Schwankungen nun auch wieder nicht. Klar, mit 5 V Ugs kann man mit dem Buz keine 30 A schalten. Aber 1/2 A sind damit locker drin. >Das geht schon, einen kräftigen Treiber vorausgesetzt. Und genau der ist nicht im Einsatz, der Buz ist über nen Widerstand direkt an den Portpin angeschlossen.
Bei Deinem Spannungsteiler (270-1k) liegen am Gate keine 4V an. Das ist deutlich zu wenig für den BUZ11.
Tja, und bei meinem el Blinkerrelais am WE hatte ich sowas ähnliches - der IRF860 wurde zwar mit nem sauberen Rechteck angesteuert, aber beim Reinzoomen im Oszi sah man, dass dort mit 12.5Mhz was "rumschwung" - irre Hitze, bei schlappen 20W trotz Ugs 10V (-> Schaltverluste). Alles lag an ner irgendwie maroden Lackdrahtschnellverbindung - man sollte sich halt doch etwas Zeit lassen, beim basteln :) - aber bei dem Wetter will man ja schnell wieder aufs Möpmöp. Klaus.
gast schrieb: > Bei Deinem Spannungsteiler (270-1k) liegen am Gate keine 4V an. Das ist > deutlich zu wenig für den BUZ11. habe gerade mal mit dem Oszi nachgemessen. Am Gate liegen ca. 3,8V an. Werde dann jetzt wohl mal los düsen müssen und mir ein paar kleinere Vorwiderstände besorgen.
Die atmels schaffen maximal 20mA auf Dauer an einem Portpin. Um dein µC zu schützen sind die 270Ω schon sehr gut dimensioniert. Mit einem kleineren Widerstand wirst du kaum mehr Spannung bekommen aber dafür den µC kaputt. Du brauchst einen Treiber. z.B. pnp npn emitterfolger zur verstärkung und davor ein pegelwandler.
avion23 schrieb: > Die atmels schaffen maximal 20mA auf Dauer an einem Portpin. Stimmt nicht, siehe Datenblatt. > Mit einem > kleineren Widerstand wirst du kaum mehr Spannung bekommen Spannung nicht, aber Strom. Auf 100 Ohm kann man bedenkenlos runter gehen und währe selbst mit dem Dauerstrom noch innerhalb der Specs. >aber dafür den µC kaputt. Nein, das wird nicht passieren, solange die mittlere Verlustleistung ausreichend klein ist. Der Strom und somit die Verlustleistung fließt ja nur sehr kurz.
avion23 schrieb:
> Die atmels schaffen maximal 20mA auf Dauer an einem Portpin.
Der ATMEGA 32L schafft laut DB 40mA. Außerdem gibt er ja ein PWM Signal
aus und ist somit nicht auf Dauerbelastung.
Habe gerade mal test weise den 270 Ohm durch einen 8,2 Ohm Widerstand
getauscht. Den 1k habe ich so belassen wie er war. Siehe da, er bleibt
cool. Also lag es tatsächlich daran, das er mit den ca 3,8 V am Gate
nicht klar kam. Die einzigste Frage die ich mir jetzt noch stelle ist,
ob er genügen groß dimensioniert ist um evt. auftrettende Ströme in den
Port Pin zu verhindern.
Nochmals danke an dieser Stelle für eure hilfe. hat mir echt weiter
geholfen.
"Werde dann jetzt wohl mal los düsen müssen und mir ein paar kleinere Vorwiderstände besorgen." Früher (TM) hatten wir für sowas immer nen Raummeter E-schrott unterm Bett oder im Schrank oder im Keller oder...aber heutzutage geht man lieber zu Conrad und kauft sich für 1,20€ einen neuen Widerstand...tststs. Klaus.
Die einzigste Frage die ich mir jetzt noch stelle ist, ob er genügen groß dimensioniert ist um evt. auftrettende Ströme in den Port Pin zu verhindern. Das kannst du ja wohl selber ausrechnen mit R=U/I und dem Tastverhältnis! Klaus.
Klaus2 schrieb: > "Werde dann jetzt wohl mal los düsen müssen und mir ein paar kleinere > Vorwiderstände besorgen." > > Früher (TM) hatten wir für sowas immer nen Raummeter E-schrott unterm > Bett oder im Schrank oder im Keller oder...aber heutzutage geht man > lieber zu Conrad und kauft sich für 1,20€ einen neuen > Widerstand...tststs. > > Klaus. Da lässte dich aber ziemlich über Tisch ziehen wenne für ein Widerstand 1,20 Zahlst. Außerdem ist dat doch meistens so: Man hat haufen weise Widerstände zuhause liegen und genau der den man braucht ist natürlich nicht da.
Benedikt K. schrieb: > Nein, das wird nicht passieren, solange die mittlere Verlustleistung > ausreichend klein ist. Der Strom und somit die Verlustleistung fließt ja > nur sehr kurz. Danke, das hat mir meine frage schon beantwortet. habe nur zu spät gelesen
1,20 waren rein fiktiv, aber für Conrad durchaus denkbar :) zu wenig auswahl kann man durch mehr schrott kompensieren. wobei 8.2 ohm nicht überall zu finden sind, 10 aber auf jeden fall. Klaus.
Nochmal zur Verlustleistung im AVR: Der Innenwiderstand von einem Portpin liegt grob um die 20-40 Ohm, bei Strömen unterhalb von etwa 30mA. Der maximale Kurzschlussstrom liegt irgendwo unterhalb von 100mA. Wenn man jetzt einen gleichgroßen Widerstand außen dazwischenpackt, dann halbiert sich die Verlustleistung, denn diese teilt sich auf AVR und auf den externen Widerstand auf. Ein kleinerer Widerstand macht daher eigentlich kaum Sinn, denn unter die 20-40 Ohm kann man sowieso nie kommen. Ein Gatewiderstand von um die 50-100 Ohm sind daher zwischen Portpin und Mosfet immer zu empfehlen. Mit den 50 Ohm ist man zwar kurzzeitig außerhalb der Specs, aber wenn man das ganze nicht gerade für sicherheitsrelevante Anwendungen verwendet, sollte es ok sein. Außerdem sagt das Datenblatt auch nichts zu kurzzeitigen Überbelastungen. Man sollte dann allerdings darauf achten, dass bei einer "hohen" Schaltfrequenz der Mosfet eine kleine Gateladung hat. Man kann also schon einen Mosfet auch bei mittleren Schaltfrequenzen direkt mit einem AVR ansteuern. Man muss halt nur wissen was man macht. Und die Meinung man müsse immer <100ns Schaltzeiten bei einem Mosfet erreichen ist auch nicht richtig: Es gibt genügend Gründe die dafür sprechen, eher etwas langsamer zu schalten (Überschwinger, EMV usw.). Ob der Mosfet nun 95% oder 93% Wirkungsgrad hat, spielt bei den meisten Schaltungen nämlich eher eine untergeordnete Rolle. Ein Mosfettreiber ist sicherlich die ideale Variante, aber man benötigt halt wieder Platz.
Klaus2 schrieb: > 1,20 waren rein fiktiv, aber für Conrad durchaus denkbar :) > > zu wenig auswahl kann man durch mehr schrott kompensieren. wobei 8.2 ohm > nicht überall zu finden sind, 10 aber auf jeden fall. > > Klaus. Das stimmt. Aber der Schrott muss ja auch irgendwo herkommen. Und meistens kann man ausgelötete Widerstände schlecht verbauen weil die Drähte relativ kurz sind. Conrad ist schon sehr teuer. Das stimmt. Glaube da kostet ein Metallfilmwiderstand 11 Cent oder so.
Benedikt K. schrieb: > Nochmal zur Verlustleistung im AVR: > Der Innenwiderstand von einem Portpin liegt grob um die 20-40 Ohm, bei > Strömen unterhalb von etwa 30mA. Der maximale Kurzschlussstrom liegt > irgendwo unterhalb von 100mA. > Wenn man jetzt einen gleichgroßen Widerstand außen dazwischenpackt, dann > halbiert sich die Verlustleistung, denn diese teilt sich auf AVR und auf > den externen Widerstand auf. Ein kleinerer Widerstand macht daher > eigentlich kaum Sinn, denn unter die 20-40 Ohm kann man sowieso nie > kommen. > Ein Gatewiderstand von um die 50-100 Ohm sind daher zwischen Portpin und > Mosfet immer zu empfehlen. Mit den 50 Ohm ist man zwar kurzzeitig > außerhalb der Specs, aber wenn man das ganze nicht gerade für > sicherheitsrelevante Anwendungen verwendet, sollte es ok sein. Man > sollte dann allerdings darauf achten, dass bei einer "hohen" > Schaltfrequenz der Mosfet eine kleine Gateladung hat. > Man kann also schon einen Mosfet auch bei mittleren Schaltfrequenzen > direkt mit einem AVR ansteuern. Man muss halt nur wissen was man macht. > Und die Meinung man müsse immer <100ns Schaltzeiten bei einem Mosfet > erreichen ist auch nicht richtig: Es gibt genügend Gründe die dafür > sprechen, eher etwas langsamer zu schalten (Überschwinger, EMV usw.). Ob > der Mosfet nun 95% oder 93% Wirkungsgrad hat, spielt bei den meisten > Schaltungen nämlich eher eine untergeordnete Rolle. > > Ein Mosfettreiber ist sicherlich die ideale Variante, aber man benötigt > halt wieder Platz. Die Idee mit dem MOSFET Treiber hatte ich auch nur leider viel zu spät. Wenn ich den jetzt noch da einbauen wollte müsste ich ne menge ändern (wie Layout, Schaltplan, Beschreibung, usw) und das möchte ich mir ehrlich gesagt nicht antun. Eine Sicherheitsrelevante Anwendung ist das bei weiten nicht. Das ist nur ein Projekt für die FH. Das wird höchstens ein paar mal laufen und dann da im Schrank verstauben. Wo hast du das mit dem internen Widerstand des Port Pins her? Wenn ich im DB lese finde ich nur den internen Pull-Up Widerstand von 20-50 k Ohm an den I/O Pins. Wie du schreibst um unter die 20-40 Ohm zu kommen war auch gar nicht ziel des ganzen. Dieser kleine Widerstand hatte nur den Zweck das die Spannung die am MOSFET anliegen soll nicht zu klein ist und den AVR selber zu schützen. Dachte anfangs auch das der höher sein muss, daher auch meine wahl von 270 Ohm, aber offensichtlich war das aufgrund der hitze ein schuß in den offen. Dazu muss ich sagen das ist mein erstes Project mit einem AVR und der Schwerpunkt lag hier auch nicht in der Schaltung sondern in der auf ihm implementierten Regelung.
notfalls kannste den 1k R auch vor den 270Ohm setzen, denn er soll ja nur für Massepotential sorgen, wenn der µC-Ausgang noch nicht als Ausgang initialisiert ist nach dem Start. Und das macht er ja auch vorm 270'er ganz gut (direkt am µC-Ausgang). Damit fällt die Spannungsteilung weg. Bleibt nur noch der RC-Tiefpaß, der mit der Gate-C gebildet wird. Bei Gate-C =2.1nF fängt er vielleicht gerade nach 500ns an zu leiten, undd dann noch ein paar 100ns, bis er einigermaßen 5V sieht (also Pi mal Daumen 1µs) - wenn das kein Problem ist (bei 8kHz ist das noch nicht so extrem viel), kannste den 270'er lassen - bei erwarteten 1A dürfte das kaum Verlustleistung produzieren, zumal die Schaltflanken gerade im Ganzen 1% der Gesamtzeit brauchen, und von der Schaltzeit ist er im ganzen auch nur einen Bruchteil davon im analogen Bereich (er fängt ja erst bei rund 3-4V an zu leiten) - also vielleicht 0.5% der Gesamtzeit im Analogbereich, was wohl hier nicht weiter kritisch sein sollte. Und was die Stromfestigkeit der µC-Ausgänge betrifft - so empfindlich sind die wohl nicht. Im Grunde kannste sogar komplett ohne R arbeiten - der µC hat nur kurze Stoßströme zu verkraften, die er selbst begrenzt - so hoch taktest Du ja nicht. Die scheinen selbst bei glattem Kurzschluß nicht gleich hops zu gehen, auch wenn das schon deutlich über den max. Ratings liegt - zumindest so meine Erfahrungen. Aber ein kleiner R mit ein paar 10Ohm ist vielleicht zur Sicherheit nicht schlecht (auch wegen EMV), um den Ausgang etwas zu entlasten.
Ich würde auf 120 Ohm gehen. Dann fließen bei Kurzschluss immeer noch unter 40mA und die Umladezeit des Gates ist ausreichend kurz. Den 1k Widerstand würde ich auf 47kOhm erhöhen. Dann ist dessen Einfluß auf die Steuerspannung vernachlässigbar und die Funktion beim Ausschalten das Gate zu entladen und entladen zu halten erfüllt er trotzdem.
Head Banger schrieb: > Wo hast du das mit dem internen > Widerstand des Port Pins her? Wenn ich im DB lese finde ich nur den > internen Pull-Up Widerstand von 20-50 k Ohm an den I/O Pins. Entweder messen (Pin auf Low, Ohmmeter zwischen GND und Pin, klingt etwas komisch, funktioniert aber), oder einfach belasten und Spannungsabfall messen. Oder die Specs aus dem Datenblatt für die Ausgangspegel bei einem bestimmten Strom hernehmen und ausrechen.
Es geht sogar noch viel mehr: Ich schalte über einen Atmel Portpin bis zu 4 MOSFets - und das bei Schaltfrequenzen bis zu 500kHz und 3,3V Betriebsspannung. Ich habe allerdings auch eine Woche lang diverse MOSFets durchprobiert bis ich eine passende Schaltung hatte. Die Schaltzeiten liegen sogar deutlich unter 100ns. Es gibt inzwischen einiges an speziellen LogicLevel FETs mit extrem niedrigen Gate Charges. Die max. Ströme sind zwar nicht so extrem aber 1-2A sind schon drin. Gruß, Marcus
Den Widerstand zum Gate entladen kann man sich getrost sparen - der Atmel schaltet schließlich sowohl auf Vcc als auch auf GND. Beim Abschalten ist der Innenwiderstand des Atmel sowieso noch viel kleiner als 1K oder gar 47K. Gruß, Marcus
So, an dieser Stelle nochmal vielen vielen dank für eure Hilfe.Hat mir echt sehr weiter geholfen. Meine Schaltung funktioniert jetzt einwandfrei so wie sie es anfangs auch sollte. Der Thread kann jetzt geschlossen werden.
@Marcus Müller (marcus67) >Den Widerstand zum Gate entladen kann man sich getrost sparen - der Nöö, kann man nicht. Man kann und sollte ihn aber deutlich grösser machen, so 100k etwa. Der hält nämlich den MOSFET sicher gesperrt, wenn der AVR im Reset ist oder programmiert wird. MfG Falk
Benedikt K. schrieb:
> ... die Verlustleistung fließt ja nur sehr kurz.
Soso, tut sie das? ;-)
Lothar Miller schrieb: > Benedikt K. schrieb: >> ... die Verlustleistung fließt ja nur sehr kurz. > Soso, tut sie das? ;-) Ja: Verlustleistung = Wärme. Und Wärme fließt. Ich habe schon darauf gewartet, dass jemanden diesen Satz bemängelt...
Falk Brunner schrieb: > @Marcus Müller (marcus67) > >>Den Widerstand zum Gate entladen kann man sich getrost sparen - der > > Nöö, kann man nicht. Man kann und sollte ihn aber deutlich grösser > machen, so 100k etwa. Der hält nämlich den MOSFET sicher gesperrt, wenn > der AVR im Reset ist oder programmiert wird. > > MfG > Falk Es würden aber wie beim Reset Pull-Up-Widerstand auch 10k reichen.
>Ja: Verlustleistung = Wärme. Und Wärme fließt. > >Ich habe schon darauf gewartet, dass jemanden diesen Satz bemängelt... Vielleicht war das auf das "kurz" bezogen? ;) Aber Verlustleistung fließt nicht nur, die kann auch strahlen...ok, hier wird der dicke Hund das Fließen sein ^^
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