Hallo,
ich habe eine kleine Schaltung aufgebaut, die wie im angehängten Bild
gezeigt funktioniert. Fällt Licht auf den Sensor des Fototransistors, so
verringert dieser seinen Widerstand zwischen Kollektor und Emitter
ausgehend vom hochohmigen Zustand bis auf wenige kΩ. Der Pluseingang des
Komparators sieht entsprechend eine Spannung, minimal abweichend von
15V, vergleicht diese mit der Referenzspannung von etwa 7,5V und setzt
seinen Ausgang auf „Hi“, also 15V.
Liegt der Ausgang dieses Komparators auf 15V, so schaltet der
n-Kanal-MOSFET T1 durch und zieht das masseseitige Ende des 22k
Widerstands auf GND. Die daraus resultierende Spannung über der
Parallelschaltung aus 20V Z-Diode und 1MΩ Widerstand liefert die nötige,
negative Gate-Source Spannung für den Ausgangs p-Kanal-FET und schaltet
diesen durch. Am Verbraucher liegen damit die benötigten 110V an.
Soweit, so gut (oder auch nicht). Ich habe das Problem, dass ich am
Drain einen induktiven Verbraucher habe, nämlich einen Magnetauslöser
(110VDC, 90 Ohm). Dieser ist mit einer Freilaufdiode beschaltet, was
eigentlich die Elektronik schützen soll. Das klappt nicht, weil sich der
FET IRF9640 meistens verabschiedet, inbesondere wenn der Magnetauslöser
gegen ein bisschen Last drücken muss. Trotzdem glaube ich kaum, dass der
Strom zu hoch ist, eher sind Spannungsspitzen das Problem. Der FET hat
dann dauerhaft am Drain 110V, auch wenn die Gate-Source-Spannung gleich
0 ist.
Habe ich irgendeine "Standard-Schutzbeschaltung" übersehen? Wäre für
jede Hilfe dankbar!
Gruß,
maxwell
Hallo,
die Ursache wird wohl sein, daß Du die Transistoren nicht durchsteuerst.
Der LM339 ist ein Open-Kollektor Schaltkreis. Der erste MOSFET kann also
überhaupt nicht eingeschaltet werden. Damit wird auch der andere MOSFET
nicht eingeschaltet.
Dann die Gate-Source Widerstände. Die sind mit 1MOhm viel zu groß. Die
Größenordnung liegt bei 4,7k bis 10k.
Wenn nach Deiner Schaltung die Last irgendwie eingeschaltet wird
geschieht das nur über parasitäre Ströme die die MOSFET "irgendwie"
einschalten.
Und, warum schaltest Du die Last gegen Plus? Da Du ja eine eigene
Stromversorgung für die MOSFET Ansteuerung ast, kannst Du die Last auch
mit einem N-Kanl MOSFET gegen Masse schalten. Ist einfacher.
Tschüß
die Z-Diode würde ich auf deutlich unter 20 setzen - 15V genügen auch
(mit 20V bist Du schließlich an der erlaubten max. Gatespannung)
Bist Du dir sicher, daß der Magnetauslöser eine Freilaufdiode hat? Mach
doch sicherheitshalber eine extra rein - kann ja nicht schaden.
Was für einen Strom zieht denn der Auslöser?
Vorneweg: Bildformate Lesen und verstehen.
Du hast zwar ein PNG hochgeladen, dieses aber aus einem JPEG erzeugt.
Das ist in etwa so sinnvoll wie Rührei in eine Eierschale zu kleben, um
daraus ein Küken auszubrüten.
Gleich als PNG exportieren.
Zum Thema:
Freilaufdiode ist noch in Ordnung? Oder hat es die zuerst erwischt?
Welcher Typ?
Dann: Statt 20V Z-Diode lieber einen 15V Typ nehmen. Schaltet auch
ausreichend durch, bietet aber etwas Sicherheitsabstand.
Der LM339 Komparator hat keine Hysterese und wird schwingen, wenn das
Licht knapp an der Grenze ist. Bau eine Hysterese ein.
Bei der Gelegenheit könnte man auch mal R4 (10k nach +, der LM339 hat
open collector) R5 und R6 auf R5=1M und R6=100k korrigieren und die
Z-Diode umdrehen.
R5 erscheint mir mit 1M sehr hoch. Beim Ausschalten ist der Fet ja
einige Zeit im Linearbetrieb. Würd ich drastisch reduzieren. Die Z Diode
würd ich gegen eine mit 15V Z-Spannung tauschen. Weiters mit einem Oszi
den Drainanschluß des T8 ansehen und auf Spannungsspitzen prüfen.
Grüße
Moin,
> die Ursache wird wohl sein, daß Du die Transistoren nicht durchsteuerst.> Der LM339 ist ein Open-Kollektor Schaltkreis.
damit ist alles gesagt...
1k Pullup an T1_Gate und dann klappts auch mit dem Schalten...
Oder besser gleich n LM358 drann. Sag mal, die Versorungsspanung vom
Komparator haste schon irgendwo oder?
Gruß Knut
Ohne das Datenblatt studiert zu haben:
sind 20V nicht das Maximum UGS? Wahrscheinlich stirbt er wegen zu hoher
UGS beim Schalten induktiver Last.
Probier's mal mit 10V, den Strom dürfte er dann auch noch treiben
können, schätze ich.
> die Ursache wird wohl sein, daß Du die Transistoren nicht durchsteuerst.> Der LM339 ist ein Open-Kollektor Schaltkreis.
nur sollte dann aber gar nix schalten können - oder hat der LM339 so
viel Leckstrom nac + ...
Harald Hermenau schrieb:> die Ursache wird wohl sein, daß Du die Transistoren nicht durchsteuerst.> Der LM339 ist ein Open-Kollektor Schaltkreis. Der erste MOSFET kann also> überhaupt nicht eingeschaltet werden. Damit wird auch der andere MOSFET> nicht eingeschaltet.
Der erste MOSFET wird schon korrekt angesteuert, zumindest arbeitet er
und zieht den Schaltkreis am Gate des zweiten FETs auf GND. Ob er eher
"zufällig" arbeitet, kann ich aber nicht sagen ;)
Dank auch an die anderen! Dazu noch einige Infos:
- Die Diode D1 werde ich mal mit einer 15 oder 10V Diode ersetzen.
- Der Magnetauslöser ist ziemlich nackt, von daher musste ich ohnehin
selbst eine Freilaufdiode einsetzen (1N4007). Die ist aber noch in
Ordnung.
- Die Last muss gegen Plus geschaltet werden, das lässt leider die
Anwendung nicht anders zu.
- Der Komparator hat Versorgung, das Bild ist nur ein Ausschnitt aus
einem Eagle-Plan.
Der Pullup an Gate(T1) bringt aber nur was bezüglich der
Schaltsicherheit von T1 oder? Mit dem Schutz des 2. MOSFETs hat das
nichts zu tun?
Würden vielleicht noch Gasableiter oder andere Schutzbeschaltungen am
Gate des zweiten MOSFETs was bringen?
Ich würde ja gern die Schaltung von neu auf optimieren, aber das ganze
ist schon auf Platine geätzt und zwar 12x parallel. Bisher lief auch
alles einigermaßen sauber, nur einer der 12 Kanäle (der mit einer
Magnetspule dran) macht nun Probleme und tötet den 9640 immer wieder
aufs neue.
> Der Pullup an Gate(T1) bringt aber nur was bezüglich der> Schaltsicherheit von T1 oder?
Nein.
Der Widerstand nach + statt nach Masse ist für die Funktion
zwingend notwenig.
Da deine Schaltung angeblich ja manchmal funktioniert,
bestand die Hoffnung, daß er nur falsch im Schaltpolan steht,
so wie die Z-Diode
> Ich würde ja gern die Schaltung von neu auf optimieren,
Etwas überhaupt erst zum funktionieren zu bringen,
weil der bisherige Zustand einfach nur grober Murks ist,
nennt man nicht 'optimieren'.
Und wenn man voreilig war, wird man daraus vielleicht mal
was lernen, so was lernen was man für's Leben gebrauchen
kann.
MaWin schrieb:> Etwas überhaupt erst zum funktionieren zu bringen,> weil der bisherige Zustand einfach nur grober Murks ist,> nennt man nicht 'optimieren'.
Wenn es ein einziger Murks wäre, hätte es nicht monatelang funktioniert
und würde nicht bei 11/12 der Kanäle auch weiterhin funktionieren. Aber
ich respektiere deine Meinung, aber das muss ja in der Anonymität des
Internets nicht auf Gegenseitigkeit beruhen.
Aber back to topic: ich werde mal die Vorschläge in den Schaltplan
einarbeiten und nochmal vorstellen.
>Wenn es ein einziger Murks wäre, hätte es nicht monatelang funktioniert>und würde nicht bei 11/12 der Kanäle auch weiterhin funktionieren.
Falls dein Schaltplan nicht ein paar Fehler hat, ist die Schaltung
völliger Murks!
Ein LM339 kann einen FET nicht einschalten, weil er einen
Open-Kollektor-Ausgang hat. Selbst wenn der FET irgendwie angehen sollte
(Streufelder, Kriechströme, weiß der Kuckuck), geschieht das höchst
unzuverlässig.
Zusätzlich fehlt dem LM339 eine Hysterse, genau so wie Mawin das auch
schon festgestellt hat. Überlege dir mal, was passiert, wenn T8 nicht
voll durchsteuert.
Ein weiterer ganz erheblicher Schwachpunkt ist die viel zu groß gewählte
Zenerspannung bei T8.
Wie du dich hier hinstellen und diesen Murks allen Ernstes verteidigen
kannst, ist mir ein Rätsel. Jeder Mensch macht Fehler. Das ist nicht
schlimm. Aber einen Fehler nicht zugeben ist einfach nur peinlich...
Kai Klaas
Hi,
kann es sein , das die 1N4007 zu langsam ist? Wie lang sind die
Zuleitungen zum Magnetdingens? Wieviel Strom fließt? Du schriebst, das
110VDC, 90 Ohm anzusetzen seien. Damit fliessen 1.2A, was wiederum 134
Watt entsprächen. Gut - kann sein. Könnte es sein, das der/die/das/diss
Magnet für Wechselspannung ausgelegt wurde und Du nun Gleichstrom
durchschickst?
Kannst Du die Induktivität des Magnetauslöser messen?
>Fällt Licht auf den Sensor des Fototransistors,
Ist das ein Tageslichtsensor oder ein Optokoppler?
Ich möchte mich meinen Vorredner anschliessen:
- eingeschaltet über 22K
--> mittels Gatecharge (Parameter aus dem Datenblatt) und 22K die
Schaltzeit bitte ausrechnen
- ausgeschaltet über 1Mohm
--> mittels Gatecharge (Parameter aus dem Datenblatt)und 1M die
Schaltzeit bitte ausrechnen
LM339 kann ca. 4mA , also vom Ausgang einen Pullup von 3.9 KOhm, um T1
einzuschalten. auch hier:
- eingeschaltet über 3.9K
--> mittels Gatecharge (Parameter aus dem Datenblatt) und 3.9K die
Schaltzeit bitte ausrechnen
wenn man sich jetzt mal die Sättigungsspannung des Ausgangstransistors
im LM339 ansieht, und diese bei entsprechenden Strömen mit denen eines
Mosfet-treibers vergleicht, kommt einem schon das Schmunzeln.
Oberhalb 10mA "Out of Saturation"...
Kurz: die Ansteuerung von T1 muss als Suboptimal angesehen werden.
Jetzt ist natürlich blöd, das Du die Platinen schon fertig hats und
sicher nichts mehr ändern kannst, ohne den eigenen Geldbeutel
anzufassen.
Die Schaltung gehört komplett anders - aber egal. Da ich jetzt keinen
Push-Pull 4-fach Komparator kenne, der das gleiche Pinout hat, wie der
LM339, musst Du bei dem bleiben. Und auch die Ansteuerung auf der 110V
Seite muss bestimmt auch so bleiben...
- Von R1 nach Pin5: Leiterzug auftrennen und 10K zwischenlöten
- Über Pin 2 und 5 einen 4M7 Widerstand drüberlöten.
- Von PIN2 nach 15V einen 3K drüberlöten
- R5 viiel kleiner machen (2K2) schon kann es garnicht mehr als -10V am
Gate von T2 werden.
Bitte dann die Belstbarkeit der Widerstände R5 und R4 ausrechnen und
entsprechend vorsehen.
- Freilaufdiode 1N4007 -->
Beitrag "Re: Schnelle Diode gesucht"
dicht an den Transistor, Zuleitungen zum Magnetauslöser verdrillen.
- IRF9640 --> IRF9310?? kann nur 1.8A, aber 400V.ansehen lohnt.
http://de.farnell.com/vishay-formerly-international-rectifier/irfu9310pbf/mosfet-p-i-pak-400v-1-8a/dp/8650144
Soweit, schönen Gruß
Axelr.
PS ich würde mit R5 gegen GND 10K und Z-Diode 15V und 47uF gegen 110V
mir 15V "unterhalb der 110V" erzeugen und T2 mit einem TLP250 ansteuern.
Die 15V als VCC für den TLP250.
Der LM339 hätte dann die LED vom TLP250 angesteuert.
Hätte man aber auch mal vorher fragen können...
> kann es sein , das die 1N4007 zu langsam ist?
Für PWM: Ja.
Aber diese Schaltung kann kein PWM,
die Kette ist viel zu langsam dafür,
ohne Pull-Up, mit 1MOhm zum entladen.
Ich denke, der MOSFET stirbt, weil er zu heiß wird. Und dies deshalb,
weil er nicht sauber angesteuert wird.
Die meiste Verlustleistung muß er umsetzen, wenn die 110V zu Hälfte am
90R Magnetgedöns und zur anderen Hälfte an der Source und Drain hängen.
Dann fließt ein Strom von 55V / 90R = 0,61A, entsprechend einer Leistung
von 33,6W. Mit dem angegebenen Wärmewiderstand zwischen Junction und
Ambient von 62K/W, ergibt das eine Kristall-Temperatur von 2083°C über
der Umgebungstemperatur!
Selbst mit einem kleinen Kühlkörper wird die interne Überhitzung ihn
wohl killen, wenn er zu lange im Übergangsbereich verweilt.
Kai Klaas
Wie lange verweilt denn der PMOS bei 1Mohm Entladewiderstand im linearen
Bereich? Ich hatte ja den "maxwell" oben darauf hingewiesen, das mal
auszurechnen.
Das gar keine hohen Spannungsspitzen auftreten können, erscheint im
Nachhinein logisch ;)) Ein aprupptes Abschalten findet ja nicht statt,
stimmt.
Wenn man aber dann irgentwann soweit ist, und den Magnet schnell ein-und
ausschalten kann - dann muss eine schnelle Freilaufdiode her.
receiver.png
(25 KB)
