Hallo zusammen,
ich hab da ein kleines Problem mit einer Schutzbeschaltung. Es geht um
einen Überspannungs- bzw Transientenschutz für eine nachfolgende 24V
Anwendung. Die Schaltung im Anhang ist die application note die der
Hehrsteller empfiehlt.
Kernstück ist ein dicker MOS FET (Q1) der ab einer Eingangsspannung von
33V anfängt zu sperren. Ähnlich wie ein Linearregler also. Der Timer 555
dient hier als Ladungspumpe und erzeugt, unabhängig von der
Eingangsspannung, eine ca. 40V Spannung. Die Zenerdiode D4 begrenzt die
Spannung dann wiederum auf 36V, was dann auch die Gatespannung ist.
Soweit hab ich das doch richtig verstanden, oder? Und im Datenblatt von
Q1 steht das die maximale Gate-Source Spannung +/-20V ist. Dafür ist
dann die Zenerdiode D5 zuständig die ab 15V alles platt macht. So weit
so gut, hat auch alles ganz prima funktionier, nur mittlerweile habe ich
den 5. Transistor zerschossen. Sind jetzt alle leitend zwischen D-S.
Regelt nix mehr, lässt alles nur noch durch. Ich komm grad nicht weiter
bei der Fehlersuche. So ein Power-MosFet kann man doch nur himmeln wenn
man die Eingangsspannung zu hoch dreht oder die 20V G-S Spannung nicht
beachtet, oder? Aber beides kann eigentlich nicht sein, zwecks
Schutzbeschaltung. Hat jemand noch eine Idee woran es liegen könnte?
ESD? Der Transistor kann 100V und 130A. Ich glaub also nicht das ich ihn
mit meinem kleinen Labornetzteil überfordert hab...Könnt etwas Hilfe
gebrauchen.
Vielen Dank schonmal und ein schönes Wochenende wünsche ich!
Grüße Basti
> So ein Power-MosFet kann man doch nur himmeln wenn man die> Eingangsspannung zu hoch dreht oder die 20V G-S Spannung nicht> beachtet, oder?
Oder ihn einfach leistungsmäßig überfährt, indem man zu lange ausserhalb
der SOA unterwegs ist...
Wird der heiß, bevor er kaputtgeht?
eine Zener Diode braucht auch einen vorgesetzen Widerstand an dem die
Spannung abfallen kann, ansonsten raucht die Diode ab.
Hast du ein regelbares Netzteil? Wenn ja klemm da mal eine Zenerdiode
dazwischen z.b. 5,1V oder was du gerade da hast und erhöhe langsam die
Spannung und beobachte den Strom (analoger Amperemeter) und was mit der
Zenerdiode passiert, danach hängst du mal 100 Ohm vor eine neue Diode
und wiederholst das ganze.
Da scheint einiges faul auf einen schnellen Blick.
1. Die 3 Z-Dioden ohnen Vorwiderstand?
2. Entweder ist die Ansteuerung von Q1 Mist oder der 1000uF am Ausgang
zieht zu viel Strom. Der Rest wird über den MOSFET verbraten.
3. Der dicke C5 speist von hinten wenn vorn die Spannung weg ist.
Ein Auge auf den Oszi kann nicht schaden.
> Der Transistor kann 100V und 130A.
Was hast du für eine Last am Ausgang?
Der Ladevorgang des C7 über den C4 kann doch einige Zeit dauern. Und
wenn du dann z.B. schon mal 20 A am Ausgang entnehmen willst, hat der
Mosfet einiges wegzustecken... :-o
Hallo nochmal,
nein also warm wird da garnix. Einmal hat die Geschichte für eine Weile
ganz gut funktioniert. Da hab ich vorn 40V reingeschickt, hinten kamen
die erwarteten 33V raus. Hab die Schaltung mit 2A belastet und der
Transistor ist ganz gut warm geworden, alles so wie es sein sollte. Hab
sogar eine schöne Messreihe dazu aufgenommen. Und 2 Tage später war der
Transistor wieder dahin. Aber bei Normalbedingungen. Also 28V input und
28V output. Ich hab auch alle "kleinen" Bauteile schon gegen neue
ausgetauscht. die sind alle intakt, nur der Transistor ist
durchgeschlagen.
Was mir noch so durch den Kopf gegangen ist...am Eingang der
eigentlichen Schaltung sitzen sehr (sehr sehr) viele Stützkondensatoren.
50x220uF. Beim Einschalten dürften die ein ganz ordentlichen Strom
verlangen. Aber beim Einschalten piepst sofort die Strombegrenzung an
meinem Netzteil (5A) kurz auf, danach läuft die Schaltung. Und es ist
auch mit einem Oszi kein nennenswerter Spannungsabfall über R6
messbar...wie gesagt, mir gehen langsam die Ideen aus!
ich denk die 3 Z-Dioden am Eingang sind gegen sehr kurze energiearme
Spannungsspitzen! in der App Note sind die als P6KE33A Transzorb (600
W)angegeben. wie gesagt, die schaltung wird von dem
wechselricherhersteller als eingangsbeschaltung empfohlen. kann mir
irgendwie nicht vorstellen das der die nie ausprobiert hat?!
Seltsame Schaltung irgendwie. Dasselbe erreicht man auch einfacher.
|----K D A------|
| Darlington |
------------C E--- R -------------
| B |
| | |
Rv | |
|-----|-A-DDD-K-|
|
|
Z-Diode 35V
|
|
--------------|--------------------
Am Eingang noch die Schutzdioden NACH einer Sicherung. Der Widerstand R
begrenzt mit den 3 Dioden zwischen Basis und Ausgang den maximalen
Strom.
Basti schrieb:
> Der Transistor kann 100V und 130A.
...und wenn ich nun zu dem 30mOhm Shunt noch ein paar Miliohm für den
Rdson und den ESR für die "viele (viele viele)" Elkos der nachfolgenden
Schaltung nehme und insgesamt 100Miliohm ansetze, ergibt das bei 28V
280A anfänglichen Ladestrom. Fällt Dir was auf?
Aber Rechnen ist ja soo altmodisch...
Stefan Wimmer schrieb:> bei 28V> 280A anfänglichen Ladestrom. Fällt Dir was auf?>> Aber Rechnen ist ja soo altmodisch...
Stimmt, viele Leute finden händisch rechnen irgendwie altmodisch.
Vielleicht auch manchmal irreführend...
Kannst du bei der lieben Rechnerei denn einen Grund finden wie sein
genanntes 5A Labornetzteil mit aktiver Strombegrenzung diesen enormen
Strom zusammenbringt?
Leistungsschaltmosis können kurzzeitig rund das vierfache von Imax ab -
280A muß da also nicht das Thema sein.
Hast Du einen Kühlkörper am Mosi? Ist schließlich ein Linearregler, der
den überschüssigen Rest in verheizt (bei deinem Beispiel mit
(40V-33V)*2A=14W geht's schon lange nicht mehr ohne).
Also wie gesagt, ich hab mit einem Oszi den Spannungsabfall über den
30mohm gemessen und da war sogut wie nix da. Keine Spannungsspitze die
auf 240A schließen lässt. Aber gut, die Kondensatoren schaden ja vor dem
Transistor auch nicht und erfüllen ihren Job. (Spannungseinbruch für
100ms am Eingang überbrücken) also werd ich mal umlöten und schauen ob
sich was tut. Wie empfindlich ist denn der MOS FET bezüglich ESD? Dachte
die haben einen internen Schutz? Und einen Kühlkörper hat das gute Stück
nicht. Dafür aber eine recht große Kupferfläche auf der Platine. Im
"Normalfall" hat der Transistor ja auch kaum Verlustleistung. Die
Überspannung ist nur ein worst case Fall und da ist es mir dann lieber,
dass der Transistor den Hitzetot stirbt und nicht mein Wechselrichter.
Aber das mit der Antiparallelen Diode ist ne gute Idee. Die werd ich mal
testen. Ist nur schwer zu sagen ob es was bringt. Grad im Moment läuft
die Schaltung, ohne das ich was verändert hab. Und ich versuch grad mein
bestes sie nochmal kaputt zu bekommen, damit ich weiß woran es nun
liegt...aber ich bekomm den Transistor nicht mehr tot...verrückte Welt!
Bis 50V bin ich mit der Spannung hoch gegangen, mehr kann mein Netzteil
nicht. Und am Ausgang 33V. So solls sein...aber warum auf einmal?!?
Basti schrieb:> "Normalfall" hat der Transistor ja auch kaum Verlustleistung. Die> Überspannung ist nur ein worst case Fall und da ist es mir dann lieber,> dass der Transistor den Hitzetot stirbt und nicht mein Wechselrichter.
Dummerweise wird der aber in nicht gerade wenigen Fällen dauerhaft
leitend, wenn er stirbt, damit stirbt dann dein Wechselrichter eben kurz
nach dem Transistor.
Andreas
Überspannung vom Ausgang her,
sollte eigentlich von der Inversdiode in Q1 und D6..D8 abgefangen werden
...
Das Gate von Q1 wurde nie zerschossen,
bzw. Q1 ist sicher kein "Logic Level" Typ?
Die eingebaute Inversdiode kann normalerweise mit dem im Datenblatt
angegebenen max. Drainstrom belastet werden.
Nur halt wegen des Spannungsabfalls und dadurch entstehender
Verlustleistung nicht so lange ;-)
Aber bevor die stirbt, müssten eigentlich D6..D8 auch schon hinüber sein
...
Falls das weiterhilft: Q1 ist bei mir der Power MOSFET IRFS4310PBF.
Also nachdem ich nun alles andere fast ausgeschlossen habe bin ich auch
der Meinung mein Einschaltstrom hat den Transistor auf dem Gewissen.
Denn ich vermute auch mein Netzteil wird den ein oder anderen dicken
Kondensator im Inneren haben, sodas trotz Strombegrenzung für ein paar
us beinahe Kurzschluss herrscht.
Würde eine Drossel am Ein- und Ausgang der Schaltung weiterhelfen? Wenn
ja, Pi*Daumen welcher Wert? Oder bastel ich mir damit ein tollen
Schwingkreis?
Hallo nochmal,
nur der Vollständigkeit halber. Problem ist gelöst! Der Kondensator C7
musste vergrößert werden. Dieser Kondensator steuert das
Einschaltverhalten des Transistors Q7. Habe die Kapazität verdreifacht
und jetzt steuert der Transistor schön langsam durch und alles bleibt
heile. Schaltung ist also zum Nachbau freigegeben. Funktioniert
einwandfrei!
Gruß Basti
trans.PNG
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