Sinnloses MOSFET-Sterben

Ist Drain irgendwie gegen Überspannung geschützt?

Fabian schrieb:
> Kann mir das jemand erklären?

Fabian schrieb:
> bei einer recht einfachen Stroboskopschaltung:
> -5 30W LEDs in Parallelschaltung an 35V und Drain

Schaltung zu einfach? Fehlende Strombegrenzung pro 30W-LED?

Du hast keine Strombegrenzendes Element.
Vermutlich überschreitest du einfach die SOA.
Dazu würden wir aber mehr Angaben deinerseits brauchen.

Die 35 Volt werden durch PC-Netzteile erzeugt und über Z-Dioden 
(Crowbar) vor Überspannung geschützt, sollte also ausreichen. Der FET 
kann bis zu 55V Vds, da ist noch genug Luft nach oben.

Bei 35V lassen die LEDs nicht mehr als 3A (insgesamt) durch. Es ist auch 
eine 10A-Sicherung (3,15A halten auch) zwischen 35V und den LEDs.

Fabian schrieb:
> -10k R von Gate nach GND

Der ist natürlich Quatsch.

Fehlt nicht noch ein LED Vorwiderstand?

Hast du einen Elko parallel zu den LEDs?

5A schafft ein IRLZ34 locker.

MaWin schrieb:
> Fabian schrieb:
>> -10k R von Gate nach GND
>
> Der ist natürlich Quatsch.
>
Richtig, aber ohne ihn gibts ohne Source-Gate Verbindung Dauerleuchten.

> Fehlt nicht noch ein LED Vorwiderstand?
Die scheinen sich "selbst zu regulieren", s.o.

>
> Hast du einen Elko parallel zu den LEDs?
Nicht parallel zu den LEDs, mehrere parallel zur Versorgungsspannung 
(vor der Sicherung)

>
> 5A schafft ein IRLZ34 locker.
Ja, eben...

Mach mal ein Bild von deinem Aufbau. Der Mosfet muss gegen überspannung 
direkt an Drain-Source geschützt werden. Ich vermute du hast lange Kabel 
zu den Leuchtdioden (=induktivität), was dir beim Ausschalten eine 
Überspannung gibt...

>Mach mal ein Bild von deinem Aufbau. Der Mosfet muss gegen überspannung
>direkt an Drain-Source geschützt werden. Ich vermute du hast lange Kabel zu
>den Leuchtdioden (=induktivität), was dir beim Ausschalten eine Überspannung
>gibt...

Pro LED 15cm lang, alle laufen zusammen, sollte funktionieren.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass beim Abschalten eine so hohe 
Spannung anliegt, oder verschätze ich mich total?

12V Zener direkt ans Gate! Das ist das allererste. Selbst schwache 
elektrostatische Entladungen können einen dicken MOSFET killen.

Fabian schrieb:
> sterben nach mehrmaligem Auslösen (Gate auf 5V) die MOSFETs (Widerstand
> zw. Gate und Source <1k).

Was heißt "sterben"?

Wie steuerst du deine FETs an. Ist sicher gestellt, das U_gs nie über 
10V geht?

Mike schrieb:
> Fabian schrieb:
>> sterben nach mehrmaligem Auslösen (Gate auf 5V) die MOSFETs (Widerstand
>> zw. Gate und Source <1k).
>
> Was heißt "sterben"?
Schalten entweder dauernd, gar nicht mehr oder lassen immer <0.1A durch. 
Der GS-Widerstand ist dabei schwindend gering.

> Wie steuerst du deine FETs an. Ist sicher gestellt, das U_gs nie über
> 10V geht?
Zum einen über einen Taster, der über 60kOhm mit dem Gate-GND Widerstand 
einen 5V Spannungsteiler bildet, zum anderen direkt über einen Arduino, 
der anscheinend tatsächlich den FET schnell genug ansteuern kann.. Ich 
weiß, dem AVR wird es nicht gerade gut tun, aber mehr als 5V sind 
nirgendwo.

Ulrich H. schrieb:
> Die parasitäre Induktivität sollte nicht so viel Energie liefern können
> um den MOSFET einfach so über U_DS zu zerstören.
>
> Ein Problem kann ggf. eine Induktivität in der Gate Leitung sein, weil
> damit ggf. dort ein zu hohe Spannung entstehen kann. ggf. fängt das
> ganze auch an zu schwingen (ggf. im UKW Bereich) und überschreitet so
> irgendeine Grenze des ICs.
Wie kann man so eine Schwingung am effektivsten verhindern? Kleine Spule 
am Gate?

> Ein Bild vom Aufbau und ein vernünftiger Plan wäre schon hilfreich.
> Auch die LEDs sollte man noch genauer angeben - das sollte mehr als nur
> 1 Chips sein ?
Es sind 5x30W LEDs von irgendeinem chinesischen Ebay-Händler; gabs recht 
billig. Mehr Infos kanh ich morgen liefern!

Die Schaltung hat ein Freund von mir aufgebaut, deshalb habe ich da 
gerade keinen Zugriff drauf.

Fabian schrieb:
>> Fehlt nicht noch ein LED Vorwiderstand?
> Die scheinen sich "selbst zu regulieren", s.o.

Aber nur nachts...

Ohne Begrenzungsmaßnahme und niederohmigerer (weil schnellerer) 
FET-Ansteuerung gibt es weiterhin Tote.

Fabian schrieb:
> Die scheinen sich "selbst zu regulieren", s.o.

NEIN DAS TUN SIE MIT SICHERHEIT NICHT.

Wir brauchen nicht wirklich zu fragen, welche Dutzenden von Fehlern du 
noch gemacht hast, aber zu Aufbau und Ansteuerung und Verdrahtung lieber 
verschwiegen hast, ebenso wie das Datenblatt zur LED und ein Photo vom 
Aufbau der Verdrahtung.

"Mehrere PC Netzteile" ist ja schon abenteuerlich, und crow bar noch 
abenteuerlicher, ich kenne keine Z-Diode die es nicht auf der Stelle 
zerblasen würde.

MaWin schrieb:
> Fabian schrieb:
>> -10k R von Gate nach GND
>
> Der ist natürlich Quatsch.

Der 10k Pulldown macht schon Sinn:

Wenn die Ansteuerung hochohmig ist - das ist bei Controllerports oft im 
Reset der Fall - kann das Gate des FET durch Leckströme aus dem Port 
irgendwohin anders als 0V driften.
In dem Fall kann der FET irgendwie teilweise oder ganz einschalten dann 
leuchten die LED. Das will man möglicherweise nicht.

Daher macht man einen Pulldown ans Gate, wie das der TP gemacht hat. Das 
hat schon seinen Sinn - der zieht das Gate halt gegen 0V, damit ist 
Ruhe.

irgendsoeingast123 schrieb:
> Der 10k Pulldown macht schon Sinn:

Aber nicht in dem Fall:

Fabian schrieb:
>> Wie steuerst du deine FETs an. Ist sicher gestellt, das U_gs nie über
>> 10V geht?
> Zum einen über einen Taster, der über 60kOhm mit dem Gate-GND Widerstand
> einen 5V Spannungsteiler bildet,

(Sie werden alle weiterhin sterben...)

(Aber prinzipiell natürlich ein PullDown - nur anders.)

>> Zum einen über einen Taster, der über 60kOhm mit dem Gate-GND Widerstand
>> einen 5V Spannungsteiler bildet,
>
>(Sie werden alle weiterhin sterben...)

Weil die FETs zu langsam aufsteuern und heiss werden...

mhh schrieb:
> Fabian schrieb:
>>> Fehlt nicht noch ein LED Vorwiderstand?
>> Die scheinen sich "selbst zu regulieren", s.o.
>
> Aber nur nachts...
>
> Ohne Begrenzungsmaßnahme und niederohmigerer (weil schnellerer)
> FET-Ansteuerung gibt es weiterhin Tote.
Ja, ist wohl auf Dauer sicherer.

MaWin schrieb:
> Fabian schrieb:
>> Die scheinen sich "selbst zu regulieren", s.o.
>
> NEIN DAS TUN SIE MIT SICHERHEIT NICHT.
>
> Wir brauchen nicht wirklich zu fragen, welche Dutzenden von Fehlern du
> noch gemacht hast, aber zu Aufbau und Ansteuerung und Verdrahtung lieber
> verschwiegen hast, ebenso wie das Datenblatt zur LED und ein Photo vom
> Aufbau der Verdrahtung.
Ich verschweige gar nichts, ist ja auch in meinem Interesse, dass alles 
funktioniert. Abgesehen davon ist es nicht mein Projekt, ich habe mich 
nur heute mal etwas länger damit auseinander gesetzt und konnte selbst 
nicht wirklich die Ursache finden. Deshalb dieser Thread hier.

> "Mehrere PC Netzteile" ist ja schon abenteuerlich, und crow bar noch
> abenteuerlicher, ich kenne keine Z-Diode die es nicht auf der Stelle
> zerblasen würde.
Naja, PC-Netzteile müssen auf der 12V-Schiene so einiges vetragen und 
dabei stabil bleiben. Dass dort etwas passiert, dass etwas über 35V 
steigt, ist prinzipiell unmöglich. Die Dinger sind außerdem noch 
kurzschlussfest.

irgendsoeingast123 schrieb:
>> Der 10k Pulldown macht schon Sinn:
>
>Aber nicht in dem Fall:

>Fabian schrieb:
>>> Wie steuerst du deine FETs an. Ist sicher gestellt, das U_gs nie über
>>> 10V geht?
>> Zum einen über einen Taster, der über 60kOhm mit dem Gate-GND Widerstand
>> einen 5V Spannungsteiler bildet,
>
>(Sie werden alle weiterhin sterben...)
Warum? Es kann nie über 5V am Gate anliegen.

holger schrieb:
>>> Zum einen über einen Taster, der über 60kOhm mit dem Gate-GND Widerstand
>>> einen 5V Spannungsteiler bildet,
>>
>>(Sie werden alle weiterhin sterben...)
>
> Weil die FETs zu langsam aufsteuern und heiss werden...
Nicht ansatzweise, kaum Temperaturanstieg fühlbar. So oft müssen die ja 
nicht schalten.

Hubert G. schrieb:
> Fabian schrieb:
>> Zum einen über einen Taster, der über 60kOhm mit dem Gate-GND Widerstand
>> einen 5V Spannungsteiler bildet,
>
> Hast du schon mal überlegt wie lange es dauert bis das Gate über den 60k
> Widerstand aufgeladen ist und über den 10k wieder entladen.
> Das ist ein sicherer Weg einen FET in die ewigen Siliziumgründe zu
> schicken.
Selbst wenn das eine Zehntelsekunde dauert (und das tut es ganz sicher 
nicht, es schafft >15Hz), sind das gerade mal ~10W. Und er wird nicht 
warm.
Abgesehen wurde der Taster nur zum testen verwendet, bevor ein Arduino 
für Blitztests zur Verfügung stand.

Markus Müller schrieb:
> Der IRLZ34N kann nur 56Watt - Maximal. Wenn das Gate zu langsam
> angesteuert wird so wird der Mosfet Analog arbeiten und er kann
> eventuell außerhalb seiner spezifizierten Leistung geraten und dann ist
> er futsch.
>
> Somit sollte das Gate aktiv auf Hi/Low gezogen werden mit einem
> speziellen Gate-Treiber oder man nimmt einen fetteren Mosfet der 100
> Watt kann.
Gut, ich fass' mal zusammen:
-FET-Treiber (MCP 1407) oder zumindest Spule am Gate
-Vllt. anderer MOSFET, z.B. IRL 3705N?
-Vorwiderstände

damit wären die MOSFETs wohl ausreichend geschützt.

Fabian schrieb:
>> Weil die FETs zu langsam aufsteuern und heiss werden...
> Nicht ansatzweise, kaum Temperaturanstieg fühlbar. So oft müssen die ja
> nicht schalten.

Ob der FET im Kanal kurz durchglüht, merkst du außen gar nicht so 
schnell, weil das Schalten schneller ist, als die Wärmeausbreitung vom 
Chip zum Gehäuse. Die 60kΩ vor dem Gate sind IMHO einen Faktor 500 zu 
groß, um das Gate schnell umzuladen.

Wolfgang schrieb:
> Die 60kΩ vor dem Gate sind IMHO einen Faktor 500 zu
> groß, um das Gate schnell umzuladen.

Sehe ich auch so.
Ganz grob überschlagen:
Quellimpedanz ca. 8.6K -> 5.8mA bei 5V
Gateladung 25nC -> 40us im Linearbetrieb.
Gegenüber den möglichen 100ns rise-time ist das Faktor 400...

Abgesehen davon ist ein prellender Taster sicherlich der ungeeignetste 
"Treiber" für das Gate.

Also, hier der Verbesserungsvorschlag.
Als erstes entprellst du deinen Taster.
z.B. 100 Ohm in Serie und 100nF nach GND.
Dahinter ein Schmitt-Trigger, um das jetzt sehr lahme Tastersignal zu 
einer ordentlichen Flanke zu machen.
Oder uC mit Software-Entprellung, um sicherzustellen, dass das On-Signal 
nie kürzer als sagen wir mal 0.5ms ist.

Serienwiderstand vor dem Gate kleiner 100 Ohm.
Zusätzlich 100K pull-down.

Ausserdem eine TVS Diode, um das Gate zusätzlich vor Überspannung zu 
schützen.

Fabian schrieb:
> Die Schaltung hat ein Freund von mir aufgebaut
Das wäre dann wohl ich ;)

MaWin schrieb:
> Fabian schrieb:
>> Die scheinen sich "selbst zu regulieren", s.o.
>
> NEIN DAS TUN SIE MIT SICHERHEIT NICHT.
Ich schreibs mal so: bei einer konstanten Spannung von ca. 33V und einer 
Ausgangstemperatur von etwa 20°C fließt durch eine LED weitaus weniger 
als ein Ampere. Da sich die LED dadurch aber schon erhitzt, nimmt der 
Stromfluss stetig zu. Das geschieht solange, bis die Sicherung (3.15A 
für alle fünf Chips) nicht mehr mit macht (bzw. bis die LEDs wieder 
ausgeschaltet werden).

MaWin schrieb:
> ebenso wie das Datenblatt zur LED
Gibts nicht - das sind recht billige Chips von eBay: 
http://www.ebay.de/itm/370992814720 (die 30W-Typen)

Easylife schrieb:
> Als erstes entprellst du deinen Taster.
Markus Müller schrieb:
> Somit sollte das Gate aktiv auf Hi/Low gezogen werden mit einem
> speziellen Gate-Treiber
Markus Müller schrieb:
> Der IRL3705N ist gut.
> Ein Mosfet sollte von der Leistung her auch immer mindestens doppelt so
> stark ausgelegt werden.
Tom Mate schrieb:
> Selbst schwache
> elektrostatische Entladungen können einen dicken MOSFET killen.

D.h.
- Taster entprellen & Schmitt Trigger verwenden
- Mosfet-Treiber verwenden
- Anderen Mosfet verwenden (IRL3705N?)
- Suppressordiode am Gate

Ich werde das demnächst mal durchtesten.

VG

Kai schrieb:
> - Anderen Mosfet verwenden (IRL3705N?)

Man kann natürlich immer mit einem Schwimmauto durch die Gegend fahren, 
wenn man Sorgen hat, dass man aus Versehen in den nächsten Teich fährt.

Will sagen, man kann aber auch beim IRLZ34 bleiben und den wenigstens 
ein bisschen vernünfig ansteuern.

Kai schrieb:
>> ebenso wie das Datenblatt zur LED
> Gibts nicht - das sind recht billige Chips von eBay:
> http://www.ebay.de/itm/370992814720 (die 30W-Typen)

Auch in dem Datenblatt steht, daß die LED recht genau 1A haben will, und 
sich dann eine Spannung irgendwo zwischen 32 und 34V an der LED 
einstellt.

Und dann noch 10 parallel, bei jeder stellt sich eine andere Spannung 
ein.

Solche LEDs betriebt man am Besten per Stromregelung, denn wenn man 
einen Vorwiderstand haben will der nur auf +/-10% genau den Strom 
bestimmt, braucht man 43V als Spannungsversorgung, und einen 10 Ohm 
Widerstand pro LED mit 10 Watt.

Eine Stromregelung per MOSFET

0V/5V       +--|<|-- +36V..+48V
aus/ein     |
--1k--+----|I IRLZ34
      |     |S
   TLV431---+
      |     |
      |  1.2Ohm/2W
      |     |
GND --+-----+

aber PRO LED, den jede LED will ihren eigenen Strom bekommen.

MaWin schrieb:
> Auch in dem Datenblatt steht, daß die LED recht genau 1A haben will, und
> sich dann eine Spannung irgendwo zwischen 32 und 34V an der LED
> einstellt.
WOW, wo hast du das DB gefunden? Kannst du es mal bitte posten?

MaWin schrieb:
> Und dann noch 10 parallel, bei jeder stellt sich eine andere Spannung
> ein.
Warum hast du die Basis der Zahl auf '5' (anstelle des Dezimalsystems) 
gewechselt?

Axel Schwenke schrieb:
> Aha. Sicherungen hast du also auch nicht verstanden.
Erzähl das den empirischen Tests... Heißt das also, dass meine 
Sicherungen (die im Versuch tatsächlich doch bei ca. 3.15A ausgelöst 
haben) ... kaputt sind? xD

Mike schrieb:
> Will sagen, man kann aber auch beim IRLZ34 bleiben und den wenigstens
> ein bisschen vernünfig ansteuern.
Ich teste das dann erst mal mit den IRLZ34.

MaWin schrieb:
> Solche LEDs betriebt man am Besten per Stromregelung, denn wenn man
> einen Vorwiderstand haben will der nur auf +/-10% genau den Strom
> bestimmt, braucht man 43V als Spannungsversorgung, und einen 10 Ohm
> Widerstand pro LED mit 10 Watt.
Möglicherweise trifft das auf einzelne LEDs zu, aber wenn du dir die 
Chips, die ich verwende, genauer ansiehst, merkst du, dass pro Chip 
mehrere LEDs in Reihe & parallel geschaltet sind. Somit variiert der 
tatsächliche Strom pro LED ohnehin - Mosfets zur Stromsteuerung zu 
verwendet wäre in diesem Fall Mosfetverschwendung. (Siehe ausführliche 
Beiträge bspw. bei Beitrag "LEDs über Mosfet schalten" bzgl. der 
Ansteuerung.)


Ich steuere die Mosfets also erst mal "wenigstens ein bisschen 
vernünfig" an und schau, obs dann wie erwartet funktioniert.

VG & danke für Eure Hilfe

Kai schrieb:
> Ich steuere die Mosfets also erst mal "wenigstens ein bisschen
> vernünfig" an und schau, obs dann wie erwartet funktioniert.

Schön daß du der Checker bist,
dann noch fröhliches MOSFET und LED sterben,