Hallo!
Ich habe ein kleines Projekt am laufen, wo ich mehrere 12V Halogenlampen
per PWM dimme. Dafür steuere ich mit einem ATmega8 mehrere TC4424 MosFET
Treiber an, an denen BUZ11 MosFET Transistoren hängen. Die Transistoren
schalten die LowSide der Lampenspannung.
Grundsätzlich funktioniert das auch alles sehr gut. Nur mein Problem
ist, dass ab und zu der MosFET Treiber kaputt geht - die Ausgänge
"hängen fest".
Versorgt wird das ganze mit einem 12V Trafo, Brückengleichrichter und
einem 7805er für die Versorgung der Logik.
Im Anhang befindet sich der Leistungsteil der Schaltung (OUT-Signale
kommen direkt vom Mikrocontroller).
Kann mir bitte wer einen Tip geben, warum meine MosFET Treiber kaputt
gehen, und wie ich das Verhindern kann?
Danke, mfg
Ich habe schon mehrfach gelesen, dass der BUZ11 veraltet und keine gute
Wahl ist, u.a. weil er viel Vgs benötigt.
U.a. empfiehlt es sich bei Betrieb an uCs lieber Logic Level MOSFETs zu
verwenden, dann kannst Dir auch den MOSFET-Treiber sparen - je nach
Anwendung, bei den meisten kann er aber wohl entfallen.
Eine Glühbirne ist eine induktive Last (Glühwendel) und erzeugt beim
Abschalten einen Spannungs-/Stromstoss.
Dafür setzt man normalerweise eine Freilaufdiode direkt antiparallel zur
Last ein, die diesen Ausschaltstrom aufnimmt und verhindert, dass der
Rest der Schaltung und der MOSFET davon behelligt werden.
Warum der Treiber bei Dir kaputt geht ist mir unklar.
Könnte höchstens spekulieren, dass es an der fehlenden Freilaufdiode
liegt, u.u. zerstört dieser Stromstoss den MOSFET-Treiber?
Conny G. schrieb:> Eine Glühbirne ist eine induktive Last (Glühwendel) und erzeugt beim> Abschalten einen Spannungs-/Stromstoss.
Ich glaube die Induktivität einer Glühbirne ist hier vernachlässigbar
;-)
Ich versteh das nicht... warum nimmt man bitte einen Sch**-teuren
superschnellen Mosfet-Treiber, um alle Geschwindigkeit, die der bieten
könnte, durch die Kombination von einem Riesen-Vorwiderstand (22 Ohm!)
mit der gigantischen Gate-Kapazität eines Steinzeit-Mosfets wieder
loszuwerden.
Also, wie schon geschrieben: Warum der Treiber kaputt geht: Schlechtes
Platinenlayout. Fehlende Freilaufdiode, Fehlende Bypass-Kondensatoren.
Lösung: PWM langsamer machen, Treiber Weglassen, Logic-Level-FET
verwenden. Freilaufdiode anbringen.
Und nein, die langsamere PWM schadet nicht. Niedervolt-Halogenlampen
haben sehr dicke Glühwendeln, die sehr lange Nachleuchten.
Bei der Mosfet-Wahl den niedrigen Kalt-Widerstand der Halogen-Lampen
berücksichtigen.
Hallo!
Danke für eure schnellen Antworten!
Schlechte Begründung dafür warum die Bauteilauswahl genau so getroffen
wurde: Weil ich die Teile gerade zur Hand hatte und nicht extra was
bestellen wollte.
Die 22Ohm hatte ich erst nach den ersten paar kaputten Treibern
eingebaut.
Wegen der Freilaufdiode: ich dachte, dass die Source-Drain Diode im
BUZ11 ausreicht - was anscheinend nicht so ist.
Zum schlechten Platinen-Layout: Ist auf Lochrasterplatine
zusammengelötet, also wirklich alles andere als optimal...
Zur PWM Geschwindigkeit: Die liegt bei ca 250Hz (16MHz/256/256). Das PWM
ist software-generiert. Wenn ich den Prescaler auf 8 stelle, dann kommt
es zu flackern (weil auf 2 "Ebenen" gedimmt wird: einmal um ein
Lichtprogramm mit 8 bit abzuhandeln, und dieses dann noch zu dimmen
durch Verlängerung der OFF-Zeiten)
Ich werde die Platine jetzt umbauen wie von HUBble vorgeschlagen:
Logic-Level MosFET ohne Treiber aber mit Freilaufdiode.
Nur leider bin ich mir bei der Auswahl der Transistoren nicht ganz
sicher - "Leistungselektronik" war noch nie meine Stärke...
Jetzt bin ich mir nicht ganz sicher, wie ich den Hinweis "Bei der
Mosfet-Wahl den niedrigen Kalt-Widerstand der Halogen-Lampen
berücksichtigen" richtig verwerte:
Als Kalt-Widerstand habe ich ~ 0.7Ohm gemessen - also brauche ich
MosFETS die mind. 12V/0.7Ohm = 17A aushalten? Stimmt diese Überlegung?
Und wäre somit ein IRLZ34N angemessen?
Danke nochmals!
lg
Nobby Nic schrieb:> Wozu in Dreiteufelsnamen benötigt man für eine Halogenlampe eine> Freilaufdiode?
Weil die typischerweise über lange Kabel angeschlossen werden, damit sie
irgendwo unter der Decke hängen können...
---
Basterl143 schrieb:> Und wäre somit ein IRLZ34N angemessen?
Schaut gut aus. 250Hz passt auch.
Evtl eine Möglichtkeit deine jetzige Platine zu retten: Die +12V für LED
und die +12V für den Treiber getrennt führen, erst beim Netzteil (oder
sogar erst beim Trafo: Getrennte Gleichrichter, Sieb-Elkos usw.)
zusammenführen.
Netter Nebeneffekt: du brauchst für die "Leistungs"-12V keine dicken
Siebelkos mehr, deine PWM wir dann einfach der Netzschwinung
überlagert... gibt einen etwas besseren Wirkungsgrad.
Basterl143 schrieb:> Als Kalt-Widerstand habe ich ~ 0.7Ohm gemessen - also brauche ich> MosFETS die mind. 12V/0.7Ohm = 17A aushalten?
Das hält auch ein BUZ11 aus, zu musst also nichts umbauen oder neu
kaufen.
Deine Schaltung ist im Prinzip richtig, und ein MOSFET an einem
MOSFET-Treiber ist besser als ein LogicLevel MOSFET an einem PortPin,
nur aufwändiger.
Ich vermisse einen Stützkondensator am TC4425, hoffentlich ist so was
bei dir selbstverständlich.
Die Induktivität einer Halogenlampe ist so gering auch an 1 meter langer
Zuleitung dass man keine Freilaufdiode braucht.
Letztlich gibt es also wohl keinen Grund warum der Transistor kaputt
geht.
Mach mal ein Bild vom Aufbau und prüfe wie heiss der MOSFET wird.
Es fehlt eine Diode zur 12V des Treibers incl. eines Glättungs-Elkos von
-über den Daumen gepeilt- 100µF. Sonst bekommt der Treiber 100Hz
pulsierende Gleichspannung, was wohl eher ungünstig ist.
Allerdings musst du noch prüfen ob der Treiber und der Mosfet die dann
ca. 16V geglättete Spannung aushalten, oder ob du noch einen 12V
Spannungsregler brauchst.
Udo Schmitt schrieb:> Es fehlt eine Diode zur 12V des Treibers incl. eines Glättungs-Elkos von> -über den Daumen gepeilt- 100µF. Sonst bekommt der Treiber 100Hz> pulsierende Gleichspannung, was wohl eher ungünstig ist
Ja, das könnte man aus
Basterl143 schrieb:> Versorgt wird das ganze mit einem 12V Trafo, Brückengleichrichter und> einem 7805er für die Versorgung der Logik.
entnehmen und der wie üblich aus Faulheit unvollständig geposteten
Schaltplan kann die Annahme nicht widerlegen, aber es kann doch nicht
wirklich jemand so blöd sein...
Conny G. schrieb:> Udo Schmitt schrieb:>> Es fehlt eine Diode zur 12V des Treibers>> Wofür diese Diode?
Selbe Idee wie hier:
HUBble schrieb:> Die +12V für LED> und die +12V für den Treiber getrennt führen, erst beim Netzteil (oder> sogar erst beim Trafo: Getrennte Gleichrichter, Sieb-Elkos usw.)> zusammenführen.
Die Versorgungsspannung vom empfindlichen Mosfet-Treiber ist nicht
direkt mit dem PWM- und Spike-Verseuchten Leistungsteil gekoppelt.
(Mit "LED" war wohl "Halogenlampe" oder "LEistungs-Deil" gemeint)
Und die Freilaufdiode: Egal ob nötig oder nicht: So eine Diode kostet
doch weniger als einen Cent. Da braucht man bei Basteleien für den
Hausbedarf nicht an der falschen Stelle sparen.
Conny G. schrieb:> Wofür diese Diode?
Sonst zuckelt dir deine HalogenLampe den Glättungkondensator "rückwärts"
in den Spannungstälern sofort wieder leer.
Es soll ja nur die Treiberversorgung geglättet werden.
Εrnst B✶ schrieb:> Getrennte Gleichrichter
Was Unsinnig ist, da die Massen wieder verbunden werden. Es reicht eine
Diode zur Steuerung, damit der Laststromkeis den Strom nicht "rückwärts"
aus dem Glättungskondensator des Steuerstromkreises ziehen kann.
MaWin schrieb:> aber es kann doch nicht> wirklich jemand so blöd sein...
Wieviele Threads "Man kann Leds auch mit Spannungsquellen ohne
Vorwiderstand versorgen" gibt es hier?
Es gibt halt auch Anfänger...
Εrnst B✶ schrieb:> Falsch zitiert, das war nicht von mir.
Richtig, du hast es aber als das Gleiche propagiert was ebensowenig
stimmt.
2 Gleichrichter bei denen dann die Masse wieder zusammengeschaltet ist
kann dann problematisch sein, wenn der für die Regelung kleiner
ausgelegt ist und dann aber die Dioden des kleineren (Zur gemeinsamer
Masse hin) einen Teil des Laststroms mit übernehmen, wodurch die kleinen
Dioden ggf. überlastet werden und durchlegieren.
Ist also nicht empfehlenswert.
Hallo!
Ich habe wohl den Fehler gemacht, den Udo Schmitt genannt hat: Ich habe
zwar einen Glättungskondensator (100µF), aber keine Diode in der
Spannungsversorgung vom Treiber um den Glättungskondensator vor
Entleerung durch die Last zu schützen.
Somit hat der Treiber vermutlich wirklich 100Hz Halbwellen an der
Versorgung abbekommen. Kann das den Treiber auf Dauer wirklich kaputt
machen?
Laut Datenblatt ist der TC4424 Treiber für bis zu 18V
Spannungsversorgung geeignet. Eine Messung mit Multimeter nach dem
Gleichrichter+Kondensator hat ~15,5V ergeben. Sollte also passen - oder?
Das heisst jetzt, ich werde die Platine doch noch nicht umbauen, sondern
meine letzten beiden Treiber für einen weiteren Versuch opfern. Dabei
werde ich in die Spannungsversorgung von den Treibern vor einem
Glättungskondensator eine Diode einbauen.
Wenn ich schon dabei bin, werde ich auch gleich zu den MosFETs eine
Freilaufdiode dazubauen.
Im Anhang seht ihr die gesamte Schaltung vor und nach der Änderung
(Gleichrichter ist auf eigener Platine).
Sollte das nun so passen ohne Gefahr, dass die Treiber wieder kaputt
gehen?
Danke für all eure Hinweise und die Diskussion dazu.
KORREKTUR:
schematic_neu.png aus meinem letzten Post ist natürlich auch wieder
falsch.
Ich habe vergessen die Versorgungsleitungen der Treiber nach der Diode
anzuschließen. Im Anhang nun die korrigierte Version.
gut n8!
Hallo!
Dürfte ich ganz kurz um eine Bestätigung bitten, dass ich den Vorschlag
im Schematic richtig umgesetzt habe - und es so (theoretisch) nichtmehr
zu Ausfällen der Treiber kommen sollte!?
DANKE!
@ Bastler143 (Gast)
>Dürfte ich ganz kurz um eine Bestätigung bitten, dass ich den Vorschlag
C4/C8 sind falsch, das müssen 22pF (PICOfarad) sein.
Für Out1-4 braucht man externen Pull-UpWiderstände, so 10-100k, damit
die deaktiviert werden, wenn der Prozessor im Reset ist oder
programmiert wird.
Es fehlen immer nocht 100nF NAH an jedem Treiber, ebenso am AVR.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator
Ach ja, man muss es nicht übertreiben mit der BildKLEINE, deinen
Schaltplan ann man nicht gut lesen, siehe Bildformate. 150dpi sind
schon OK, ETWAS mehr schadet nicht.
asdf schrieb:> zwischen VCC und AVCC gehoert normalerweise noch eine Spule von 10uH
Die ist optional, wenn man keinen super-genauen ADC braucht, gehts sehr
gut ohne.
Wenn man die einbaut, sollte man auch darauf achten, dass die drei Potis
im Schaltplan gegen AVCC geschaltet werden, und nicht gegen das
potentiell störverseuchte VCC, sonst war die Übung sowieso sinnfrei.
>Die ist optional, wenn man keinen super-genauen ADC braucht, gehts sehr
gut ohne.
Stimmt, aber dann muss man das in der Software auch beruecksichtigen.
> Wenn man die einbaut, sollte man auch darauf achten, dass die drei Potis
im Schaltplan gegen AVCC geschaltet werden, und nicht gegen das
potentiell störverseuchte VCC, sonst war die Übung sowieso sinnfrei.
Ja, in der Tat.
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