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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik BUZ11 Freilaufdiode nicht nötig !


Autor: Daniel R. (zerrome)
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BUZ11 Freilaufdiode nicht nötig !

Gewagte These...

Laut meinem Datenblatt meines BUZ11 von Fairchild :

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/9514...

Auf Seite 2 ziemlich weit unten steht die Source zu Drain Dioden 
Spezifikation, aus der ich nicht ganz schlau werde...

1. Wichtig ist doch dabei die Geschwindigkeit und die größe des Stroms 
oder?!?

2. Vieleicht noch die Spannung die abfällt wegen der Leistung die dann 
da umgesetzt wird wenn da Strom fließt?!?

3. Da steht 200ns Reverse Recovery Time, was wenn richtig liege 5MHZ 
ausmacht und damit bei einer PWM von so 10-20 Khz durchaus reichen 
sollte?!?

Wenn ich dann eine Freilauf Diode verwenden sollte, welche Daten hätte 
diese?!?

Wäre nett wenn da jemand was aufklären könnte...


Grüße Daniel

Autor: Gast (Gast)
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Ich habe ein paar BUZ11 vor mir liegen. Wenn ich sie mir so ansehe, 
brauchen sie tatsächlich keine Freilaufdiode, solange ich sie so liegen 
lasse.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Also, mit einem optocoupler Schalte ich das Gate des Buz auf die 12V 
(3,3 Kohm wegen dem opto). Der Motor Sitzt zwischen + und Drain. Source 
liegt an -. Noch ohne PWM, aber der optocoupler ist da um die 
Stromkreise zu Trennen, damit ich mir keine Gedanken um Störungen durch 
den Motor, für den Rest machen muss...

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Du musst schon erzählen, in welcher Konfiguration Du den ganzen Mist 
betreibst. Wenn Du den Motor mit einem einzelnen Transistor Low-Side 
betreibst, dann brauchst Du definitiv eine Freilaufdiode, bei einer 
H-Brücke u.U. nicht...

Autor: avion23 (Gast)
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Wenn ich es richtig verstanden habe, dann leitet die diode noch eine 
Zeitlang weiter, nachdem sie eigentlich sperren sollte. Das sind bei dir 
200ns.
Wenn die leitet, obwohl sie sperren soll, dann kann das je nach 
Schaltung zu einem Kurzschluss führen. Es führt auf jeden Fall zu 
höherer Verlustleistung. Wäre nett, wenn das jemand 
bestätigen/widerlegen könnte.

In deiner beschriebenen Schaltung ist die diode des mosfets nie in 
Betrieb. Die Induktionsspannung des Motors wird nie abgebaut und 
zerstört irgendwann die Schaltung. Du brauchst noch eine Diode von Drain 
nach +12V.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Die Schaltung besteht an der Leistungs Seite nur aus dem schaltenden 
teil des Opto und dem Buz11 bei dem, damit er auch aus geht, noch ein 
Pulldown Widerstand von Gate gegen Masse geschaltet ist.
Ich dachte mir, dass der Buz11 sich selber durch die eingebaute Diode 
vor der gegenläufigen Induktion schützt...

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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Daniel Platte wrote:
> Ich dachte mir, dass der Buz11 sich selber durch die eingebaute Diode
> vor der gegenläufigen Induktion schützt...

Nein, denn die Spannung an Drain steigt beim Abschalten wegen der 
Induktion. Die Diode ist also immer in Sperrrichtung.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Mann, lass doch mal endlich die konkrete Schaltung rüberwachsen! Aus dem 
Geschreibsel wird doch kein Mensch schlau. Und nochmal: wenn Du nur mit 
einem Transistor schalten willst, dann brauchst Du eine zusätzliche 
Freilaufdiode. Die muss schließlich parallel (mit Kathode an der 
positiven Versorgungsspannung) zur Last eingebaut werden. Die 
Inversdiode im MOSFET nützt Dir in dem Fall überhaupt nichts, weil die 
dann in Reihe zur Last liegt!

Autor: Gast (Gast)
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--------
Die Schaltung besteht an der Leistungs Seite nur aus dem schaltenden
teil des Opto und dem Buz11 bei dem, damit er auch aus geht, noch ein
Pulldown Widerstand von Gate gegen Masse geschaltet ist.
Ich dachte mir, dass der Buz11 sich selber durch die eingebaute Diode
vor der gegenläufigen Induktion schützt...

Diese Schaltung würde ich mir patentieren lassen - ich verstehe sie 
nicht.

Autor: Winfried (Gast)
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Also als Beispiel: Wenn am Drain eine Relaisspule gegen Plus hängt, dann 
wird beim Ausschalten eine Spannung induziert, die zur zuvor angelegten 
entgegengesetzt gepolt ist. Dann wird das Drain weit positiv hochgezogen 
und da nützt dir die Freilaufdiode im BUZ11 gar nichts. Da bräuchte es 
eine Freilaufdiode parallel zur Relaisspule.

Ganz unabhängig davon: Die Freilaufdioden in Mosfets haben so schlechte 
Eigenschaften, dass sie in vielen Fällen nicht ausreichen.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Da der Plan...

Da wo der Schalter ist soll die PWM hin...

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Wie die anderen schon sagten: Antiparallel zum Motor MUSS eine 
Freilaufdiode, sonst geht der BUZ11 beim ersten ABschalten in die ewigen 
Chipgründe über...

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Hab ihn jetzt schon mehrmals aus und an gemacht, sogar ziemlich oft 
schon, bis jetzt geht er immer noch. Wird auch nicht besonders warm...

Die Diode die in einem Fet eingebaut ist wofür ist die bitteschön?!?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Daniel Platte wrote:

> Die Diode die in einem Fet eingebaut ist wofür ist die bitteschön?!?

Für nix ! Die entsteht automatisch !!!

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>die in einem Fet eingebaut ist wofü
Die ist nicht (extra) eingebaut! Die ist fertigungsbedingt enstanden!
Gucke dir mal den Aufbau eines Mosfets an, dann leuchtet dir das ein

>sogar ziemlich oft
Mit MOtor als Last?? Dann nimm mal ein Oszi und gucke dir die 
Drainspannung (besonders beim Abschalten der PWM) mal genau an.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Ich steh grad irgendwie auf dem Schlauch...
Dioden Stromrichtung ist die Technische, was mir dann sagt, dass 
Technisch von der Source zum Drain Strom fließen kann. Also die Richtung 
die ich für den Induktionsstrom bräuchte, richtig?!?

Und ja, mit 7,5A läuft da ein Motor dran (mit an und aus !).

Hab eben mal mit meinem Oszi die Versorgungspannung angeschaut, sieht 
zackig aus aber nicht so schlimm...

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>ackig aus aber nicht so schlimm...

BITTE??? Eine Versorgungsspannung SOLLTE, besser MUSS KONSTANT Sein.

Hast du wenigstens, aus EMV Gründen, einen ordentlivchen ELKO als 
Zwischenkreis drin???

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Kein ELKO, aber ein 100nf am Motor.

Versorgungspannung war etwas blöd ausgedrückt... is ja nur die 
Stromversorgung für den Fet, den Motor und den schaltenden Teil des Opto 
(siehe Plan, rechte Seite). Da is doch bischen Ripple nicht schlimm 
eigentlich :)

Das Zackige ist wohl vom Motor, ist ja ein Bürsten Motor, da wird der 
ordentlich an der Stromquelle ziehen wenn die Bürsten weiterdrehen

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Daniel Platte wrote:
> Kein ELKO, aber ein 100nf am Motor.

100nF am Motor und dann PWM drauf ? Na dann viel Spaß wenns Rauch.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Na ja die 100nf am Motor war geraten,
da ist halt ein Keramikkondensator schon dran gewesen wo 104 drauf 
steht...

Aus EMV Gründen könnte ich mich sogar noch zu einem ELKO überreden 
lassen, aber mit der Freilaufdiode stimme ich immer noch nicht überein !

Und wieso sollte es ein Problem mit PWM und dem Kerko geben?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Und wieso sollte es ein Problem mit PWM und dem Kerko geben?
Weil der die PWM kaputt macht.

Zum Elko überreden?
Lass ihn weg, du wirst viel Spass mit der EMV haben!

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Wenn durch eine induktive Last ein Strom fließt und der Stromkreis 
unterbrochen wird, dann will der Strom weiterfließen, weil noch Energie 
im Magnetfeld gespeichert ist, die wieder raus muss. Der Strom fließt 
dabei in der selben Richtung weiter wie vor dem "Abschalten". Eine Diode 
in Sperrichtung in Reihe zur Last kann deshalb den Strom nicht 
übernehmen. Es muss über eine Diode parallel zur Last die Möglichkeit 
geschaffen werden, dass der Strom im Kreis durch Last und Diode fließt 
und sich dabei abbauen kann. Die Diode muss dabei so eingebaut werden, 
dass sie im Normalbetrieb in Sperrichtung liegt. Wenn der Transistor 
öffnet, dann kann der Strom auf die Diode kommutieren und so die im Feld 
gespeicherte Energie mehr oder weniger sanft abbauen. Deshalb muss die 
Freilaufdiode parallel zur Last liegen.

Die Inversdiode im Vertikal-MOSFET ist prinzipbedingt vorhanden und 
nicht vermeidbar. Da sie eben nicht vermeidbar ist, wird sie oft soweit 
hochgezüchtet, dass sie auch direkt als Freilaufdiode in 
Brückenschaltungen verwendet werden kann. Oft wird allerdings auch im 
Transistorgehäuse eine zusätzliche schnelle Schaltdiode eingebaut, damit 
man in solchen Anwendungen keine zusätzlichen Komponenten benötigt.

Du hast aber keine Brückenschaltung, und kannst dementsprechend diese 
Diode nicht als Freilaufdiode verwenden, weil sie nicht im 
entsprechenden Strompfad liegt!

Autor: Daniel R. (zerrome)
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So wie ich das verstehe, speichert ein Kondensator Ladungen, wenn nun 
der 100nf geladen ist (was ja auch schnell geht bei 100nf und ner 
ordentlichen Quelle), PWM an und die PWM aus geht, gibt der Kerko seine 
Ladung ab, da der Motor 7,5A zieht, sollte der doch recht schnell leer 
sein ?!? Habs noch nicht nachgerechnet aber gefühlsmäßig würde ich sagen 
geht so 10khz PWM schon noch, oder?

Autor: Daniel R. (zerrome)
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@  Johannes M.

Gut, dass versteh ich glaub ich, weil der Motor ungünstig zwischen + und 
Drain liegt kann ich die Diode im Buz11 nicht nutzen.
Wenn der Motor anders liegt geht das aber oder?

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Daniel Platte wrote:
> @  Johannes M.
>
> Gut, dass versteh ich glaub ich, weil der Motor ungünstig zwischen + und
> Drain liegt kann ich die Diode im Buz11 nicht nutzen.
> Wenn der Motor anders liegt geht das aber oder?
Wie willst Du den Motor denn sonst legen? Nochmal: Bei einer Ansteuerung 
mit nur einem Transistor liegt die Inversdiode des MOSFET immer in 
Sperrichtung für den Strom.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Schonmal daran gedacht, dass:
- besagter C und das L des Motors einen Schwingkreis bilden,
  den du mit der PWM dauernd anregst??
- besagter Elko dir den Ind.Strom abfängt, und somit die SPitzen kappt,
  aber: Schwingkreis. Die PWM ist damit kaputt.
- wie jonny sagte, der Strom wohin MUSS? kein ZwischenkreisElko,
  dann irgendwohin.
   => schlechte Betriebsspannung,
   => schlechte EMV,
   => somit Fehleranfällig.


=> Beschäftige dich mal ordentlich und KOMPLETT mit der Theorie einer 
PWM an einer induktiven Last. Dann wirst du deine Fehler verstehen!

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Wenn ich Drain vom Fet an + mache und den Motor zwischen Source und - 
dann liegt doch die Inversdiode im Strompfad der Induktion des Motors.
Also in dem Zustand das der Fet abgeschaltet ist und Der Motor aber 
immer noch dreht.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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So wie im Anhang muss das aussehen. D1 ist die Freilaufdiode, D2 die 
Inversdiode des MOSFET...

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Inversdiode im Strompfad der Induktion des Motors.

Mach mal Theorie.

Ich gebs auf. SInnlos.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Ja wenn der Motor jetzt anders liegt, also zwischen Source und - dann 
kann ich doch die D1 sparen.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Daniel Platte wrote:
> Wenn ich Drain vom Fet an + mache und den Motor zwischen Source und -
> dann liegt doch die Diode im Strompfad der Induktion des Motors.
> Also in dem Zustand das der Fet abgeschaltet ist und Der Motor aber
> immer noch dreht.
Mal Dir das mal in Ruhe auf und überleg noch mal, was Du da geschrieben 
hast... Abgesehen davon wirst Du in der Konfiguration den FET nicht mehr 
richtig aufgesteuert bekommen, wenn Du ihm nicht eine separate, nicht 
auf Masse bezogene Versorgungsspannung spendierst!

Ein letztes Mal: Die Freilaufdiode muss PARALLEL zur Last liegen!

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Daniel Platte wrote:
> Ja wenn der Motor jetzt anders liegt, also zwischen Source und - dann
> kann ich doch die D1 sparen.
NEIN!!! Siehe oben...

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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@ Johannes M. (johnny-m):

Lass es einfach. Es bringt nichts. Irgendwann ist der Fet kaputt. Und 
dann wird er es verstehe.. nein, kapieren, dass doch was nicht korrekt 
war.

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Hm ok, is nicht parallel wenn ich den Motor anders lege...

Autor: Oszi40 (Gast)
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1.Eine Spule ohne Freilaufdiode ist früher oder später die Ursache für 
den sicheren Transistortod.

Betrachte Deinen Fall eher als Glücksfall (dank des 100 nF, der versucht 
einen Schwingkreis zu bilden). Aus der Vergangenheit kenne ich Fälle, 
die sogar ein paar Monate funktioniert haben. Laut der Lenzschen Regel 
entsteht beim Abschalten eine Spannung, die der Ursache entgegen wirkt 
und genau diese wird bei Gelegnheit größer sein, als Dein BUZ verträgt. 
Ob man diese Spitze in voller Schönheit mit jedem Oszi sieht, habe ich 
größere Zweifel.

2.Auch eine Spule mit schneller Freilaufdiode speichert natürlich 
Energie, was zu einer gewissen Trägheit führen kann, die man jedoch z.B. 
mit einem kleinen Widerstand überlisten kann.

Gruß Lutz

Autor: Daniel R. (zerrome)
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Ja danke auf jeden Fall mal für die Mühen.
Mein Problem war, dass ich mir nicht klar war wohin ich den 
Induktionssrom ableiten soll...

MFG Daniel

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