Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET nur mit Last an der Source


von Jens (Gast)


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Hallo zusammen,
also folgendes:

+12V --- Widerstand --- Motor --- GND

Ist grob die Schaltung wie der Motor im Autogebläse geregelt wird. 
Besagter Widerstand hat sich in Rauch aufgelöst und kostet neu ein 
Vermögen, gebraucht nicht zu bekommen.

Nun habe ich ein IRFZ 44NS genommen und folgendes gebastelt um dann 
später den Motor per PWM zu regeln:

+12V --- IRFZ --- Motor --- GND
          |
         Rgate 100Ohm
          |
+12V -----

Funktioniert im Prinzip, allerdings wird der FET bei 10A des Motor so 
heiß, daß er sich selbst auslötet.

Sieht jemand eine Lösung, daß der FET nur lauwarm wird. Klar eigentlich 
würde man die Position in der Schaltung von FET und Motor tauschen, das 
ist aber durch die Verdrahtung nicht ohne weiteres möglich.
Danke vorab.

von Helge A. (besupreme)


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Schau dir an, wieviel Spannunge der Mosfet zum Schalten braucht. Das 
geht nicht so.
Entweder legst 20V ans Gate oder nimmst einen pmos.

von Jens (Gast)


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mangels 20V nehm ich einen PMOS ... wieso hat man nie in der Schublade 
was man braucht :(

danke

von Achim_42 (Gast)


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mach doch ne Bootstrap. Dann kannst mit PWM auch den N-Kanal nehmen.

von Jobst M. (jobstens-de)


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... oder Du legst den FET hinter den Motor. Sofern möglich.


Gruß

Jobst

von Anja (Gast)


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Jens schrieb:
> mangels 20V nehm ich einen PMOS ... wieso hat man nie in der Schublade
> was man braucht :(

Ich würde einen BTS555 (o.ä.) bei 100 Hz Ansteuerung nehmen. Der 
verkraftet dann auch den Anlaufstrom wenn der Lüfter im Winter etwas 
schwergängig ist.

Gruß Anja

von Micha (Gast)


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Irgendeinen BTSxxx (z.B. 432) als High-Side-Switch oder den vorhandenen 
als Low-Side zwischen Motor und GND.

von Ralf (Gast)


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@Helge

Wieso sind 20V nötig?Ist doch die maximale Belastung.
Laut Figure 3 im Datenblatt bei reichelt ist mindestens 4-5V nötig. Und 
hat er ja!

@Problem

Hast du einen Kühlkörper am MOSFET?

von Oliver R. (orb)


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> Und
> hat er ja!

Nö. Wenn der Fet durchschaltet hat er etwa 0V Vgs weil die Source auf 
12Volt angehoben wird.
Es stellt sich also ein Arbeitspunkt bei Vgs=Vds mit etwa 3Volt ein, 
also irgendwas bei 12-15Watt die der Fet abführen muß. Sportlich im 
D-Pak-Gehäuse.

von Micha (Gast)


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Ralf schrieb:
> Wieso sind 20V nötig?Ist doch die maximale Belastung.
> Laut Figure 3 im Datenblatt bei reichelt ist mindestens 4-5V nötig. Und
> hat er ja!
Weil er einen N-Kanal-FET eingesetzt hat, bei dem Vgs positiv sein muss, 
daher braucht er >12V. Die hat er nicht, egal ob es jetzt 16V oder 20V 
sind...

von Di P. (drpepper) Benutzerseite


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Das hohe R am Gate verlangsamt den Anstieg. So betreibst du den MosFET 
bei jedem Einschalten eine zeitlang im Sättigungsbereich, bei dem er 
einen weitaus höheren Rds_on hat als im durchgeschalteten Fall.

==> Bau eine ordentliche Treiberschaltung davor.
Und überleg dir mal, ob n-Kanal zwischen Motor und Masse nicht besser 
passt...

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Ralf schrieb:
> Wieso sind 20V nötig?

Weil du 10V mehf brauchdt als am Source anliegrn, und dort sollen ja 12V 
sein damjt der Lüfter läuft.
Das Diagramm 3 gibt typische Werte ab, aber UGSth schwankt um 1:2, also 
können die Kurven auch erste bei 1.4-facher Gate-Spannung erreicht 
werden oder schon bei 0.7-facher.
Du solltest einen PMOSFET verwenden, den kannst du mit 12V (aus) und 0V 
(an) ansteuern, aber vergiss nicht die Freilaufdiode am Lüftermotor und 
lege alle Bauteile auf den Anlaufstrom=Blockierstrom= 
Betriebsspannung/Innenwiderstand aus, der recht hoch ist.
Achte auch auf die Spannungsspitzen im Bordnetz..

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Du merkst langsam  vielleicht, warum Autohersteller bis vor 10 Jahren 
Schwierigkeiten hatten mit billiger PWM und lieber Vorwiderstände 
verwendet haben.

von wendelsberg (Gast)


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Jens schrieb:
> kostet neu ein
> Vermögen, gebraucht nicht zu bekommen.

Sowas kauft man ja auch nicht beim Autohaendler.

Was denkst Du wird ein R mit 1...5 Ohm und 25W kosten?

http://www.reichelt.de/25-Watt-axial/25W-METALL-1-0/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=5273&ARTICLE=110717&SHOW=1&OFFSET=16&;

2,05 EUR, selbst wenn Du davon 10 in Reihe schalten musst, weit entfernt 
von ... Vermögen.

wendelsberg

von Micha (Gast)


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wendelsberg schrieb:
> 2,05 EUR, selbst wenn Du davon 10 in Reihe schalten musst, weit entfernt
> von ... Vermögen.
Kommt auf den entstehenden Integrationsaufwand an...

von Helge A. (besupreme)


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Ralf schrieb:
> Wieso sind 20V nötig?

Denk an Einstein. Alles ist relativ ;)

Die Spannung bei deiner Schaltung zwischen Gate und deiner Last muß 
positiv sein.

Und so'n PMOS kost auch nit viel.

von S. K. (hauspapa)


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Ich weis nicht was Du fährst, für meinen Golf 3 kostet so ein Teil im 
Versandhandel 10Eur plus Versand. Dafür würde ich mir das basteln 
sparen.

viel Erfolg
Hauspapa

von Jens (Gast)


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da bin ich wieder, mit meinem "Vorwiderstand"

also Papa fährt einen Japaner - Ersatzteil 60€ und das im Internet, ich 
frag lieber nicht was es beim Händler kostet

ich könnts natürlich bestimmt auch gebraucht auftreiben, aber so lausig 
wie das aussieht, wer weiß wie lange es hält - habe sowieso was bei 
Reichelt bestellen müssen, also 3 P-Chanel mitbestellt, Rest liegt noch 
rum ... Sonntag gibts hoffentlich wieder Stufe 1 2 und 3, statt nur 4

von Jens (Gast)


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so, alles zurück auf Anfang - habe mir ein paar IRFR/U5305 bestellt, 
allerdings bleibt das Problem - das P-Channel fungiert mehr als Heizung 
nicht als Schalter

+12V --- S IRFZ D --- Motor --- GND
          G
          |
         Rgate 100Ohm
          |
          ----- GND

selbst bei 2 A wirds so heiß, daß sich das FET auslötet, an 10 bzw. 31 
laut Datenblatt nicht zu denken

also bin ich wieder ratlos

von Jens (Gast)


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also ich glaub ich werd jetzt Bienenzüchter oder so ...

zwischen Drain und Source fallen 4,5V ab, was erklärt, daß es kocht aber 
wieso. Erschwerend kommt hinzu, daß wenn ich den Aufbau auf dem Tisch 
betreibe und statt nem Motor ein Lastwiderstand verwende, dann fallen 
60mV über Drain und Source ab.
Irgendwas muß ich übersehen haben, aber was?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Welche Spannung hast Du zwischen Gate und Drain, wenn das Ding am Motor 
hängt? (Nein, ich meine nicht zwischen Gate und Source)


Gruß

Jobst

von Achim S. (Gast)


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Steuerst du das Teil statisch an, oder schon per PWM? Im PWM-Fall fehlt 
die Freilaufdiode (was beim funktionerenden Aufbau mit Lastwiderstand 
nicht stört).

von Manfred G. (magroma)


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Jens schrieb:
> Nun habe ich ein IRFZ 44NS genommen und folgendes gebastelt um dann
> später den Motor per PWM zu regeln:
>
> +12V --- IRFZ --- Motor --- GND
>           |
>          Rgate 100Ohm
>           |
> +12V -----

Tausch mal den Fet mit dem Motor, dann sollte es gehen.

 +12---Motor---IRFZ---GND
                 |
                100
                 |
                +12V

von Jobst M. (jobstens-de)


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Manfred G. schrieb:
> Tausch mal den Fet mit dem Motor, dann sollte es gehen.

Sicher nicht ...

von Jens (Gast)


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also ein Freilaufdiode habe ich und im Moment ist noch alles statisch

die Position wie der Motor an GND hängt kann ich nicht so ohne weiteres 
ändern - wenn ich ein N-Chanel nehme und an der Gate 20V anlege gehts 
super (Bootstrap) aber ich woltle ja den einfacheren Weg mti P-Chanel 
gestreiten

von Manfred G. (magroma)


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Jobst M. schrieb:
> Sicher nicht ...

mit einem N-Fet geht das aber sicher.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Manfred G. schrieb:
> mit einem N-Fet geht das aber sicher.

Stimmt. Vielleicht solltest Du das hier aber einfach mal alles lesen ...


Gruß

Jobst

von Manfred G. (magroma)


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Jobst M. schrieb:
> Stimmt. Vielleicht solltest Du das hier aber einfach mal alles lesen ...

Hab ich doch, was ist mir entgangen?

von Oliver R. (orb)


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Manfred G. schrieb:
> Hab ich doch, was ist mir entgangen?

Nur, daß er inzwischen auf P-Fet umgestiegen ist, könnte ein Unterschied 
sein.

von Manfred G. (magroma)


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Oliver R. schrieb:
> Nur, daß er inzwischen auf P-Fet umgestiegen ist, könnte ein Unterschied
> sein.

Dir ist entgangen das sich mein Beitrag auf den allerersten Text bezieht 
und wenn er den N-fet nicht weggeworfen hat, dann kann er das so bauen. 
Natürlich mit PWM ansteuern.

von Bernd K. (bmk)


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Jens schrieb:
> so, alles zurück auf Anfang - habe mir ein paar IRFR/U5305 bestellt,
> allerdings bleibt das Problem - das P-Channel fungiert mehr als Heizung
> nicht als Schalter
>
> +12V --- S IRFZ D --- Motor --- GND
>           G
>           |
>          Rgate 100Ohm
>           |
>           ----- GND
>
> selbst bei 2 A wirds so heiß, daß sich das FET auslötet, an 10 bzw. 31
> laut Datenblatt nicht zu denken
>
> also bin ich wieder ratlos

Die Schaltung ist grundsätzlich richtig. Ich gehe mal davon aus, dass
statt dem IRFZ der IRFR5305 eingebaut ist. Bei 2A Last hat das Teil
eine Verlustleistung von I² x R = 4 x 0,065 = 0,26W zu verheizen.
Da darf nichts heiss werden, höchstens leicht warm. Rgate ist hier
(ohne PWM) überflüssig, verdirbt aber nichts. Gate kann direkt an GND.

Also nochmal kontrollieren: Pin1 (Gate) an GND, Pin2 (Drain) an Last,
Pin3 (Source) an +12V.

Was hier in den Beiträgen gerne übersehen wird, ist die Tatsache, dass
die meisten Verbraucher im KFZ einseitig mit GND fest verklöppelt sind, 
wie z.B. Anlasser, Lichtmaschine, Motoren usw. Will man diese mit einem
MOSFET ansteuern, geht das auf einfache Weise nur mit einem P-MOSFET
oder weniger einfach mit einem N-MOSFET per Bootstrap / Level-Shifter.

Letzteres gibt es auch fertig in einem Gehäuse, wie der bereits
genannte BTS555, der auch auf alle Widrigkeiten im KFZ konditioniert
ist.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Jobst M. schrieb:
> Welche Spannung hast Du zwischen Gate und Drain, wenn das Ding am Motor
> hängt? (Nein, ich meine nicht zwischen Gate und Source)

Wurde meine Frage eigentlich gesehen?


Gruß

Jobst

von Micha (Gast)


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Bist du sicher dass die restliche Schaltung passt? Motor hat keinen 
Kurzschluss? Freilaufdiode nicht verpolt?

von Udo S. (urschmitt)


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Treiber schnell und kräftig genug?
Das Gate kriegt zum sperren auch 12V! und nicht nur 5V vom µC?

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