Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem: Magnetventil mit PWM über MOSFET


von Philipp F. (Gast)


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Servus!

Um ein Magnetventil per PWM anzusteuern verwende ich die angehängte 
Schaltung. Um die Schaltung zu testen bedeutet das erstmal, dass am 
PWM-Pol im Schaltplan das Potential im Sekundentakt zwischen 5V und 0V 
wechselt.

Im Grunde funktioniert die Schaltung, leider schaltet jedoch das 
Magnetventil nicht um da, wenn der MOSFET den Strom durchlässt, nur eine 
Spannung von 0,5V über das Magnetventil fließt (allerdings im 
Sekundentakt, wie vom PWM vorgegeben). Unter 24V schaltet es nicht.

Wenn ich den Widerstand R1 entferne (Luftbrücke) schaltet das 
Magnetventil! Allerdings wird dann natürlich das Feld vom MOSFET nicht 
schnell genug abgebaut und das Magnetventil bleibt geöffnet.

Im Moment habe ich echt keine Ahnung woran es liegen könnte. Würde mich 
über einen Hinweis freuen!

von Tom K. (ez81)


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Welche Spannung liegt am Gate?

von Peter II (Gast)


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Philipp F. schrieb:
> Wenn ich den Widerstand R1 entferne (Luftbrücke) schaltet das
> Magnetventil!

dann bricht die PWM Spannung zusammen. Woher kommt das PWM Signal?

von Philipp F. (Gast)


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Ich messe am Gate 3,4V.

von Matthias L. (Gast)


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Der IRFZ44 braucht weit mehr als 5V um voll durchzusteuern. Du solltest 
da mit (10..15)V arbeiten.

Und wozu soll die Diode am Gate gut sein? Wenn die da ist, kann die 
LO-PWM das Gate nicht entladen. Dann würde ich mindestens den 100k-R auf 
10k oder noch weniger verkleinern. Je nach gewünschter PWM-Frequenz

von Philipp F. (Gast)


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Peter II schrieb:
> Philipp F. schrieb:
>> Wenn ich den Widerstand R1 entferne (Luftbrücke) schaltet das
>> Magnetventil!
>
> dann bricht die PWM Spannung zusammen. Woher kommt das PWM Signal?

Das PWM Signal kommt aus einem C-Control I, das ich entsprechend 
programmiert habe.

von ich (Gast)


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Versuchs mal mit deinem Logic Level FET. Deiner fängt bei Vgs=5V gerade 
mal an zu leiten, ist also keinesfalls durchgesteuert, um das Ventil zu 
schalten.
Oder du bringst deine PWM von 5V auf 10V, dann hat er einen Rds_on von 
28 Milliohm. Eine von beiden Möglichkeiten kannst du dir aussuchen.

von Philipp F. (Gast)


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Matthias Lipinsky schrieb:
> Der IRFZ44 braucht weit mehr als 5V um voll durchzusteuern. Du
> solltest
> da mit (10..15)V arbeiten.
>
> Und wozu soll die Diode am Gate gut sein? Wenn die da ist, kann die
> LO-PWM das Gate nicht entladen. Dann würde ich mindestens den 100k-R auf
> 10k oder noch weniger verkleinern. Je nach gewünschter PWM-Frequenz

Die Diode ist eine Leuchtdiode, damit ich sehe wann Strom fließt. Hab 
ich nur nicht richtig gekennzeichnet am Plan.

Dass ich mehr Spannung brauche ist schlecht - ich kriege von meinem 
C-Control  maximal 5V und habe keine weiteren Bauteile mehr zur 
Verfügung. Danke trozdem für den Hinweis!

von Peter II (Gast)


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Philipp F. schrieb:
> Ich messe am Gate 3,4V.

da stimmt doch was nicht. Selber wenn durch die Diode 0,6V abfallen wo 
ist dann der Rest von den 5V?

Miss mal direkt an der C-Control was dort rauskommt.

von ich (Gast)


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Philipp F. schrieb:
> ich kriege von meinem
> C-Control  maximal 5V

Dann bleibt dir nur die Möglichkeit, einen Logic Level Fet zu verwenden, 
der steuert bei 5V schon durch.

von Peter II (Gast)


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Philipp F. schrieb:
> Die Diode ist eine Leuchtdiode, damit ich sehe wann Strom fließt. Hab
> ich nur nicht richtig gekennzeichnet am Plan.

dann ist es ja klar.

eine LED sollte man mit einen Widerstand gegen Masse und nicht in Reihe 
zum FET schalten.

von Philipp F. (Gast)


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Am C-Control kommen genau 5V raus...

Peter II schrieb:
> Philipp F. schrieb:
>> Ich messe am Gate 3,4V.
>
> da stimmt doch was nicht. Selber wenn durch die Diode 0,6V abfallen wo
> ist dann der Rest von den 5V?
>
> Miss mal direkt an der C-Control was dort rauskommt.

Beim C-Control kommen direkt 5V raus, habe ich schon gemessen.

von Matthias L. (Gast)


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>Die Diode ist eine Leuchtdiode, damit ich sehe wann Strom fließt.

Ok. Dann musst du aber den Vorwiderstand der LED, also deinen 100k-R 
auch so dimensionieren, das ein sinnvoller Strom für die LED entsteht. 
SOnst fallen deine ganzen 5V an dieser LED ab und es bleibt nichts mehr 
fürs Gate.

Aber selbst dann bringt das so nichts, denn die LED braucht so 2V. Dann 
hast Du nur noch 3Vmax. für das Gate übrig. Das schafft wohl nicht mal 
ein LogicLevel-FET. Und der IRFZ44 ist, wie schon gesagt, nicht mal so 
einer...

von Philipp F. (Gast)


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Also 1. LED entweder weg oder mit Widerstand vor die Masse,
2. anderen FET oder mehr Gatespannung.

Danke für eure Hilfe, ihr seid echt sehr fix :)

von Philipp F. (Gast)


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Als kleines Update: Ich habe die LED entfernt und der MOSFET schaltet 
(zum Glück) voll durch. Darauf wäre ich vermutlich nie gekommen. Danke!

von Peter II (Gast)


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Philipp F. schrieb:
> Als kleines Update: Ich habe die LED entfernt und der MOSFET schaltet
> (zum Glück) voll durch

das macht er bestimmt nicht. Aber es reicht vermutlich für dich aus.

von MaWin (Gast)


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Philipp F. schrieb:
> Also 1. LED entweder weg oder mit Widerstand vor die Masse,
> 2. anderen FET oder mehr Gatespannung.

Du brauchst sowieso einen anderen FET.
Bei deinem stand nicht dran, dass er mit Logikpegeln, also 5V, voll 
einschaltet.

Und die LED wird bei 100k sowieso nicht hell leuchten und klaut dir 2V.

Schalte die LED doch mit passendem Vorwiderstand parallel zur Spule.

von Fidi G. (fuddl)


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Hallo zusammen,
ich habe auch mal mit der C-Control gearbeitet.
Und habe eine kleine Schaltung gebaut (für 24V/DC) die es ermöglicht mit 
einem TTL einen normalen N-Kanal Mosfet anzusteuern.

Wenn noch Interesse besteht schau ich mal nach.

MFG
Fidi

von Peter II (Gast)


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MaWin schrieb:
> Du brauchst sowieso einen anderen FET.
> Bei deinem stand nicht dran, dass er mit Logikpegeln, also 5V, voll
> einschaltet.

scheinbar nicht, denn wie er schreibt geht es ohne LED. Der Fet muss bei 
ihn nicht voll durchschalten.

von ich (Gast)


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Peter II schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Du brauchst sowieso einen anderen FET.
>> Bei deinem stand nicht dran, dass er mit Logikpegeln, also 5V, voll
>> einschaltet.
>
> scheinbar nicht, denn wie er schreibt geht es ohne LED. Der Fet muss bei
> ihn nicht voll durchschalten.

Auch wenn es "geht", schaltet der Fet auf keinen Fall voll durch. Das 
wird er merken, wenn das Ventil mal längere Zeit eingeschaltet ist und 
sich der FET erwärmt, weil er eben nicht voll duchschaltet und damit 
noch einen relativ hohen Rds_on hat.

von Peter II (Gast)


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ich schrieb:
> Auch wenn es "geht", schaltet der Fet auf keinen Fall voll durch. Das
> wird er merken, wenn das Ventil mal längere Zeit eingeschaltet ist und
> sich der FET erwärmt, weil er eben nicht voll duchschaltet und damit
> noch einen relativ hohen Rds_on hat.

hast du mal ins Datenblatt geschaut? Bei 4,5V hat er schon weniger als 1 
Ohm.

bei 5V und eventuell 0,8Ohm und 250mA ist das noch keine Verlustleistung 
wo man sich Gedanken machen muss.

von ich (Gast)


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Peter II schrieb:
> ich schrieb:
>> Auch wenn es "geht", schaltet der Fet auf keinen Fall voll durch. Das
>> wird er merken, wenn das Ventil mal längere Zeit eingeschaltet ist und
>> sich der FET erwärmt, weil er eben nicht voll duchschaltet und damit
>> noch einen relativ hohen Rds_on hat.
>
> hast du mal ins Datenblatt geschaut? Bei 4,5V hat er schon weniger als 1
> Ohm.
>
> bei 5V und eventuell 0,8Ohm und 250mA ist das noch keine Verlustleistung
> wo man sich Gedanken machen muss.

Da hast du schon recht. Mir gehts nur darum, daß dieses "geht schon so, 
für dich reicht's" auch ziemlich schnell in die Hose gehen kann. Er ist 
der Meinung, alles ist in Ordnung, weil der Fet ja durchschaltet (obwohl 
er noch weit im Analogbereich ist). Jetzt kommt er auf die Idee, einen 
größeren Verbraucher ranzuhängen (der Fet hat ja im durchgeschalteten 
Zustand recht wenig Verlustleistung). Da er aber nicht richtig 
durchgeschaltet hat, kann das dann schief gehen.
Du hast für den speziellen Fall recht, das kann man machen. Aber ich 
möchte, wenn ich was baue, eine saubere Lösung haben. Wenn ich etwas 
schalten will, dann soll der FET nicht mehr im Analogbetrieb sein.

Kannst du mich verstehen? Ist doch nicht bös gemeint, ich habe leider 
dieses "das geht schon so" schon viel zu oft gehört. Und dann war das 
Gejammer groß, wenn es bei veränderten Bedingungen nicht mehr 
funktionierte.

von Philipp F. (Gast)


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ich schrieb:
> Mir gehts nur darum, daß dieses "geht schon so,
> für dich reicht's" auch ziemlich schnell in die Hose gehen kann. Er ist
> der Meinung, alles ist in Ordnung, weil der Fet ja durchschaltet (obwohl
> er noch weit im Analogbereich ist).

Danke für den Hinweis. Diese Schaltung ist sowieso nur proof-of-conzept; 
ich habe genau die Komponenten zur Verfügung gehabt und sonst nichts. 
Ich nehme zur Kenntnis, dass der FET nicht komplett durchschaltet und 
deswegen eine erhöhte Verlustleistung entsteht; trotzdem werden an 
dieser Schaltung nie mehr als 24V hängen und für den realen 
Anwendungsfall werde ich einen FET suchen, der bei 5V komplett 
durchschaltet.

von MaWin (Gast)


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Peter II schrieb:
> scheinbar nicht, denn wie er schreibt geht es ohne LED. Der Fet muss bei
> ihn nicht voll durchschalten

Eine Schaltung soll nicht nur Donnerstag bei schönem Wetter 
funktionieren, sondern immer, also mit Bauteilwerten laut Datenblatt, 
damit man nicht nur DIESEN IRFZ44 sondern, beidpirlsweise nachdem man 
ihn ersetzen muss weil rr durchbrennt JEDEN IRFZ44 nehmen kann.


Peter II schrieb:
> hast du mal ins Datenblatt geschaut? Bei 4,5V hat er schon weniger als 1
> Ohm.

Das steht dort nicht.
Dort ist einzig ein garantierter RDSon bei 10V UGS angegeben.

Du machst dem typischen Laienfehler, aus einen 'typischen' Diagramm für 
IDS/UGS irgendwelche einzuhaltenden Werte ablesen zu wollen.

Für die 4.5V Kurve im Diagramm können durchaus auch 6.3V oder 3.15V 
nötig sein, denn die UGS schwankt je nach MOSFET Exemplar und 
Rahmenbedingungen locker um 1:2 wie man aus der UGS(th) Datenblattangabe 
erkennen kann.

Aber du bist nicht der erste Anfänger, der das übersieht.

von Mike (Gast)


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Peter II schrieb:
> das macht er bestimmt nicht. Aber es reicht vermutlich für dich aus.

Bei 4,5V UGS sollte der IRFZ44 doch wohl 10A steuern können. Wo siehst 
du da Probleme für die 0,3A des Magneten?

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