Hallo, im Artikel (http://www.mikrocontroller.net/articles/Snippets) steht, dass man bei langen Zuleitungen zu einer Last Freilaufdioden einsetzen soll. Bei mir besteht die Last aus vielen Dioden (im Bild sind exemplarisch nur 2) Die etwas unschön gezeichneten Bahnen vom FET zur LED und von dieser zum Vorwiderstand sind meine langen Zuleitungen (im Schnitt jeweils um die 40-50cm). Widerstände und FET befinden sich nach beieinander auf einer Platine. Die Diode soll nun ja über der Last, also nah bei ihr sein. Das kann ich bei mir aber nicht wirklich machen, oder? Meine Last besteht ja aus Widerstand und LED, welche aber ebenfalls weit voneinander entfernt sind. Wohin also mit der Diode? Danke!
Überlege dir, was es zu schützen gilt. Wahrscheinlich die LEDs? Gemäß dem Link, schalte also zu jeder LED parallel eine Freilaufdiode, ganz dicht bei ihr. Ich würde vor allem mal Hin- und Rückleiter ganz dicht beieinander verlegen (verdrillen!), sodaß keine großen Stronmschleifen gebildet werden. Das reduziert die Induktivität schon mal enorm. Schreib mal etwas mehr über die Steuerung. Hast du überhaupt PWM? Falls nicht, kannst du vielleicht auf die Dioden verzichten. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Überlege dir, was es zu schützen gilt. Wahrscheinlich die LEDs? Gemäß > dem Link, schalte also zu jeder LED parallel eine Freilaufdiode, ganz > dicht bei ihr. Ich dachte die Dioden sind zum Schützen des FETs? Daher wollte ich auch ihn schützen. > Ich würde vor allem mal Hin- und Rückleiter ganz dicht beieinander > verlegen (verdrillen!), sodaß keine großen Stronmschleifen gebildet > werden. Das reduziert die Induktivität schon mal enorm. Leider ist das nicht möglich, da die LEDs später als, allseits beliebter, LED-Würfel wiederfinden werden. > Schreib mal etwas mehr über die Steuerung. Hast du überhaupt PWM? Falls > nicht, kannst du vielleicht auf die Dioden verzichten. Ja, PWM wird verwendet zum Schalten mit einer Pulsweite von 417µs. Frequenz sind entsprechend 100Hz.
Die Dioden kannst du einspaaren. Du hast keine gigantisch großen Ströme, keine allzugroße Induktivität, die FETs können einiges ab (=> "Avalanche energy" im Datenblatt für Details) und ein Vorwiderstand zum Begrenzen des Stroms ist ja auch noch im Pfad.
>Ich dachte die Dioden sind zum Schützen des FETs? >Daher wollte ich auch ihn schützen. Ich dachte, der ist schon geschützt. Klar, alles was den "induktiven Kick" nicht aushält, gilt es zu schützen. >Leider ist das nicht möglich, da die LEDs später als, allseits >beliebter, LED-Würfel wiederfinden werden. Hhm, das gibt dann aber ganz schöne Störungen, oder? Ich würde versuchen die FETs relativ weich zu schalten. Das verringert den "induktiven Kick" und hält auch die Störungen recht klein. Allerdings müssen die FETs das auch aushalten (SOAR). Kai Klaas
Hilfs-Sysop schrieb: > Die Dioden kannst du einspaaren. > Du hast keine gigantisch großen Ströme, keine allzugroße Induktivität, was heißt gigantisch? an meinem Fet liegen am Ende 15A an. Wie groß meine Induktivität ist, kann ich nicht sagen. Kann man die ohne Physikstudium grob berechnen? > die FETs können einiges ab (=> "Avalanche energy" im Datenblatt für > Details) und ein Vorwiderstand zum Begrenzen des Stroms ist ja auch noch > im Pfad. Leider fehlt mir hierzu auch noch der Bezug, ich kann da ablesen, dass ich bei 75°C und abgeschätzt auf meinen Strom wohl um die 100mJ pro Puls haben kann. Was sagen mir die mJ? ----- Kai Klaas schrieb: > Ich dachte, der ist schon geschützt. Klar, alles was den "induktiven > Kick" nicht aushält, gilt es zu schützen. Nein, leider noch nicht, hierfür dann eine Diode parallel und direkt am FET? > Hhm, das gibt dann aber ganz schöne Störungen, oder? Ich würde versuchen > die FETs relativ weich zu schalten. Das verringert den "induktiven Kick" > und hält auch die Störungen recht klein. Allerdings müssen die FETs das > auch aushalten (SOAR). Ohje, was man nicht alles bedenken muss, kann ich den ganzen Störungen entgegenwirken, wenn ich zuerst alle LEDs abschalte (auf der Lowside wird noch mit constant current LED sink driver geschaltet) und dann den pFET schalte?
Mirko P. schrieb: > was heißt gigantisch? an meinem Fet liegen am Ende 15A an. Ok, das ist dann doch einiges. Spielen Kosten eine große Rolle, wieviele von den FETs verbaust du? Bei den Dioden tuns auch billigere, wichtig ist in der Anwendung die turn-on time, die reverse recovery time macht bei deinen 100Hz noch keinen Unterschied. (Hab meine Datenblatt-Samlung grad nicht zur Hand, vergleich mal z.B. 1N5819, SB360, 1N4001) Mirko P. schrieb: > Leider fehlt mir hierzu auch noch der Bezug, ich kann da ablesen, dass > ich bei 75°C und abgeschätzt auf meinen Strom wohl um die 100mJ pro Puls > haben kann. Was sagen mir die mJ? Mili-Joule sind Milli-Wattsekunden, d.H. der FET würde es z.B. überleben, wenn jeden PWM-Puls für eine ms eine Induktionsspannung von 30V@3.3A entstehen würde, und diese über den Avalanche ("Zener-Dioden") - Effekt der internen Diode abgebaut werden würde. Mirko P. schrieb: > Wie groß meine Induktivität ist, kann ich nicht sagen. > Kann man die ohne Physikstudium grob berechnen? Gibt da sicher eine Faustformel, viel mehr als eine Handvoll nH/m werdens aber nicht werden.
Hilfs-Sysop schrieb: > Ok, das ist dann doch einiges. Spielen Kosten eine große Rolle, wieviele > von den FETs verbaust du? Schon ja, und ich verbaue 96 von den pKanal Fets, wie sie oben zu sehen sind. > Bei den Dioden tuns auch billigere, wichtig > ist in der Anwendung die turn-on time, die reverse recovery time macht > bei deinen 100Hz noch keinen Unterschied. > (Hab meine Datenblatt-Samlung grad nicht zur Hand, vergleich mal z.B. > 1N5819, SB360, 1N4001) Von welchen / wo zu platzierenden Dioden redest du dabei? > Gibt da sicher eine Faustformel, viel mehr als eine Handvoll nH/m > werdens aber nicht werden. Habe mir sagen lassen 10cm Leitung haben 100nH.
>Nein, leider noch nicht, hierfür dann eine Diode parallel und direkt am >FET? So wie im Link. Da die Drain des p-FETs in Gefahr ist und hier eine negative Spannung entstehen kann, muß dort die Kathode einer Schutz-Diode sitzen, die Anode sitzt an GND. >kann ich den ganzen Störungen entgegenwirken, wenn ich zuerst alle LEDs >abschalte (auf der Lowside wird noch mit constant current LED sink >driver geschaltet) und dann den pFET schalte? Ich kenne deine genaue Schaltung leider nicht. >Habe mir sagen lassen 10cm Leitung haben 100nH. Ja, kommt hin, wenn Hin- und Rückleiter nicht nahe bei einander liegen. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > So wie im Link. Da die Drain des p-FETs in Gefahr ist und hier eine > negative Spannung entstehen kann, muß dort die Kathode einer > Schutz-Diode sitzen, die Anode sitzt an GND. Kommt es hierbei aber darauf an ob die Diode nah an der Last liegt? > Ich kenne deine genaue Schaltung leider nicht. Die ist auch leider noch am Entstehen. Aber getrieben werden sollen die LEDs von einem cat4016, welcher der besagte konstantstrom LED Treiber ist. Von diesen werden einige verbaut, und Gruppen von LEDs werden dann auf der positiven Seite zusammengeschlossen und an jeweils einen pFET gehangen (so wie in der ersten Skizze). Kurz gesagt: Skizze von oben, nur sind die LEDs nicht direkt mit GND verbunden, sondern dazwischen kommt noch der CAT4016.
>Kommt es hierbei aber darauf an ob die Diode nah an der Last liegt? Die Erfordernis der Schutz-Diode ensteht ja gerade, weil die Last weit weg ist und daher eine nicht zu unterschätzzende Leitungsinduktivität ins Spiel kommt. Du willst den FET ja gerade vor der Auswirkung der langen Leitung schützen, und deswegen ordnest du die Schutzdiode direkt beim FET an. Erinnere dich daran, wie der induktive Kick entsteht: Es fließt Strom, der unterbrochen werden soll. Die Induktivität will den Strom jetzt also weiterfließen lassen und erzeugt eine Spannung, die sie aus ihrem eigenen Magnetfeld speist. Den LEDs droht keine Gefahr, weil der Strom durch sie ja weiter fließt. Sie sind es ja nicht, die den Strom unterbrechen wollen. Aber an der Drain des p-FETs droht Gefahr, weil der FET den Stromfluß unterbrechen will und hier der induktive Kick entsteht. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Die Erfordernis der Schutz-Diode ensteht ja gerade, weil die Last weit > weg ist und daher eine nicht zu unterschätzzende Leitungsinduktivität > ins Spiel kommt. Stimmt, danke, ergibt Sinn. Aber diese Diode muss dann ja auch 15A aushalten können? Wenn ich mich jetzt nicht verguckt habe, gibt es solche großen Dioden nur in TO220 Bauform und in teuer. Wenn ich wie nun aber alle LEDs vor dem schalten ausmache (sprich im CAT4016 alle deaktiviere) fließt ja eigentlich kein Strom mehr und somit sollte der pFET auch gefahrlos ohne Schutzdiode schalten können, richtig?
>Wenn ich wie nun aber alle LEDs vor dem schalten ausmache (sprich im >CAT4016 alle deaktiviere) fließt ja eigentlich kein Strom mehr und somit >sollte der pFET auch gefahrlos ohne Schutzdiode schalten können, >richtig? Der Teufel ist ein Eichhörnchen... Mach auf jeden Fall eine hin. Denk nur an Stromausfall und ähnliches. Manchmal tuts auch eine Parallelschaltung von zwei kleineren Dioden. Kai Klaas
Viele der neueren MOSFETs sind Avanache fest können also einen nicht zu großen Puls mit Überspannung/Strom vertragen. So groß wir die Gespeicherte Energie ja auch nicht sein. Entpsrechend wird auch die Freilaufdiode den Strom nicht lang Leiten müssen, sondern nur ein paar µs oder weniger. Selbst eine 1N4001 sollte genu Peak Strom vertragen, und schnell muß die Diode auch nicht sein.
Ulrich schrieb: > Selbst eine 1N4001 sollte... Einfach mal simulieren/ausprobieren. Ich verwette eine Tüte 1N4148 dass ebendiese auch ausreicht, sogar bei mehreren Metern Kabel.
Kai Klaas schrieb: > Der Teufel ist ein Eichhörnchen... Mach auf jeden Fall eine hin. Denk > nur an Stromausfall und ähnliches. Manchmal tuts auch eine > Parallelschaltung von zwei kleineren Dioden. Stromausfall, stimmt, hab ich noch gar nicht dran gedacht Εrnst B✶ schrieb: > Einfach mal simulieren/ausprobieren. > Ich verwette eine Tüte 1N4148 dass ebendiese auch ausreicht, sogar bei > mehreren Metern Kabel. Die Wette nehme ich an, nur für alle Fälle ;) Alles klar, bin nun wieder ein bisschen schlauer, vielen dank allen Helfern!
Manchmal sind auch 2 Säcke Dioden noch billiger, als einen Servicetechniker später die Schaltung beim weit entfernten Kunden reparieren zu lassen? Auf die in MOSFETS integrierten Schutzdioden würde ich mich NICHT verlassen, da bei der ganzen Aktion auch zusätzliche Wärme im MOSFET entsteht, die auch noch betrachtet werden sollte.
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