Hallo zusammen!
Habe jetzt schon das zweite Power-Mosfet gekillt... Ich frage mich was
ich genau falsch mache. Über PWM soll ein ATmega328 einen DC-Motor
(300W) steuern. Schaltplan ist angehängt.
Zum Testen habe ich die zwei Steuer-Pins (Gate und Pluspol) per Taster
miteinander verbunden.
Nach ein paar an- und abschalt-Vorgängen war der FET sehr heiß und der
Motor drehte plötzlich dauerhaft auf voller Leistung.
Warum war schnell klar, der Widerstand zwischen Drain und Source betrug
exakt 0 Ohm. Habe dann erstmal ein neues Mosfet (IRF B3077PBF, I-f ist
210A) eingelötet, nach 2 mal an- und ausschalten gleiches Phänomen,
wieder 0 Ohm auf der D-S Strecke...
Habt ihr ne Idee woran das liegt?
Habe als Freilaufdiode erstmal eine einfache 1N4004 genommen, die
funktionierte hinterher aber noch, könnte es vielleicht daran liegen?
Freddy K schrieb:> Über PWM soll ein ATmega328 einen DC-Motor> (300W) steuern.
Das geht aber nur mit Gate-Treiber weil der FET kein LogL Typ ist.
> Zum Testen habe ich die zwei Steuer-Pins (Gate und Pluspol) per Taster> miteinander verbunden.
Mit welcher Betreibspannung? Das Gate wird nämlich bei schon ±20V
kaputt.
> Habe als Freilaufdiode erstmal eine einfache 1N4004 genommen
Die ist ein bisschen langsam.
Da das offensichtlich kein Logic Level-MOSFET ist, reichen die 5V des
Atmega nicht aus, den MOSFET voll auszusteuern. Das und der nicht
vorhandene Kühlkörper führen zur Überhitzung des MOSFET.
welcher Typ MOSFET genau?
hast Du einen Kühlkörper verbaut?
Du solltest zum Testen erstmal eine kleine Lampe an mehr oder weniger
unklaren Schaltungen testen. Dann knallt Dir das auch nicht gleich
durch, wenn vielleicht etwas angeschlossenes zu viel Strom für den
Transistor zieht
Isses denn wirklich so schwer...
WELCHE Betriebsspannung hat denn der Motor bzw. die ominöse gezeichnete
Batterie ?
BISHER hast du mit einem Taster an eben diese Batteriespannung
gearbeiett, das ist sicher langsam genug und vermutlich auch hoch genug,
ABER
wenn dein ATmega328 dran kommt, wie will der denn die nötigen 10V UGS
für deinen dicksten der MOSFETs den du kriegen konntest erzeugen ?
Und wie schnell will der den steuern, womöglich mit PWM ? Dann ist ein
1N4004 50Hz Diode sicher VIEL zu langsam, und hält sicher auch keine
wievielauchimmer Ampere aus.
Wenn wir mal annehmen, daß deine Motorspannung bei ca. 12V lag, wegen
der 300W, und dein Taster nicht übermässig prellt, dann könnte der
MOSFET das Einschalten überlebt haben, aber entweder ist das ausschalten
durch den 56k zu langsam erfolgt, oder die 1N4004 ist wegen deutlich
mehr als 1A durchgebrannt und hat dann beim nächsten Einschalten den
MOSFEET gleich mitgenommen, der übrigens mitnichten 210A aushält,
sondern mit Glück 120A, du bist auf Datenblattlügewerbeversprechen
reingefallen und hast das Kleingedruckte NATÜRLICH nicht gelesen.
@Freddy K (Gast)
>Habe jetzt schon das zweite Power-Mosfet gekillt... Ich frage mich was>ich genau falsch mache. Über PWM soll ein ATmega328 einen DC-Motor>(300W) steuern. Schaltplan ist angehängt.
Der ist unvollständig. Wie hoch ist die Versorgungsspannung? Welcher
MOSFET-Typ?
>exakt 0 Ohm. Habe dann erstmal ein neues Mosfet (IRF B3077PBF, I-f ist>210A)
Jaja, immer schön einen auf dicke Hose machen ;-)
> eingelötet, nach 2 mal an- und ausschalten gleiches Phänomen,>wieder 0 Ohm auf der D-S Strecke...
Immerhin reproduzierbar ;-)
>Habe als Freilaufdiode erstmal eine einfache 1N4004 genommen, die>funktionierte hinterher aber noch, könnte es vielleicht daran liegen?
Zum Schalten reicht das GERADE so! Ein 300W Motor zieht bei (12?) V
satte 25A! Für eine PWM reicht das niemals! Weder vom Nennstrom noch
von der Kühlung der Diode! Aber auch nur zum Schalten ist einen 1N4004
mit 1A Nennstrom "leicht" grenzwertig.
Was lernen wir daraus? Einen 300W Motor steuert man nicht einfach mal so
an, auch nicht mit einem 210A MOSFET.
Sorry, die Betriebsspannung beträgt 12V.
Hinter dem uC hängt noch ein Transistor der das Gate auf 12V ziehen
kann, habe bisher aber nur mit einem Taster getestet.
Falk Brunner schrieb:> Was lernen wir daraus? Einen 300W Motor steuert man nicht einfach mal so> an, auch nicht mit einem 210A MOSFET.
Inwiefern? Noch mehr Nennstrom?
@ Freddy K. (Gast)
>Hinter dem uC hängt noch ein Transistor der das Gate auf 12V ziehen>kann, habe bisher aber nur mit einem Taster getestet.
Hör auf zu singen, poste einen ORDENTLICHEN Schaltplan. Siehe
Netiquette.
>> Was lernen wir daraus? Einen 300W Motor steuert man nicht einfach mal so>> an, auch nicht mit einem 210A MOSFET.>Inwiefern? Noch mehr Nennstrom?
Noch mehr Grips! U.a. ist der Einschaltstrom (Anfahrstrom =
Blockierstrom) von so einem Teil eher im Bereich 100A++ zu suchen. Das
kann auch ein dicker MOSFET mal übel nehmen. Leistungsstrufen von dem
Kaliber haben fast immer eine elektronische Strombegrenzung.
Freddy K. schrieb:> Hinter dem uC hängt noch ein Transistor der das Gate auf 12V ziehen> kann, habe bisher aber nur mit einem Taster getestet.
Oh schön,
und du meinst du hast alles richtig gemacht obwohl es nicht funktioniert
und wir dürfen den Fehler dort nicht entdecken.
300W bei 12V sind 25A, der Anlaufstrom eines Motors ist aber deutlich
höher, vielleicht 50 oder 100 und der MOSFET darf bei 120A kaputt gehen.
Beim Ausschalten entlädt sich das Gate über den zusätzlich prellenden
Taster in ungefähr 560us, so lange entsteht eine hohe Verlustleistung
auf dem Chip. Laut Datenblatt SOLLTE er allerdings 10ms lang 40A bei 12V
aushalten.
Es ist also unklar, warum er bei der Tasterbedienung kaputt gegangen
ist, zumal die klar überlastete Diode angeblich heile bleibt, aber wir
kennen nicht alle Details (Prellzeit des Tasters, Schaltung am Taster).
Hypothese. Die Diode stirbt nach 1-2 Mal Schalten mit Kurzschluss, dann
schaltet der MOSFET den Akku kurz. Der Sieger ist der Akku, denn der
kann spielend 100A für ein paar Sekunden liefern.
Freddy K. schrieb:> Sorry, die Betriebsspannung beträgt 12V.> Hinter dem uC hängt noch ein Transistor der das Gate auf 12V ziehen> kann, habe bisher aber nur mit einem Taster getestet.
Und wie schaltest Du den Mosfet ab? Nur über den 56K-Widerstand?
Damit hängt der ewig im linearen Bereich rum, kein Wunder daß der
überhitzt und stirbt.
Um so nen Mosfet zu schalten, brauchst Du einen Treiber der zügig
an- und ausschaltet. Vor allem wenn Du irgendwann PWM machen willst.
MaWin schrieb:> aber wir> kennen nicht alle Details (Prellzeit des Tasters, Schaltung am Taster).
Anlaufstrom des Motors. Wenn der 25A Nennstrom hatt, dann zieht der
vieleicht auch mal 150A beim Anlaufen. Vor allem wenn dann vieleicht
noch ein dicker Ventilator oder ein Kompressor oder ähnliches dranhängt.
Und ob der Mosfet auf einem Kühlkörper war wissen wir auch nicht.
Zusammengefasst:
- Die Diode ist zu langsam, sie ist für Netzgleichrichter gedacht.
- Die Diode ist zu klein, sie sollte bei PWM ebenso viel Strom
aushalten, wie der Motor aufnimmt.
- Die Diode wird nicht ausreichend gekühlt, sie hat gar keinen
Kühlkörper-Anschluss.
- Der Transistor wird eventuell nicht ausreichend gekühlt.
- Das Gate wird zu langsam entladen -> Treiber notwendig.
- Das Gate wird eventuell auch zu langsam aufgeladen -> Treiber
notwendig.
- Der Anlaufstrom des Motors ist für den Transistor eventuell zu hoch.
Man macht keine Experimente mit zig oder gar hunderten Ampere, solange
man noch Anfänger ist.
Freddy K schrieb:> wieder 0 Ohm auf der D-S Strecke...>> Habt ihr ne Idee woran das liegt?
Habe schon lange keinen MOSFET mehr kaputt bekommen. Wenn ich mich
richtig erinnere, erhält man einen 0 mOhm FET mit Überspannung und einen
nicht mehr schaltenden durch Überstrom.
Ein dicker Elko parallel zur Spannungsquelle könnte helfen.
Freddy K schrieb:> Habe als Freilaufdiode erstmal eine einfache 1N4004 genommen
Die ist ja richtig süß ;-)
Geh mal in Richtung MBR3045 oder MBR4045.
Bei hohen Strömen und schnellem Schalten werden auch die Induktivitäten
der Leitungen interessant, und können beim Ausschalten eine hohe
Induktionsspannung da erzeugen wo man sie ggf. nicht vermutet (z.B. am
Source Pin). Es kommt also auch auf das Layout an.
Wenn der MOSFET heiß wird, dann schaltet er nicht richtig durch,
d.h. die Spannung am Gate wird nicht groß genug.
Wie hoch ist die PWM-Frequenz?
Bei jedem Schaltvorgang wird zusätzlich Energie in Wärme umgesetzt.
Das geschieht auch, wenn er zu langsam schaltet.
Ein heißer MOSFET deutet auf diese Probleme hin.
Abhilfe:
Die PWM-Frequenz erniedrigen
MOSFET gut kühlen
MOSFET-Treiber benutzen, in diesem Fall mit einer Treiberleistung von
ca. 2A
Höhe der Gatespannung prüfen und mit Datenblatt vergleichen!
Schutzdioden verwenden. Z.B. 6KA24 von Pollin
Ist die Spannungsfestigkeit des MOSFET ausreichend? (hier min. 40V)
Ich meine, wenn die 56k 1k wären, könnte das auch ein Transistor noch
schalten, und der Fet ist schneller aus.
Der Fet muss vollständig und schnell leiten bzw. sperren.
Die Tatsache, das er immerhin 2 mal geschaltet hat, lässt mich eine
Überspannung nicht vermuten, eher zu viel Hitze.
Datenblatt
MfG
Danke für die Antworten!
Vernünftige Freilauf-Diode ist bestellt (MBR6045WT, die MBR40xx gabs
beim blauen C nur mit 2 Wochen Lieferzeit).
Dann werde ich für die PWM-Ansteuerung einen Treiber wie hier
beschrieben
http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Beispiel_LS_Treiber_1_2.png
verwenden (Bsp. 2b). Sind dabei für die Halbbrücke am Gate BDX33C
+PNP-Pendant(I-c 10A und in der Bastelkiste verfügbar) ein Overkill oder
völlig OK?
Und noch etwas, kann ich R28, R29 und D7 aus dem
Beispiel-Treiberschaltplan weglassen wenn mir EMV egal ist?
Freddy K. schrieb:> Und noch etwas, kann ich R28, R29 und D7 aus dem> Beispiel-Treiberschaltplan weglassen wenn mir EMV egal ist?
Das hat doch nichts mit EMV zu tun, sondern mit der schon oben erwähnten
zügigen Gateladung und -entladung. Wenn du den Gatetreiber schon diskret
aufbaust, dann bitte möglichst so. Du musst dir die Gate des MOSFet wie
einen Kondensator vorstellen, der, wenn er komplett entladen ist, einen
kräftigen Aufladestrom aus dem Treiber zieht. Dieser wird mit dem
Gatewiderstand begrenzt, damit MOSFet und Treiber glücklich sind. 1 - 2
Watt Typen sind hier übrigens keine schlechte Idee.
Es ist übrigens für einen Motor dieser Leistung auch gar nicht dumm, 2
MOSFet parallel zu schalten. Jeder bekommt dann seinen eigenen
Gatewiderstand.
sch.jpg
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