Hallo zusammen,
ich habe ein riesen Problem:
ich möchte einen Akkulader machen, d.h. ich habe die Platinen schon
fertig, aber in der angehängten Schaltung raucht mir der MOSFET (Q1)
immer ab (kurzschluss zw. D und S).
Die PWM laueft mit 62 kHz (Atmega16).
Der MosFet (Q1) geht immer dann kaputt, wenn die PWM beim Debuggen oder
so offen bleibt: Das Netzteil ist ein 24 V 3A, wenn ich die Last so hoch
mache, dass das Netzteil in die Strombegrenzung geht. Ich habe die
Strombegrenzung beim Netzteil auf etwa 2A eingestellt.
Die 16 V werden mit einem LM317 erzeugt und hängen auch an den 24V.
Die Flanken sehen sehr gut aus. Ich habe auch wenig (~1V) Überspannungen
(Spannungsspitzen) zw. Q1 und L2.
Und nun die Frage: Warum raucht der Q1 permanent durch? (ich nur noch
sehr wenig Muster da ;-(( ).
Danke
Alex
Das mit den 16V passt schon. Ich halte nur die 30V DS Spannung für etwas
knapp:
24V + 1V an der Diode, da ist nicht mehr viel Spielraum nach oben.
Geht denn der Mosfet sofort kaputt, oder wird er erst heiß ?
Ich vermute, dass da irgendwie du zulässige Gatespannung (-20V)
überschritten wird. Versuche doch mal als Ansteuerschaltung die, die
verwende ich immer, wenn Ub >> Upwm Hat auch den Vorteil, dass du keine
Hilfsspannung brauchst
24V----------------o-------------o----------
| |
| |/E
R1=3k3 ---|npn
| | |\C
|(24;11V) | |
o---------o o--------- direkt zum Gate (24;11V)
| | |
|/C | |/C
(0;5V) PWM -o-----| npn ---|pnp
| |\E |\E
| | (0;4V6)) |
R3=10k | |
| R2=1k | In Klammern sind zugehörige
| | | Spannungsangaben
| | |
GND --------o------o-------------o-----------
Der Emitterfolger muss unten auf GND sein. Der IRF7427 als 30V, 11A,
13mOhm FET ist gut, aber ich wuerd zwei oder drei nehmen. Die 16V sind
totaler Schrott. Mit einem 317 erzeugt koennen diese 16V keinen Strom
aufnehmen, soden nur abgeben. Klemm den Emitterfolge auf GND. Die BC817
sind moeglicherweise etwas klein.
> Der MosFet (Q1) geht immer dann kaputt, wenn die PWM beim Debuggen oder
so offen bleibt
Man sollte einen Kondensator vor den Treiber oder den FET einfügen nebst
Pullup oder Pulldown, damit bei fehlender Ansteuerunmg das Teil nicht
ständig offen ist.
>Man sollte einen Kondensator vor den Treiber oder den FET einfügen nebst>Pullup oder Pulldown, damit bei fehlender Ansteuerunmg das Teil nicht>ständig offen ist.
Unsinn.
Aber Abblockkondensatoren sollten über die Gegentaktendstufe gelegt
werden.
Falls es noch keiner gemerkt haben sollte - der Mosi ist ein p-Kanal
(zumindest lt. Schaltplan), wird also gegen die 24V angesteuert !!! (Nur
mal so am Rande wegen der 16V Diskusion)
Ich hätte an der Schaltung erstmal nix auszusetzen.
Wo sind da übrigens open nodes? Das Gate hängt doch an den Emittern,
welcher immer Basispotential +/- 0,7V hat (ich denke, die +/- 0,7V kann
man ignorieren).
Übrigens - was ist denn der IRF7427 für einer? Google spuckt so gut wie
nix aus ...
Und dann hat er immer noch das Problem, wenn der PWM-Ausgang steht und
der FET ständig durchgesteuert wird. Was passiert dann?
Dazu hatte ich aber auch schon einen "unsinnigen" Vorschlag gemacht....
>enn du E und C der beiden Treibertransis noch tauschst, dann haste>wirklich rechtt ;-)
Yo. SChusselfehler vom Amt. ;-)
Hier nochmal richtig:
24V----------------o-------------o----------
| |
| |/C
R1=3k3 ---|npn
| | |\E
|(24;11V) | |
o---------o o--------- direkt zum Gate (24;11V)
| | |
|/C | |/E
(0;5V) PWM -o-----| npn ---|pnp
| |\E |\C
| | (0;4V6)) |
R3=10k | |
| R2=1k | In Klammern sind zugehörige
| | | Spannungsangaben
| | |
GND --------o------o-------------o-----------
>wenn der PWM-Ausgang steht und>der FET ständig durchgesteuert wird. Was passiert dann?
NEIN! Wenn kein PWM Anliegt, also PWM=0V, dann hat das Gate 24V, und da
es ja ein P-Kanal ist, ist er?? Richtig: GESPERRT
>Und dann hat er immer noch das Problem, wenn der PWM-Ausgang steht und>der FET ständig durchgesteuert wird. Was passiert dann?
man müsste prazisieren: wenn der PWM-Ausgang auf 5V stehenbleibt ....
In dem Falle müsste aber der Mosi heis werden, was aber angeblich nicht
der Fall sein soll.
Bei 0V oder offenem Eingang sollte eigentlich nix passieren.
asdf schrieb:
> Gegentaktstufe auf GND, kommen dann nicht 24V an das Gate?
Die Antwort hast du selbst schon gegeben:
> Welchen Sinn hat denn R4?
R4 bildet mit R5 einen Spannungsteiler, der die Gate-Source-Spannung
von Q1 auf einen prozentualen Anteil der Versorgungsspannung begrenzt.
Allerdings ist UGS immer noch von der Versorgungsspannung abhängig.
Diesen Nachteil hat der Vorschlag von Matthias Lipinsky nicht. An
dieser Schaltung gibt es nichts zu mäkeln, und der Bauteilaufwand ist
sogar etwas geringer als bei der Schaltung des OP.
@Alex1:
Wenn die PWM auf High-Pegel stehen bleibt, oder die Regelung
anderweitig versagt, leidet übrigens C21 (16 V). Da könnten also
durchaus höhere Ströme fließen, allerdings müsste sich dann Q1
erwärmen.
Hallo, ich werde das mal versuchen, aber was ich ja immer noch nicht
verstehe, wieso geht der Q1 kaputt?
Beim Kurzschlussstrom ist nicht so hoch, dass der MosFet auch nur warm
wird. Vielleicht wird er doch war, wenn man den zu lange im Kurzschluss
bleibt.
Alex
Wenn (!) die +16V stabil sind, ist die Gatespannung ok.
Ich würd als erstes mal ein C (100nF) in Reihe zu R6 legen und natürlich
ein R (1K) vom Gate nach oben. Damit hast du Ruhe, wenn der PWM steht.
Wenn du genügend Dampf hast, brennt der FET durch bevor das Gehäuse warm
wird.
Warum ist Q4 ein FET, ein stinknormaler NPN tut's auch?
geht die Diode auch kaputt?
Wenn dein MOS-FET abschaltet fließt der Strom in der Induktivität
weiter, die Spannungen der Induktivität und des Akkus addieren sich ab
48V könnte die Diode zerstören, und die -24V an der DS strecke den
MosFet.
Die 16V kommen von einem Längsregler (lm317). Beim Einschalten des Q1
muss die 16V-Quelle aber Strom aufnehmen. Das kann ein Längsregler
nicht.
Möglicherweise ist das die Ursache für den Fehler.
Grüße,
Nides
>Wenn dein MOS-FET abschaltet fließt der Strom in der Induktivität>weiter, die Spannungen der Induktivität und des Akkus addieren sich ab>48V könnte die Diode zerstören, und die -24V an der DS strecke den>MosFet.
Sechs. Setzen
@ michi0025
wo sollen denn die 48V herkommen? Der S des Mosis wird doch nach Masse
über die Diode, und zu Plus über die interne Diode des Mosis geclampt.
Zw. Mehr als 24V oder weniger als 0 V ist da eigentlich nicht.
@ nides
stimmt. Besser wäre es, einen Negativ-Regler zu nehmen, dessen Masse an
+24V kommt, Eingang an Masse, und Ausgang sind dann die 16 V (bzw. die
-8V bezogen auf 24V - wäre also ein 8V-Negativ-Regler).
Aber ob dies jetzt die Ausfallursache sein sollte - ich weis nicht. Kann
ich mir nicht vorstellen.
@ Alex1
deine Anfangsbeschreibung habe ich allerdings nicht so richtig 100%
verstanden, was die Umstände des tragischen Mosfet-Todes betrifft. Du
schreibst was von offenem PWM-Eingang, und so hoher Last, daß die
Strombegrenzung des Netzteils wirkt. Das krieg ich nicht zusammen, weil
wenn PWM offen ist (0V), dann ist der Mosfet nichtleitend, somit
stromlos. Somit keine Strombegrenzung aktiv. Was nu?
>Nochmal Sechs. Setzen.
genau, weil du die Diode im Mosfet vergessen hast (die ist genau revers
zu D1, aber gegen 24V Gleichspannung)
@ Matthias Lipinsky
>Was soll dieser Unsinn?>Baut eine saubere Ansteuerschaltung auf, und fertig.
Hast ja recht. Wollte nur die Spannungreglergeschichte verbessern, falls
Alex1 bei der Initialschaltung bleiben wollen sollte.
>Genau, weil du die Diode im Mosfet vergessen hast (die ist genau revers>zu D1, aber gegen 24V Gleichspannung)
Nein. Deshalb nicht. In seiner Simulationsschaltung hat er die ja nicht
drin. Da gibts nur eine Diode, die die Reechteckspannungsquelle
"abtrennt".
Und auf diese Schaltung mit Simulation gabs ebenfalls:
>>Nochmal Sechs. Setzen.
Ihr vergesst das dass Netzteil in die Strombegrenzung geht, dadurch kann
die Ladung nicht zu 100% über die Diode im MosFet zurückfließen! Die
Spannung steigt über 24V
>Ihr vergesst das dass Netzteil in die Strombegrenzung geht, dadurch kann>die Ladung nicht zu 100% über die Diode im MosFet zurückfließen! Die>Spannung steigt über 24V
Das muss es ja auch, wenn der FET durchbrennt, dann begrenzt nur der
Drahtwiderstand der Spule den Strom:
24V-Uakku
I = ----------
R_Ldc
In dem Moment ist die Spulenspannung ja (nahezu) Null...
>Spannung steigt über 24V
Wie denn?
Die zu hohe Gatespannung ist wohl das Problem.
Sechs.
>Die 16 V werden mit einem LM317 erzeugt und hängen auch an den 24V.
Vielleicht kann der Threateröffner die Schaltung dazu mal posten, so wie
sie aufgebaut ist.
Ist nämlich der Spannungsregler so ausgelegt, dass er keine Last hinten
dran hat (wenn man von Q2/Q3 mal absieht) dann entsteht das Problem
folgendermaßen:
Annahme: wie die Schaltung zeigt, liegt kein Block-C direkt über Q2/Q3.
24V----[LM317]--o---16V----- => C von Q3
| |
| RFB_1
| |
------o----RFB_2----GND
(die Widerstände zum Spannung einstellen sind sicher relativ hochohmig)
PWM=0V => Q1 gesperrt.
Schaltet die PWM an, dann steuert Q3 durch. Er will jetzt das Gate, das
eben noch ein Potential von 24V (gegen GND) hat, auf 16V umladen. Also
sozusagen den Gate-Source-Kondensator entladen. Dazu muss Strom aus dem
Gate heraus, durch R6, Q3 IN !!! die 16V Spannungsversorgung fließen.
(24V-16V-0.6V)/10Ohm = 740mA (im Moment des PWM-zuschalten)
Da sicherlich (wie oben erwähnt) das hochohmige Widerstandsnetzwerk
keine Querstrom von 740mA hat, bedeutet das, das die 16V von "extern"
angehoben werden.
Meinst du etwa, das dadurch die 16V als stabil angesehen werden können?
=> Die Ansteuerschaltung taugt nix.
Hallo,
ich würde mal vermuten, dass der offene PWM-Ausgang beim Debuggen immer
+5 V liefert, sei es durch pullup oder sonstwas. Wenn der also nach 5 V
schaltet und länger dort beibt, dann steigt der Strom durch den MOSFET
erstmal auf >10 A an ehe die Strombegrenzung des Netzteils greift, weil
ja noch ein Elko am Ausgang des Netzteils vorhanden ist. Der kurze, hohe
Stromimpuls macht das Teil kaputt.
Mach mal foldendes Experiment, dann verstehst du, was ich meine: Nimm
eine Zenerdiode mit 5 V oder so. Stelle am Netzteil 30 V, 10 mA ein und
nun schließe die Zenerdiode an, während das Netzteil bereits an ist.
Hallo zusammen,
danke für alle Tips und Tricks....
Der MosFet geht nicht mehr kaputt. ;-))
Es lag nur daran, dass ist eine externe Spannungsversorgung (die 16V)
dran hatte. Scheinbar liegt es wirklich nur daran, dass die LM317er
Schaltung in dem Moment nichts aufnehmen kann. Die LM317 Schaltung: ist
übrigens der ganz klassische aufbau, wie im Datenblatt (mit 240 Ohm, 5K
Poti, 100µF Elko, 100nF: am Ausgang).
Ich habe im Prinzip an der Stelle nur GND angeschlossen und es passiert
nichts mehr, d.h es geht nichts kaputt.
Zum 24V Netzteil: das ist zwar ein gekauftes Netzteil, ist aber recht
schlecht, da z.B. noch nicht mal einen Ausganskondensator vorhanden ist.
Mit der offenen PWM meinte ich, dass beim debuggen der PWM PIN manchmal
auch auf 5V (1) stehen bleibt. Damit war dann der MosFet
durchgeschaltet.
Die Regelung versagt nicht (zumindest noch nicht). Ich habe eine "harte"
Abschaltung drin, um z.B. auch den 16V Elko zu schützen, falls das mal
passieren sollte.
Die G->S Strecke hatte ich noch nicht nachgemessen. Kann ich aber mal
machen (hab ja genug kaputte hier).
Ich hoffe, dass ich jetzt alle offenen Fragen beantwortet habe.
Wenn noch Fragen sind, beantworte ich die natürlich auch (wenn ich
kann).
Danke
Alex
Der Elko am Ausgang ist mit nur 16V Spannungsfestigkeit zu schwach
bemessen. Zwar ist die Effektivspannung über den C in der Regel unter
dem Wert die Spitzenspannung ist aber bei 24V. Im Allgemeonen sollte man
den Elkos immer ein bissel höher in der Spannungsfestigkeit wählen als
knapp an den Grenzwerten er hält dann erheblich länger.
Nimm einen mit 35V und Du hast ein Problem weniger.
> Nimm einen mit 35V und Du hast ein Problem weniger.
Sowieso ein guter Tipp, denn Elkos mit höherer Spannung haben einen
niedrigeren Scheinwiderstand.
Das Problem an dieser Stelle ist der Platz.
a: ich brauche Kondis die auch mechanisch passen. Und das war der
einzige mit der Kapazitaet und mechanischen Abmessungen.
Deswegen ja auch der Schutzmechanismus (u.a).
Alex
>ich brauche Kondis die auch mechanisch passen.
Da musst du aber aufpassen. Solche Herangehensweisen ("Die Funktion
folgt aus dem Design", oder doch lieber: "Das Design folgt aus der
Funktion") werden schnell murks.
Baue eine ordentliche Ansteuerschaltung auf. Dann funktioniert alles und
du sparst sogar Platz. Denke aber die Abblockkondensatoren, die gehören
zu JEDER digitalen Schaltung.
@ Matthias Lipinsky (lippy) (vom 14.02.2008 17:48)
>>Genau, weil du die Diode im Mosfet vergessen hast (die ist genau revers>>zu D1, aber gegen 24V Gleichspannung)>Nein. Deshalb nicht. In seiner Simulationsschaltung hat er die ja nicht>drin. Da gibts nur eine Diode, die die Reechteckspannungsquelle>"abtrennt".
ich meinte nicht Dich, sondern michi0025, weil er eben diese Diode
nicht drin hat, die die Spannung begrenzt ...
MOSFET-Treiber.png
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