Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verlustleistung IRLZ43N


von Benedikt K. (benek)


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Hallo,
ich will mit dem IRLZ34N 5V bei maximal knapp 4A schalten. Schon bei 3A 
wird das (,die, der?) MOSFET trotz (kleinem) Kühlkörper extrem heiß 
(mind. 110°C, weiter habe ich nicht gemessen). Leider habe ich auch nach 
langem Googeln nicht herausgefunden wie ich die Verlustleistung und 
daraus den benötigten Kühlkörper berechnen kann. Kann mir jemand auf die 
Sprünge helfen?

MfG Bene

von g457 (Gast)


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> Leider habe ich auch nach langem Googeln nicht herausgefunden wie ich
> die Verlustleistung und daraus den benötigten Kühlkörper berechnen kann.

Wie üblich halt: Spannungsabfall mal Strom ergibt Leistung. Dann die 
thermischen Widerstände zusammenzählen (siehe Datenplätter), die 
erlaubte Umgebungstemperatur großzügig (hoch) festlegen, erlaubte 
Die-Temperatur aus dem Datenplatt auslesen, ausrechnen und den 
Kühlkörper großzügig bemessen.

Aber vermutlich ist das der falsche Baum den Du hier anbellst. Wie hoch 
ist denn die Gatespannung?

von Falk B. (falk)


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@ Benedikt K. (benek)

>ich will mit dem IRLZ34N 5V bei maximal knapp 4A schalten.

Eigentlich nicht viel.

> Schon bei 3A
>wird das (,die, der?) MOSFET trotz (kleinem) Kühlkörper extrem heiß

der

>(mind. 110°C, weiter habe ich nicht gemessen). Leider habe ich auch nach
>langem Googeln nicht herausgefunden wie ich die Verlustleistung und
>daraus den benötigten Kühlkörper berechnen kann. Kann mir jemand auf die
>Sprünge helfen?

Wahrscheinlich ist deine Ansteuerung falsch. Poste einen Schaltplan.

Der IRLZ34N hat um die 50 mOhm, wenn er voll einschaltet, macht

P = I^2 * R = 4A^2 * 50mOhm = 800mW

Da wird das TO220 Gehäuse zwar schon sehr warm, aber das ist noch OK.

Ansonsten, siehe Kühlkörper.

von Paul Baumann (Gast)


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Wie wird der Kollege denn angesteuert? Vielleicht liegt der Fehler dort
und die Gate-Kapazität kann nicht schnell genug umgeladen werden. Das
würde dazu führen, daß er nicht "knochenhart" zwischen Sperren und 
Leiten
umgeschaltet wird, was den Bahnwiderstand und dadurch dann auch die 
Verlust-
leistung in die Höhe treibt.

Zeige mal bitte die Ansteuerung und/oder guck Dir mal mit dem Oszi das
Ansteuersignal an.

MfG Paul

von Wolfgang (Gast)


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Benedikt K. schrieb:
> ich will mit dem IRLZ34N 5V bei maximal knapp 4A schalten.

Dann mal gleich die Standardfragen:
 - mit welcher Spannung steuerst du ihn an?
 - welchen Strom bietest du ihm am Gate zum Umschalten an?
 - wie oft muss er schalten?
 - was für eine Last hast du dran?

von Benedikt K. (benek)


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Hier die Testschaltung mit der ich den (danke ;) MOSFET ansteuer. In der 
endgültigen Schaltung ersetze ich den 10K Widerstand und den Schalter 
natürlich gegen einen µC Pin

von g457 (Gast)


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..und wie bekommst Du die 4A durch den 220R Widerstand?

von Benedikt K. (benek)


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g457 schrieb:
> ..und wie bekommst Du die 4A durch den 220R Widerstand?

Natürlich tut mir leid die Schaltung falsch... Gleich kommt die 
verbesserte

von Benedikt K. (benek)


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Okay so hab ichs aufgebaut. In der Eile habe ich natürlich die 
Versorgungsspannung verwechselt.

von ZD (Gast)


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Aus was besteht die 5V Quelle? Netzteil, Akku, Solarzelle...?

von Benedikt K. (benek)


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Ein regelbares Netzteil...

von Benedikt K. (benek)


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Also wenn ich das richtig sehe berechne ich die Erwärmung so:

Ptot = I^2*R => 4A^2 * 35mOhm = 560mW

deltaT = Ptot * Rt => 0,56W * 62 K/W = 34,72K

(Alle Daten sind aus dem Datenblatt entnommen: 
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlz34n.pdf)

Bei einer Raumtemperatur von 25° dürfte die Temperatur am Gehäuse als 
höchstens knapp 60°C betragen. Warum erwärmt sich der MOSFET bei mir 
aber bis mind. 110°?

MfG Bene

: Bearbeitet durch User
von K.M. (Gast)


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Rechnung ist prinzipiell in OK.
Bei 110°C an der Mounting Base ist allerdings der RDSon schon 1.5mal 
grösser als bei 25°C, siehe DB.

Messe mit dem Multimeter nochmal UGS UDS am MOSFET und den Strom durch 
deine Last nach. Entspricht alles den erwarteten Werten?

RDSon kannst direkt am MOSFET Messen in dem du die Last abklemmst und 
bei UGS 5V mit dem Multimeter den Widerstand zwischen DS misst.

Hast du einen fliegenden Aufbau auf dem Steckbrett und die Erwärmung 
entsteht durch einen zu grossen Übergangswiderstand am MOSFET?

von Benedikt K. (benek)


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Habe heute die Schaltung nochmal aufgebaut. Leider selbes Problem

K.M. schrieb:
> Messe mit dem Multimeter nochmal UGS UDS am MOSFET und den Strom durch
> deine Last nach. Entspricht alles den erwarteten Werten?

UGS = 5V
UDS = 0V

Strom: 2,31A

Passt also alles.

K.M. schrieb:
> RDSon kannst direkt am MOSFET Messen in dem du die Last abklemmst und
> bei UGS 5V mit dem Multimeter den Widerstand zwischen DS misst.

Der Widerstand passt auch.

K.M. schrieb:
> Hast du einen fliegenden Aufbau auf dem Steckbrett und die Erwärmung
> entsteht durch einen zu grossen Übergangswiderstand am MOSFET?

Ja ist auf einem Steckbrett aufgebaut. Wenn der Übergangswiderstand zu 
hoch wäre, sollte sich doch das Breadboard erwärmen und nicht der MOSFET 
oder?

von Falk B. (falk)


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Drain und Source vertauscht? Kannst du den MOSFET sperren, wenn du den 
Taster nicht drückst?

von Benedikt K. (benek)


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Falk Brunner schrieb:
> Drain und Source vertauscht? Kannst du den MOSFET sperren, wenn du den
> Taster nicht drückst?

Ja, das kein Problem

mfg Bene

von MaWin (Gast)


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Benedikt K. schrieb:
> ich will mit dem IRLZ34N 5V bei maximal knapp 4A schalten. Schon bei 3A
> wird das (,die, der?) MOSFET trotz (kleinem) Kühlkörper extrem heiß

Wenn du SCHALTEN würdest, wird der MOSFET gar nicht heiss. Nur im halb 
durchlässigen analogen Betrieb kann er unter den Bedingungen überhaupt 
heiss werden.

> Okay so hab ichs aufgebaut.

Wie willst du den MOSFET mit schlappen 5V am gate denn EINSCHALTEN ?

Zum EINSCHALTEN steht auch im Datenblatt deutlich, brauchst du 10V.

"Continuous Drain Current VGS at 10 V"

Ein IRLZ34 würde bei 5V ganz eingeschaltet sein.

"Static Drain-to-Source On-Resistance 0.046 VGS = 5.0V, ID = 16A"

> Also wenn ich das richtig sehe berechne ich die Erwärmung so:
> Ptot = I^2*R => 4A^2 * 35mOhm = 560mW

Die Formel gilt mit 35mOhm nur BEI 10V UGS

> Ein regelbares Netzteil...

Dreh's halt mal auf 12V auf.

von MaWin (Gast)


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Sorry, ich lese gerade, du HAST den LogicLevel Typen IRLZ34
und nicht den IRFZ34.
Brechen deine 5V unter 4A Belastung auf weniger Volt zusammen ?

von Bastler (Gast)


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Hallo,

das ist jetzt nicht böse gemeint, da Murphy aber gerne hinterhältig 
zuschlägt:

Hat du auch kontrolliert ob es wirklich ein IRLZ43N ist ? (Also den 
Aufdruck kontrolliert).

Das klingt jetzt eventuell etwas bescheuert - aber auch der Versender 
kann mal einen Fehler machen und dir einen falschen Typ geliefert haben 
- und auf die einfachsten Ideen kommt mann oft zuletzt.

Bastler

von Benedikt K. (benek)


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Bastler schrieb:
> Hallo,
>
> das ist jetzt nicht böse gemeint, da Murphy aber gerne hinterhältig
> zuschlägt:
>
> Hat du auch kontrolliert ob es wirklich ein IRLZ43N ist ? (Also den
> Aufdruck kontrolliert).
>
> Das klingt jetzt eventuell etwas bescheuert - aber auch der Versender
> kann mal einen Fehler machen und dir einen falschen Typ geliefert haben
> - und auf die einfachsten Ideen kommt mann oft zuletzt.
>
> Bastler

Nein es ist tatsächlich ein IRLZ34N ;)

MfG Bene

von Conny G. (conny_g)


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Und Du schaltest nur einfach und machst kein PWM?

von Benedikt K. (benek)


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MaWin schrieb:
> Brechen deine 5V unter 4A Belastung auf weniger Volt zusammen ?

Natürlich. Da lag der Fehler. Habe jetzt Steuerstrom von Arbeitsstrom 
getrennt und siehe da: Es funktioniert. Danke!

MfG Bene

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