Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM an Last → IC brennt durch


von Sebastian (Gast)


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Hallo zusammen,

für die Regelung einer Pumpe habe ich kürzlich eine PWM-Steuerung 
aufgebaut (Schaltplan ist angehängt). Ohne Last am Transistor 
funktioniert das System einwandfrei (gemessen mit Oszilloskop). Wenn 
aber die Pumpe angeschaltet wird, brennt mir der IC regelmäßig durch, 
wenn die Spannung VDC einen bestimmten Wert erreicht. Beim zuerst 
verwendeten IRF5305 waren es 10,5 V, beim IRF540 war der Verstärker 
schon bei 8 V hops gegangen.

Kann mir einer von euch eine Erklärung dafür liefern?
Eigentlich sollte durch den IC doch gar kein Strom fließen.

p. s. nachträglich habe ich einen pull-down zwischen Ausgang und Gate 
angeschlossen und eine Diode antiparallel zum Motor gesetzt. Trotzdem 
brennen mir die TLC272 regelmäßig durch.

Für jeden Hinweis bin ich dankbar.

Schöne Grüße
Sebbo

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian schrieb:
> Für jeden Hinweis bin ich dankbar.
1. Freilaufdiode fehlt.
2. Ungeeignete Beschaltung des Mosfet
Schau mal, wie andere das machen: Source an GND und Last an Drain...

Welche Frequenz hat die PWM? Denn in jedem Zyklus muss der OP das Gate 
umladen.  Das kann ganz hübsch Leistung brauchen.  Fazit: der OP wird 
überlastet.

: Bearbeitet durch Moderator
von hinz (Gast)


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Und der Opamp mag nicht so viel kapazitive Last, da gehört ein 
Widerstand zwischen Gate und dessen Ausgang.

von dolf (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Für jeden Hinweis bin ich dankbar.

falscher ic.
nimm nen tl494 der ist für sowas geschaffen worden.
ich nutz den um damit 12v lüfter oder halogenlampen zu dimmen.
funktioniert ohne probleme
c1 und r3 sind für die pwm frequenz zuständig und sind anzupassen.
mit p1 wird eingestellt.
c3 sorgt für nen anlaufimpuls für den motor beim zuschalten der 
betriebsspannung.
mfg

von Seb E. (alexke)


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Hier mal die upgegradete Schaltung.

@LotharMiller:
Wo fehlt die Diode?

Die Schaltung habe ich bis auf den MOSFET von einem anderen Forum 
übernommen.

@hinz:
Hast du eine Idee, welchen Wert der Widerstand haben sollte?

@dolf:
Danke für die Alternative. Ich werde sie als Plan B im Hinterkopf 
behalten (müsste die Teile erst beschaffen), falls die hiesige Schaltung 
nicht funktioniert.

: Bearbeitet durch User
von Mark S. (voltwide)


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Seb E. schrieb:
> Die Schaltung habe ich bis auf den MOSFET von einem anderen Forum
> übernommen.

Und hat man Dir dort nicht weiterhelfen können? Ich halte diese 
Schaltung für ziemlichen Murks.

von hinz (Gast)


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Last und Diode sind immer noch auf der falschen Seite des MOSFET.

Der 1 Meg Widerstand ist überflüssig.

Gatewiderstand wenige 100 Ohm.

von holger (Gast)


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Der Ground Pin vom ersten OP ist völlig falsch angeschlossen.
Der TLC272 hat doch gar keine zwei Vcc, Vss!?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Mark S. schrieb:
> Seb E. schrieb:
>> Die Schaltung habe ich bis auf den MOSFET von einem anderen Forum
>> übernommen.
>
> Ich halte diese Schaltung für ziemlichen Murks.

Die Schaltung ist kompletter Murks.
Dabei ist das Problem seit Dekaden(!) gelöst.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25

von Inkognito (Gast)


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Motorstromkreis nicht auf den Steuerstromkreis schalten, weil die
EMK des Motors ohne Schutzmassnahmen sonst die ICs grillt.
Wie sieht denn die Stromversorgung aus?

von Nautilus (Gast)


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Das Problem ist der MOS-FET. Das Substrat ist im Inneren des MOS-FET mit 
dem Source-Anschluss verbunden (Im Schaltbildsymbol sogar angedeutet).
Eine der Schutzdioden für das Gate ist normalerweise mit dem Potential 
des Substrates verbunden. Somit kann eine Spannungsspitze des Motors 
direkt an den Ausgang des  OPV gelangen.
Es gibt Typen, bei denen das Substrat extra einen Anschluss am Gehäuse 
besitzt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nautilus schrieb:
> Eine der Schutzdioden für das Gate ist normalerweise mit dem Potential
> des Substrates verbunden. Somit kann eine Spannungsspitze des Motors
> direkt an den Ausgang des  OPV gelangen.
Ähem... welche Schutzdioden?
Wie sind die denn geschaltet?
Welche Charakteristik haben die?

> Es gibt Typen, bei denen das Substrat extra einen Anschluss am Gehäuse
> besitzt.
Eine, oder zwei oder eine Handvoll. Aber warum haben 99,9% keinen 
eigenen Bulk-Anschluss und warum funktionieren zigtausend andere 
Schaltungen ohne diesen getrennten Bulk-Anschluss?
Ganz einfach: weil das nicht das Problem ist bzw. das nicht das 
Problem behebt. Das Problem hier liegt zuerst in der falschen 
Beschaltung des Mosfets. Und dann wäre der Schaltungsaufbau auch noch 
interessant: fließen Lastströme quer durch die OP-Schaltung?

von MaWin (Gast)


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Sebastian schrieb:
> für die Regelung einer Pumpe habe ich kürzlich eine PWM-Steuerung
> aufgebaut (Schaltplan ist angehängt)

Wie kommt man auf so eine falsche Schaltung ? Lieber eckige Räder 
erfinden als ein Mal in ein Buch zu gucken ?

Der MOSFET gehört mit Source an Masse, der Motor (mit der von dir 
inzwischen nachgerüstezen Diode) zwischen Drain und VCC und VCC muss 
zwischen 10 und 20V liegen (Ugs min und max des MISFETs).

Du brätst doch deinen als Sourcefolger geschalteten MOSFET.


Ich würde R3 auch besser auf 10k setzen, der TLC272 ist kein R2R 
Rail-To-Rail OpAmp, oder einen TS912 nehmen.

von Seb E. (alexke)


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OK, ich nehme zur Kenntnis, dass dieses Layout ziemlich 
auseinandergenommen wurde. Die Vorlage stammt aus einem Forum für 
PC-Modder und soll einen Lüfter an 12 V regeln. Sie wird außerdem auf 
mehreren Seiten erklärt, weswegen ich mich auf die Korrektheit verlassen 
hatte. Gewundert hat es mich allerdings, dass in dem Vorschlag ein 
P-MOSFET verbaut ist, der sich mit der ausschließlich positiven Spannung 
des OPV gar nicht schalten lässt. Den Transistor habe ich entsprechend 
ersetzt, mehr nicht. Da die PWM ohne Last dann funktioniert hat, war für 
mich alles in Ordnung. Offenbar war der falsche MOSFET aber nicht die 
einzige Schwäche des Entwurfs...

Ich hoffe ihr vergebt es einem nicht-Elektrotechniker, dass er kein 
passendes Buch parat hat und stattdessen im Internet gesucht hat. In 
Zukunft nehme ich nur noch Layouts, zu denen es eine Diskussion gibt ;-)

@MaWin:
Danke für die Erklärung. Dass das Gate doch in irgendeiner Weise leitend 
mit der Drain/Source-Seite verbunden ist, wusste ich nicht. Unter diesen 
Umständen leuchtet es mir ein, dass der IC durchbrennen kann. Mit dem 
Motor auf der Drain-Seite und R1003 = 10k passiert das allerdings immer 
noch.
Werde es erstmal mit dem TS912 versuchen und falls auch das nicht 
klappt, kommt die Schaltung auf den Müll und ich nehme eine andere - 
dolf und Axel Schwenke haben ja schon Entsprechendes beigetragen.

Danke an alle für die Diskussion!

von Achim S. (Gast)


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Seb E. schrieb:
> Gewundert hat es mich allerdings, dass in dem Vorschlag ein
> P-MOSFET verbaut ist, der sich mit der ausschließlich positiven Spannung
> des OPV gar nicht schalten lässt. Den Transistor habe ich entsprechend
> ersetzt, mehr nicht.

Na Super: mit einem passenden pFET hätte die Schaltung schon 
funktioniert. Die "ausschließlich positive Spannung des OPV" ist bezogen 
auf dessen Source (die an +12V liegt) dann nämlich durchaus negativ.

Seb E. schrieb:
> Werde es erstmal mit dem TS912 versuchen und falls auch das nicht
> klappt, kommt die Schaltung auf den Müll und ich nehme eine andere -
> dolf und Axel Schwenke haben ja schon Entsprechendes beigetragen.

tu das: diese Vorschläge sollten (ohne Änderungen) funktionieren.

von Seb E. (alexke)


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Achim S. schrieb:

> Na Super: mit einem passenden pFET hätte die Schaltung schon
> funktioniert. Die "ausschließlich positive Spannung des OPV" ist bezogen
> auf dessen Source (die an +12V liegt) dann nämlich durchaus negativ.
>
Interessanter Einwand. Allerdings ist in dem Foren-Vorschlag der Drain 
an +VCC, nicht Source. Hätte ich das mal gewusst!

von Achim S. (Gast)


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Seb E. schrieb:
> Allerdings ist in dem Foren-Vorschlag der Drain
> an +VCC, nicht Source.

Hast du mal nen Link zu dem Originalvorschlag?

von Seb E. (alexke)


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Achim S. schrieb:
> Seb E. schrieb:
>> Allerdings ist in dem Foren-Vorschlag der Drain
>> an +VCC, nicht Source.
>
> Hast du mal nen Link zu dem Originalvorschlag?

http://www.modding-faq.de/?artid=521

von Achim S. (Gast)


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Seb E. schrieb:
> http://www.modding-faq.de/?artid=521

Danke...

ok, vom Schaltsymbol wäre im Originalvorschlag "eher" die Source an VCC 
(d.h. der Autor hat das Bild irgendwo richtig abgemalt). Aber von den 
zugefügten Buchstaben her wäre die Drain an VCC, was Quatsch ist (d.h. 
der Autor hat nicht verstanden, was er abgemalt hat). Zudem fehlt dort 
die Freilaufdiode: zwei Gründe, warum der Originalvorschlag tatsächlich 
nichts taugt.

von Harald W. (wilhelms)


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Seb E. schrieb:

> Ich hoffe ihr vergebt es einem nicht-Elektrotechniker, dass er kein
> passendes Buch parat hat und stattdessen im Internet gesucht hat.

Im INet sollte man immer mindestens zwei Quellen verwenden.
Und fachfremde Foren wie Modellbau, Computermodder o.ä.
eher meiden.

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