Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IRLZ 34N MOSFET sehr heiß bei 0V


von Bene J. (terfagter)


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Hallo zusammen,

ich habe einen IRLZ 34N direkt mit Gate an einem ATMEGA1280 (VCC = 3,3V) 
an den Pin PB7 angeschlossen. Per PWM steuer ich den MOSFET bei 20Hz an, 
was auch sehr gut funktioniert. Gesteuert wird ein kleines Heizelement.
Wenn ich aber das Gate mit DDRB &= ~(1<<DDB7) als Eingang definiere und 
damit auf GND lege, wird der MOSFET sehr heiß und es liegen ca. 4V 
zwischen Drain und Source an. Das Heizelement heizt!
Warum passiert das? Eigentlich liegt der MOSFET doch an GND und damit 
auch auf einem definierten Level? Hilft ein Pullup Widerstand, wenn ja 
wo hin damit?

Source liegt an GND
Drain ist mit dem Heizelement verbunden und das Heizelement dann mit 
einer Batterie (10,8V).

Vielen Dank für eure Hilfe!

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Bene Jan schrieb:
> DDRB &= ~(1<<DDB7) als Eingang definiere und
> damit auf GND lege,

Nochmal überdenken :-)

von MaWin (Gast)


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Ganz ab vom richtigen Kommentar von crazyhorse
wäre noch hinzuzufügen:

Datenblatt IRLZ34: RDSon 0.060 VGS = 4.0V

Auf gut Deutsch: Der MOSFET ist nur für 4V spezifiziert,
du liegst mit deinen 3.3V darunter.

Wenn auch nicht viel, so ist die Wahl des MOSFETs ungeschickt,
schliesslich gibt es welche die bei 2.7V spezifiziert sind,
also nicht nur für "5V LogicLevel" tauglich, sondern "3.3V
LogicLevel" tauglich sind, z.B. IRF7470

von Bene J. (terfagter)


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In welcher Hinsicht überdenken?
Wie kann ich denn sonst den Pin auf GND legen, ohne PWM Ausgabe?
Ich will ja, dass an Gate GND anliegen ohne PWM, also das der MOSFET in 
diesem Zustand nicht schaltet.

Der IRLZ34 ist mir extra empfohlen worden, weil er angeblich schon bei 
VGS=2V durchschaltet?!? Das wäre ja jetzt toll, wenn nicht...

von Klaus D. (kolisson)


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Überdenken !
.. dir ist schon klar, dass ein als Eingang definierter Pin
nicht  Null-Volt ist ?  Er ist dann einfach hochohmig und damit 
floating.

Entweder bleibst du bei der Funktion als Ausganspin und stellst
den Ausgang auf Low oder du machst an den Fet einen Pulldownwiderstand
gegen Gnd.
Die letztere Version ist sowieso besser, da im Einschaltmoment
(uC Reset) sowieso alle Pins als Eingänge definiert sind.
Du hättest dann also immer einen Floating State.

Gruss K.

von g457 (Gast)


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> Wie kann ich denn sonst den Pin auf GND legen,

Ausgang und low. Auf Eingang (mit ohne Pull*-Widerständen) liegt die 
Basis rigendwo(tm) und damit ist der Schaltzustand vom Mosfet auch 
irgendwie(tm) - in der Regel also auch irgenwann(tm) 'so halb durch mit 
viel Leistung in Wärme verbraten'.

> Der IRLZ34 ist mir extra empfohlen worden, weil er angeblich schon bei
> VGS=2V durchschaltet?!?

Das 'angeblich' solltest Du drigend im Datenplatt nachlesen, weil dafür 
isses da ;-) Ums kurz zu machen: Passt schon wenn Du nicht zu viel 
Leistung drüberbrätst.

HTH

von MaWin (Gast)


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> Der IRLZ34 ist mir extra empfohlen worden, weil er angeblich schon bei
> VGS=2V durchschaltet?!? Das wäre ja jetzt toll, wenn nicht...

Er schaltet bei 4V garantiert (auf 70mOhm) durch (herstellergeprüft)
und ist bei 2V vielleicht schon gesperrt (lässt nur noch 250uA Strom 
durch).

Der dir den empfohlen hat war wohl wieder so ein Idiot, der die 
Bedeutung der Datenblattangabe UGS(th) nicht verstanden hat.

von Bene J. (terfagter)


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Ja das war hier im Forum. Es fließen maximal 5 A bei VDSmax 14V.
Soweit funktioniert es ja auch.

Ich werde morgen mal einen Pulldownwiderstand vom Gate zu GND löten.
Wenn ich den Ausgang auf low schalte, bleibt ja trotzdem das PWM-Signal 
weiter bestehen oder sehe ich da was falsch?
Nur eine Konfiguration als Eingang stopt das PWM Signal oder?

von Klaus D. (kolisson)


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Bene Jan schrieb:
> Wenn ich den Ausgang auf low schalte, bleibt ja trotzdem das PWM-Signal
> weiter bestehen oder sehe ich da was falsch?
> Nur eine Konfiguration als Eingang stopt das PWM Signal oder?

Mit Pulldown (sagen wir mal 10k bis 100k) und dann auf Tristate
(also Pin auf Eingang) ist schon die sauberste Lösung.

Alternativ kannst du ja auch die PWM stoppen und dafür sorgen,
dass der letzte Zustand = 0 ist. Die gibt aber u.U. beim Reset
dann Probleme..
> Stell dir nur vor, man würde einen tonnenschweren Roboterarm
damit steuern und immer wenn der uC in Reset geht erschlägt das Biest
einen Arbeiter <

.. und lass dich vorerst einfach nicht kirre machen wegen der FET
Auswahl. Sooo schlecht ist der für deinen Fall nun auch nicht...
oder anders gesagt: "Man hätte eine wesentlich schlechtere Wahl
treffen können"

.. und zudem... -> Verbessern kann man immer noch.

Gruss K.

von Thomas (kosmos)


Angehängte Dateien:

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wenn du dem Teiler den niedrigsten Wert zuteilst wird er gestoppt und um 
dem Ausgangspin wieder seine normale Funktion zu geben musst du es im 
TCCR Register wieder umstellen, z.B. beim ATTiny26 siehe Bild

von MaWin (Gast)


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> .. und lass dich vorerst einfach nicht kirre machen wegen der FET
> Auswahl. Sooo schlecht ist der für deinen Fall nun auch nicht...
> oder anders gesagt: "Man hätte eine wesentlich schlechtere Wahl
> treffen können"

Es ist halt der Unterschied zwischen einer Schaltung die funktioniert
weil sie schon laut Datenblatt funktioniert,
und einer Schaltung die vielleicht funktioniert, aber laut Datenblatt 
nicht funktionieren müsste.

Aber Klaus, du verwendest sicher auch 74LS00 bei 3V.
Liegt ja nur etwas unter dem Datenblatt und manchmal geht es damit 
sogar.

von Klaus D. (kolisson)


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MaWin schrieb:
> Aber Klaus, du verwendest sicher auch 74LS00 bei 3V.
> Liegt ja nur etwas unter dem Datenblatt und manchmal geht es damit
> sogar.

Hmm Mawin,
du hast ja prinzipiell Recht aber derzeit ist das grösste Problem des TO
aber nicht der Fet selbst sondern das floating Gate.
Wenn das behoben ist und es wird trotzdem noch zu warm muss er dann
noch den Fet Typ ändern.

Klaus

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Bene Jan schrieb:
> Wenn ich den Ausgang auf low schalte, bleibt ja trotzdem das PWM-Signal
> weiter bestehen oder sehe ich da was falsch?
> Nur eine Konfiguration als Eingang stopt das PWM Signal oder?

Nein... Dann passiert irgendwas undefiniertes (wahrsch. pullup an, 
pullup aus, pullup an, ...) und dein Gate nimmt irgendeine undefinierte 
Spannung an. Somit befindet sich dein MOSFET im Linearbereich und 
heizt... Stell' doch einfach deine PWM auf 0. Dann ist der Ausgang 
definitiv auf GND.


Gruß
Jonathan

von ich nicht (Gast)


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Kannst du mit bitte sagen, welchen Widerstand der Mosfet bei 3.3V noch 
hat? Brauche das für meine Schaltungen :D Ich brauche nämlich welche die 
bei 3.6V durchschalten, aber ncht diese SMD gefrickeldinger. Hab 
Wuastfingers :D

von MaWin (Gast)


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> Kannst du mit bitte sagen, welchen Widerstand der
> Mosfet bei 3.3V noch hat?

Nein.

Die nötige Spannung für einen bestimmten Widerstand
schwankt um 1:2, je nach Fabrikationstoleranz und
aktuellen Bedingungen (da die Kurve nicht 45 Grad
beträgt schwankt der Widerstandswert bei bestimmter
Spannung um mehr als 1:10)

Also muß man weit genug wegbleiben, damit es sicher
funktioniert.

von Gerd (Gast)


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>Also muß man weit genug wegbleiben, damit es sicher
>funktioniert.

Fig.3 im DB zeigt deutlich, daß der MosFet bei 3.3V Vgs einen Ids von
10A schalten kann. Mehr ist nicht nötig.

Gruß Gerd

von Thomas (kosmos)


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ich habe dir doch oben geschrieben was in TCCR muss damit die PWM 
aufhört.

von Chris (Gast)


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Gerd schrieb:
> Fig.3 im DB zeigt deutlich, daß der MosFet bei 3.3V Vgs einen Ids von
> 10A schalten kann. Mehr ist nicht nötig.

Ja, 10A bei Vds=25V. Macht dann 2,5 Ohm. Bei den 5A des Heizelement 
macht das eine Verlustleistung von mehr als 60W.

von MaWin (Gast)


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> Fig.3 im DB zeigt deutlich, daß der MosFet bei 3.3V Vgs
> einen Ids von 10A schalten kann. Mehr ist nicht nötig.

Fig.3 im DB ist eine typische Kurve, deren Y-Achse
wie aus der UGS(th) Datenblattangabe von 1 bis 2 Volt
erkennbar ist, um 1:2 verschoben sein kann.

Die 10A könnten also 4.66V oder 2.33V erfordern.

von Gerd (Gast)


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>Ja, 10A bei Vds=25V. Macht dann 2,5 Ohm. Bei den 5A des Heizelement
>macht das eine Verlustleistung von mehr als 60W.

Das ist blanker Unsinn.

Gruß Gerd

von Falk B. (falk)


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@  Gerd (Gast)

>Fig.3 im DB zeigt deutlich, daß der MosFet bei 3.3V Vgs einen Ids von
>10A schalten kann. Mehr ist nicht nötig.

Doch. Nämlich die Kenntniss des Unterschieds einer TYPISCHEN Kennlinie 
und einer GARANTIERTEN Minimalkennlinie.

MfG
Falk

von MannOhMann (Gast)


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Bene Jan schrieb:
> Gesteuert wird ein kleines Heizelement.

Was ist das eigentlich für eine Leistungsangabe. Kein Wunder das dem FET 
da heiß wird.

von Peter R. (gelb)


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Gerd schrieb:
> Fig.3 im DB zeigt deutlich, daß der MosFet bei 3.3V Vgs einen Ids von
> 10A schalten kann. Mehr ist nicht nötig.

Bild 3 ist die Transfer-Kennlinie. Da ist er nicht annähernd 
durchgeschaltet.

Mal Bild 1 anschauen: bei 3,5V Vgs und 10A noch 0,7Vds, also typisch 7W 
Verluste.

Oder Bild 6,  Gate-Charge gibt immer einen guten Hinweis, ab welcher 
Spannung das Gate wirklich voll geladen ist.

Grüße, Peter

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