Hallo Gemeinde, ich benötige eure Hilfe, ich weiß nicht, warum mein IRF4901 durchbrennt. An einem Prüfstand soll die Einzugswicklung des Ritzelstarters eines Otto Motors angesteuert werden. Die Spule hat 0,6 Ohm und 0,6mH, die Nennspannung sind 12V. Es soll nur geschaltet werden, kein PWM oder so. Einschaltdauer bis zu einer Minute, meistens nur wenige Sekunden. Ich habe die Spule mit einer einfachen Freilaufdiode und einem Kondensator verschalten, um die Spannungsspitze beim Ausschalten zu reduzieren. Bestrome ich die Spule manuell, sehe ich eine Stromaufnahme von knapp 40A für 25ms, dann sinkt der Strom auf ca 12A. Schalte ich den IRF4905 dazwischen, brennt der innerhalb kürzester Zeit (ca. 1s) durch. Ist ein TO-220 ohne irgendwelche Kühlmaßnahmen, aber in so kurzer Zeit würde doch auch kein Kühler was bringen, oder? Ich komme überschägig auch nur auf 0,3 Watt Verlustleistung am Mosfet Habe ich einen Denkfehler, oder was falsch verkabelt? Oder überschätze ich den MOSFET? Ich bin ehr praktisch an die Sache heran gegangen und inzwischen ne Menge dieser doch nicht ganz günstigen IRF4905 kaputt gemacht. Vielleicht könnt ich mir sagen, was ich ändern muss, damit die Sache funktioniert. Vielen Dank für eure Zeit. Flo
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Flo schrieb: > Stop! nochmal falsch! Es ist ein IRF4901! Sorry... Habs jetzt ... Sicher? http://www.infineon.com/cms/en/search.html#!term=IRF4901&view=all
Der Ladestrom für den Kondensator führt zu einer großen Stromspitze. Daher sollte dieser (sofern überhaupt sinnvoll...) mit einem Vorwiderstand versehen werden, siehe z.B. Boucherot-Glied bzw. RC-Snubber.
Flo schrieb: > Ich habe die Spule mit einer einfachen Freilaufdiode und einem > Kondensator verschalten, um die Spannungsspitze beim Ausschalten zu > reduzieren. Dafür macht der Kondensator jetzt eine Stromspitze beim Einschalten. Flo schrieb: > Ich komme > überschägig auch nur auf 0,3 Watt Verlustleistung am Mosfet Falsch. Ich komme auf so 30 Watt, das braucht einen dicken Kühlkörper auch für relativ kurze Zeit.
Jim M. schrieb: > Falsch. Ich komme auf so 30 Watt Das kommt auf den Gleichstromwiderstand des Aktuators an. Flo schrieb: > Die Spule hat 0,6 Ohm Flo schrieb: > L1.JPG Also was denn nun? [ ] 0,6 Ω [ ] 0,6 mΩ
Flo schrieb: > Vielleicht könnt ich mir sagen, was ich ändern muss, damit die Sache > funktioniert. Kühlkörper dran. 8Watt sind es beim Einschalten und 3Watt, wenn deine 12A stimmen sollten. (wenn es ein IRF4905 ist) Das macht ein TO220 ohne Kühlung nicht mit.
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Du hast mehrere Baustellen. 1.Wird der MOSFET AUSREICHEND angesteuert oder schleicht er hoch? 2.Neben dem Wicklungswiderstand hast Du einen dicken Elko 1000µF, der viel Ladung braucht! ca. 23A + Elko-Ladestrooom 3.Ob Deine Schutzdiode wirkt, weiß ich nicht. 4.Ob richtig verkabelt wurde sehe ich jetzt nicht. 5.Temperatur=? 6.Ein Pessimist ist ein Optimist, der Erfahrung gesammelt hat.
Ohne Strombegrenzung ist das wie ein klassischer Kurzschluss. Flo schrieb: > An einem Prüfstand soll die Einzugswicklung des Ritzelstarters eines > Otto Motors angesteuert werden. Die Spule hat 0,6 Ohm und 0,6mH, die > Nennspannung sind 12V. Ist das ein privates Projekt oder beruflich? Beruflich solltest du es besser wissen und nur das tun wofür du ausgebildet bist. Privat wirst du wohl Lehrgeld bezahlen müssen. > Es soll nur geschaltet werden, kein PWM oder so. Einschaltdauer bis zu > einer Minute, meistens nur wenige Sekunden. Schon mal was von einer Source-Schaltung gehört? Bei einer Drain-Schaltung muss die Gate-Source-Spannung einige Volt über der Lastspannung liegen, denn der FET wird die zum durchsteuern brauchen. ->Datenblatt. Bei einer Source-Schaltung wirkt die Gate-Source-Spannung auf GND bezogen. Kondensator hat da nichts verloren, es sein denn, mit Widerstand als Snubber. Braucht man erst mal nicht. > Ich habe die Spule mit einer einfachen Freilaufdiode und einem > Kondensator verschalten, um die Spannungsspitze beim Ausschalten zu > reduzieren. Wenn man keine Ahnung hat, sollte man Kondensatoren möglichst erst mal von Induktivitäten fern halten, nicht das ein Parallelschwingkreis dabei entsteht. Außerdem finde ich Kondensator in milliFarad schon ziemlich krass. Wenn das ein Schreibfehler ist, ändert das trotzdem nichts an deinen fachlichen Defiziten. ;-b
So viele Fehler in der Beschreibung auf einen Haufen - kein Wunder, wenn da nix geht. - IRF4901 scheint es nicht zu geben. Eher den 4905. - das ist aber ein N-Kanal, und kein P-Kanal wie im Schaltbild - Spule hat angeblich 0,6Ohm, lt. Plan aber 0,6mOhm, was kaum stimmen wird - 0,6Ohm an 12V würden rund 20A ergeben. - zumindest der 4905 hätte 20mOhm RdsOn. Würde bei 20A dann 8W ergeben, und nicht 0,3W - innerhalb 1s dürfte er aber bei 8W vielleicht noch nicht wirklich verdampfen, also sind wohl noch andere Effekte am Werk, wie z.B. dein C mit 1000µ, was dem Mosfet beim Einschalten eins kräftig auf die Mütze gibt. Da wird der Strom nur noch durch die parasitären Widerstände im Stromkreis begrenzt. Also weg damit. - usw. usf.
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Inkognito schrieb: > Bei einer Drain-Schaltung muss die Gate-Source-Spannung einige Volt > über der Lastspannung liegen, denn der FET wird die zum durchsteuern > brauchen. ->Datenblatt. Das war wohl nichts. Der IRF4905 ist ein P-Channel-MOSFET. Jens G. schrieb: > - IRF4901 scheint es nicht zu geben. Eher den 4905. > - das ist aber ein N-Kanal, und kein P-Kanal wie im Schaltbild Wird wohl ein IRF4905 sein. Und das ist wie schon geschrieben ein P-Channel-MOSFET.
Dazu kommt, dass der Taster prellen kann, und der FET dann unnötig lange und oft im linearen Bereich ist. Du solltest auf jeden Fall eine Entprellung mit einem Schmitt-Trigger hinter den Taster hängen.
Hallo Freunde, vielen Dank für die schnelle Rückmeldung. 0,6 Ohm sind richtig. Sorry für die vielen Fehler. Ist ein privates Projekt und ich bin gerne bereit, Lehrgeld zu zahlen. Aber ich bin auch nicht zu stolz, nach einigen Fehlversuchen um Rat zu bitten, um die angesprochenen fachlichen Defizite auszuräumen. Ich werde als erstes den ElKo entfernen und noch mal messen. Später soll der MOSFET mit einm ULN2003 angesteuert werden, so sollte der lineare Bereich zügig durchlaufen sein. Meine Berechnung zur Verlustleistung: Peak (für 25ms): R aus Datenblatt, I gemessen P MOSFET = R * I² = 0,02 * 40² = 38W Dauer 0,02 * 14² = 4W => zu viel! Ich dachte, für ein par Sekunden ginge das, da lag ich wohl falsch. Werde einen Kühlkörper verwenden. Für heute bedanke ich mich herzlich für eure Beiträge! Nächstes Wochenende lasse ich eure Hinweise einfließen und mache ich einen neuen Anlauf. Bis dahin, danke, Flo
@ ggg (Gast) >Wird wohl ein IRF4905 sein. Und das ist wie schon geschrieben ein >P-Channel-MOSFET. aja - da habe ich mich wohl durch die vielen Fehler zu sehr verwirren lassen ... ;-)
Flo schrieb: > Später soll der MOSFET mit einm ULN2003 angesteuert werden, Bei derart hohen Strömen wäre ein richtiger Mosfet-Treiber sicherlich angebracht. Vielleicht könntest Du dann auch einen N-FET nehmen; die haben meist bessere Daten als P-FETs.
Harald W. schrieb: > Bei derart hohen Strömen wäre ein richtiger Mosfet-Treiber > sicherlich angebracht. Ich dachte, bei niedrigen Frequenzen brauche ich nicht unbedingt einen Mosfet-Treiber... Hab noch einen MCP14E10 hier, den könnte ich hernehmen. Harald W. schrieb: > Vielleicht könntest Du dann auch einen N-FET nehmen; die haben meist > bessere Daten als P-FETs. Wie gesagt: ich muss High-Side schalten weil GND direkt auf der Masse des Verbrennungsmotors liegt. Daher muss ich, denke ich, einen P-FET einsetzen, oder?
Flo schrieb: > Wie gesagt: ich muss High-Side schalten weil GND direkt auf der Masse > des Verbrennungsmotors liegt. Daher muss ich, denke ich, einen P-FET > einsetzen, oder? Nein. Für einen N-Kanal Typ brauchst du allerdings eine Hilfsspannung, die deutlich über den 12V liegt.
Nur mal nebenbei: Hast du da wirklich eine 1N4004 als Freilaufdiode benutzt? Die ist in jedem Fall absolut unterdimensioniert und stirbt nach ein paar mal Abschalten. Im ungünstigen Fall muss nämlich die Diode den gleichen Strom vertragen, den die Spule beim Einschalten aufnimmt. Das muss also eine fette und schnelle Diode sein - irgendwas mit 30-40A ist da gar nicht dumm.
Matthias S. schrieb: > Im ungünstigen Fall muss nämlich die Diode den gleichen Strom > vertragen, den die Spule beim Einschalten aufnimmt. Die Freilaufdiode muss weder den Einschaltstrom noch "im ungünstigen Fall" irgendetwas vertragen. Die Dioden heißt Freilaufdiode, weil sie dafür sorgt, dass unabhängig vom Abschalten der Strom durch die Spule (weitgehen) ungestört weiter fließen kann. Sonst gibt es durch Induktion Spannungsspitzen. Die Diode bekommt also genau den Strom ab, der im Moment des Ausschaltens gerade durch die Spule fließt - und ´zwar immer, i.e. bei jedem Ausschalten. Ihr Überleben hat sie wohl nur dem Umstand zu verdanken, dass sie kurzzeitig (Fairchild: 8 ms) einen Strom von 30A verträgt.
Wolfgang schrieb: > Die Freilaufdiode muss weder den Einschaltstrom noch "im ungünstigen > Fall" irgendetwas vertragen. Die Diode muss den gleichen Strom vertragen, den der Einrückmagnet beim Einschalten aufnimmt, denn der entsteht beim Abschalten der Spule in der gleichen Höhe. Sie muss also den Einschaltstrom vertragen. Du höttest auch selber posten können, das die Freilaufdiode unterdimensioniert ist, aber es ist ja einfacher, jemanden zu kritisieren, der sich diese Mühe macht. Jetzt kannst du dich wieder verzupfen.
Freunde, streitet euch doch nicht... Matthias S. schrieb: > Nur mal nebenbei: Hast du da wirklich eine 1N4004 als Freilaufdiode > benutzt? Die ist in jedem Fall absolut unterdimensioniert und stirbt > nach ein paar mal Abschalten. Ich habe verschiedene Dioden ausprobiert: 1N4004, 1N5401, BA158, SB360... Auch hier nach dem try and error Prinzip. Die haben alle überlebt und alle ähnliche Oszi Bilder geliefert, haben ja auch eine ähnliche Durchlassspannung. Die 1N4004 hat möglicherweise überlebt, weil es wirklich nur 5 oder 6 Versuche pro Diode gemacht habe.
Matthias S. schrieb: > Sie muss also den Einschaltstrom vertragen. Der Einschaltstrom bei einer Induktivität ist Null und steigt erst langsam an.
Was ist die Stromquelle? Eine 'normale' Autobatterie bricht bei Anlasserbetätigung von roundabout 12V auf 8V ein. Wird der MOSFET dann noch zuverlässig voll durchgesteuert?
Ja, aktuell kommt eine normale Autobatterie zum Einsatz. Und ja, du hast recht: laut Oszi-Aufzeichnung bricht die Spannung von 12,5V auf 9-10V zusammen. Aber beim ansteuern wird doch das Gate auf GND gelegt, U-GS ist also um die 9V, U-GD ungefähr 0V. Passt, oder?
Flo schrieb: > Es soll nur geschaltet werden, kein PWM oder so. Einschaltdauer bis zu > einer Minute, meistens nur wenige Sekunden. Über einen einfachen Schalter würde ich das nicht machen... Kontaktprellen wurde schon genannt, aber es ist auch wichtig, das die Gatespannung auch ausreichend ist...
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Hallo Gemeinde, ich habe folgende eurer Vorschläge umgesetzt: - der Kondensator ist entfallen - ich habe eine SB360 als Freilaufdiode eingesetzt - dem Mosfet habe ich einen kleinen Kühlkörper spendiert. - Ansteuerung des Mosfet über einen Transistor. Ergebnis: - die Stromspitze beim Einschalten ist weg (Entfall Kondensator) - der Mosfet funtioniert etwa für 10 Sekunden, dann brennt er durch. Der Kühlkörper ist dann mehr als handwarm. Erklärung zum Oszi-Bild: gelb: Strom zur Spule (max. 23A) weis: Spannung Mosfet Source rot: Spannung Mosfet Drain Ich nehme an, ihr schlagt mir jetzt vor, einen größeren Kühlkörper zu verwenden. Noch was: solange der Mosfet funktioniert, ist der Starter nicht wirklich sauber angesteuert. Sobald der Mosfet durchbrennt, dreht der Starter dann sauber durch. Ich nehme also an, der Spannungsabfall am Mosfet ist immernoch zu groß. Sollte ich lieber auf ein Relaise umsteigen? Oder bekomme ich das irgendwie noch besser hin? Grüße, Flo
Irgendwas ist da grundsätzlich total im Argen. Beispiele: a) Warum steigt die Spannung an Source, wenn du die Last einschaltest? Das Gegenteil wäre zu erwarten. b) Warum geht der Strom nach dem Ausschalten nicht zurück auf 0, sondern bleibt irgendwo bei der Hälfte hängen? Mach doch mal bitte auch eine Spannungsskala auf deine Messung, und zeichne gleichzeitig die Spannung am Gate deines FETs auf.
Achso: und um welchen Mosfet es sich denn nun wirklich handelt ist ja immer noch ungeklärt. Vielleicht kannst du das endlich mal auflösen. Einen IRF4901 gibt es ja nicht.
Flo schrieb: > gelb: > weis: > rot: Anscheinend werde ich wirklich alt - und farbenblind. Flo schrieb: > Spannung Mosfet Source > Spannung Mosfet Drain Nicht komplett unnütz, der Spannungsfall am MOSFET-Kanal, aber beinahe. Vor allem, wenn der Stromverlauf (angeblich ablesbar - für Menschen mit funktionierender Farberkennung) eh gezeigt würde. Flo schrieb: > ich habe eine SB360 als Freilaufdiode eingesetzt Schnell, ja, aber viel Strom packt sie nicht. Überlebt so eine auch mehrere MOSFET-Tode? Wenn ja, wäre sie ja evtl. wirklich für Dauerbetrieb geeignet? (Ich bin unsicher, was/wie ich sonst fragen soll unter diesen Umständen. Also nicht (nur) ironisch gemeint.) Joe F. schrieb: > Irgendwas ist da grundsätzlich total im Argen. Das denke ich auch. Wiederhole Bitte um aktuelle Schaltung.
Homo Habilis schrieb: > Anscheinend werde ich wirklich alt - und farbenblind. Das habe ich mir auch gerade gedacht ...
Homo Habilis schrieb: > Anscheinend werde ich wirklich alt - und farbenblind. Dann sind wir schon Zwei! Oder Drei?
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Solange der TO sich weigert, Fragen zum Transistor verbindlich zu beantworten, ist jede weitere Hilfe sinnlos. Bloß weil man in Datenblätter beeindruckende Kenndaten falsch interpretiert, heißt das nicht, dass es unter diesen Bedingungen trotzdem gehen sollte. Bspw. ist PWM-Betrieb ganz was anderes als der Linearbetrieb. Da macht schon das Transistorgehäuse und die Anschlussdrähte bei bestimmten Strömen schlapp. Einen Kühlkörper, gleich welcher Größe, wird nichts bringen, weil die Stromwärme bei Linearbetrieb gar nicht schnell genug aus dem Transistor abtransportiert werden kann. Das ganze wird wohl vorbehaltlich nur mit einem Power-Mosfet- Modul zu realisieren sein.
Inkognito schrieb: > Das ganze wird wohl vorbehaltlich nur mit einem Power-Mosfet- > Modul zu realisieren sein. Vor allem bei der Starterprüfung... Inkognito schrieb: > Solange der TO sich weigert, Fragen zum Transistor verbindlich > zu beantworten, ist jede weitere Hilfe sinnlos. Full Ack
Inkognito schrieb: > Solange der TO sich weigert, Fragen zum Transistor verbindlich > zu beantworten, ...und den Schaltungsaufbau zu verdeutlichen. Die Kurven lassen darauf schließen, dass nach dem vermeintlichen Abschalten die Batteriespannung noch viel weiter einbricht, als durch die eigentliche Last. Da muss also irgendwo noch ein weiterer (enormer) Stromfluß stattfinden, der an der eigentlichen Last vorbei geht. Dem Spannungseinbruch zufolge ist dieser bisher unerklärbare Strom ca. 2.5x höher als der Strom, der durch die Last erzeugt wird! Und den kann ich mir nach der obigen Schaltung nicht erklären.
Inkognito schrieb: > Das ganze wird wohl vorbehaltlich nur mit einem Power-Mosfet- > Modul zu realisieren sein. Oder mal mit einem BTS550 probieren? Der ist für das Schalten von induktiven Lasten auf der High-Side gebaut. MfG Klaus
Ich habe den Eindruck, daß nicht nur die läppischen 20A für den Einzugmagneten über den MOSFET laufen, sondern auch der Strom des Anlasser-Motors!
Ich bin der Meinung, dass es über ein entsprechendes Schütz billiger und wesentlich einfacher wird, aber der elektronische Gedanke ist natürlich auch etwas wert...
Flo schrieb: > An einem Prüfstand soll die Einzugswicklung des Ritzelstarters eines > Otto Motors angesteuert werden. Die Spule hat 0,6 Ohm und 0,6mH, die > Nennspannung sind 12V. > > Es soll nur geschaltet werden, kein PWM oder so. Einschaltdauer bis zu > einer Minute, meistens nur wenige Sekunden. Flo schrieb: > Ist ein privates Projekt und ich bin gerne bereit, Lehrgeld zu zahlen. > Aber ich bin auch nicht zu stolz, nach einigen Fehlversuchen um Rat zu > bitten, um die angesprochenen fachlichen Defizite auszuräumen. Offengestanden erschließt sich mir der Sinn Deiner "Klimmzüge" nicht, die Anlasserspule mit einer besonderen Elektronik anzusteuern. Denke, in jedem Auto ist das Problem der variablen Einschaltdauer längst gelöst. Der Anlasserstrom fließt dabei übrigens nicht über die Spule, sondern wird von ihr "durchgeschaltet". Worum geht es Dir also wirklich bei Deinem "privaten Projekt"??
Hier gibt es eine Zeichnung über die Funktion eines Anlassers: http://www.auto-elektrik.de/images/starter-circuit.jpg
Ähh was zum.. kannst du mal ein Oszi-Bild mit einer dicken Scheinwerferbirne o.ä. als Last machen. Das ist ja komplett Salat. FET richtig rum? Gate-Source-Widerstand sitzt?
L. H. schrieb: > Der Anlasserstrom fließt dabei übrigens nicht über die Spule, sondern > wird von ihr "durchgeschaltet". Das wird der TO hier wohl auch nicht geändert haben. Andernfalls wären die Strome durch den FET in einer anderen Größenordnung.
Steffen schrieb: > Das wird der TO hier wohl auch nicht geändert haben. Andernfalls wären > die Strome durch den FET in einer anderen Größenordnung. Wer weiß, was der TO da verdrahtet hat... Über die Größe seines Motors und Anlassers hat er ja noch nichts gesagt - vielleicht ist es ja bloss ein kleiner Motor und der Anlasser zieht nicht >200A, sondern bloss 50. Komisch finde ich jedenfalls auch das hier: Flo schrieb: > Noch was: solange der Mosfet funktioniert, ist der Starter nicht > wirklich sauber angesteuert. Sobald der Mosfet durchbrennt, dreht der > Starter dann sauber durch. Ich nehme also an, der Spannungsabfall am > Mosfet ist immernoch zu groß. Was soll denn der Spannungsabfall am FET mit dem "sauberen Durchdrehen" des Anlassers zu tun haben? Der Magnetschalter gibt entweder richtigen Kontakt oder eben nicht. Wenn der Widerstand des FETs Einfluss auf die Drehfreudigkeit des Anlassers hat und der erst richtig läuft, wenn der FET durchlegiert hat, ist da was faul!
Flo schrieb: > Noch was: solange der Mosfet funktioniert, ist der Starter nicht > wirklich sauber angesteuert. Dann ist er nicht im Schaltbetrieb, sondern ähnlich einer A-Endstufe mittendrin beim verheizen. Evtl. ist die Ansteuerung zu schwächlich.
Flo schrieb: > gelb: Strom zur Spule (max. 23A) Die Strommessung ist doch falsch. Da fehlt doch ein Faktor 6. Mit 150A passt alles besser zusammen. 3V über dem Fet sind bei 0,02R eben 150A. Spannung von der Autobatterie mit 9V passt auch besser zu den 150A. Wie wird der Strom gemessen?
Thomas E. schrieb: > Komisch finde ich jedenfalls auch das hier: > Flo schrieb: >> Noch was: solange der Mosfet funktioniert, ist der Starter nicht >> wirklich sauber angesteuert. Sobald der Mosfet durchbrennt, dreht der >> Starter dann sauber durch. Ich nehme also an, der Spannungsabfall am >> Mosfet ist immernoch zu groß. > Was soll denn der Spannungsabfall am FET mit dem "sauberen Durchdrehen" > des Anlassers zu tun haben? Der Magnetschalter gibt entweder richtigen > Kontakt oder eben nicht. Wenn der Widerstand des FETs Einfluss auf die > Drehfreudigkeit des Anlassers hat und der erst richtig läuft, wenn der > FET durchlegiert hat, ist da was faul! Sehe ich auch so: Die Angaben sind überwiegend nicht stimmig. Deshalb auch die Frage, was wirklich erreicht werden soll. Den Magnetschalter über eine variable Zeitdauer "aktiviert" zu halten, wird in jedem KFZ längst praktiziert. Wie auch immer das im Einzelfall gemacht wird. Ist ja nichts weiter als die Magnetspule einzuschalten. Und die dabei im Verhältnis zum Anlasserstrom fließenden "lächerlichen" A kann man mit simpelster Kontaktgebung erledigen. Man kann auch Probleme schaffen, anstatt sie zu erledigen. ;)
Klaus schrieb: > Oder mal mit einem BTS550 probieren? Der ist für das Schalten von > induktiven Lasten auf der High-Side gebaut. Trotz Schutzschaltung würde das Bauteil das nicht packen. Die Spitzenwerte mit mehren hundert Ampere können stetig nie durch die feinen Anschlüsse fließen. Thomas E. schrieb: > Was soll denn der Spannungsabfall am FET mit dem "sauberen Durchdrehen" > des Anlassers zu tun haben? Wenn der Magnetschalter erst mal mit dem Ritzel angezogen hat, geht auch der hohe Einschaltstrom zurück, aber da ja dann der Anlasser anläuft, wird die Batterie ganz schön belastet. Wer weiß, was der TO da für eine Batterie benutzt und wie die geladen ist. Das hat nämlich Einfluss.
Die auf 9V einbrechende Batterie ist dem Durchschalten des FETs auch nicht gerade förderlich. Ich würde da quick & dirthy einen Einweggleichrichter mit einm Elko machen. Bei nicht betätigtem Anlasser läd sich der Elko auf 12V auf. Beim Betätigen des Anlassers stehen fürs Gate die 12V aus dem Elko zur Verfügung. Mit 12V stehen die Chancen wesentlich besser, das der FET vernünftig aufmacht und es überlebt :-)
Flo schrieb: > An einem Prüfstand soll die Einzugswicklung des Ritzelstarters eines > Otto Motors angesteuert werden. Inkognito schrieb: > Klaus schrieb: >> Oder mal mit einem BTS550 probieren? Der ist für das Schalten von >> induktiven Lasten auf der High-Side gebaut. > > Trotz Schutzschaltung würde das Bauteil das nicht packen. > Die Spitzenwerte mit mehren hundert Ampere können stetig > nie durch die feinen Anschlüsse fließen. Der Magnetschalter zieht mehrere 100A? Wenn schon der Schalter soviel braucht, wieviel braucht dann der Anlasser selbst? MfG Klaus
Bei mir liegt hier ein Magnetschalter der gerade einmal 30A Dauerstrom zieht. Und der Anlasser hat 1kW.
Klaus schrieb: > Der Magnetschalter zieht mehrere 100A? Wenn schon der Schalter soviel > braucht, wieviel braucht dann der Anlasser selbst? Das war eine hypothetische Einschätzung über die maximale Belastung des Bauteils. Im Einschaltmoment können auch mal mitunter mehrere zehn oder hundert Ampere fließen, je nach Last. Ohnehin tritt bei induktiver Last eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom beim Einschalten auf. Die Spannung eilt dem Strom voraus. Ohne konkrete Zeitbetrachtung kann das so einen Anschlussdraht und den Kristall schon mal killen. Was dabei noch gar nicht berücksichtigt ist, ist die EMK der Induktivität, die ja durch die Freilaufdiode zur Batterie umgeleitet wird. Wenn die Diode ungeeignet ist für hohe Ströme, hilft es dem FET nicht. Allerdings tritt die erst beim Abschalten auf. Das ist gespeicherte Energie, die sich sonst auf die Betriebsspannung addiert. Eine Batterie müsste die Energie aber anstandslos aufnehmen. Ein kurzer Ladestrom müsste fließen. Man müsste Spannungsabfälle messen um das nachvollziehen zu können.
Inkognito schrieb: > Klaus schrieb: >> Der Magnetschalter zieht mehrere 100A? Wenn schon der Schalter soviel >> braucht, wieviel braucht dann der Anlasser selbst? > > Das war eine hypothetische Einschätzung über die maximale > Belastung des Bauteils. Im Einschaltmoment können auch > mal mitunter mehrere zehn oder hundert Ampere fließen, > je nach Last. > Ohnehin tritt bei induktiver Last eine Phasenverschiebung > zwischen Spannung und Strom beim Einschalten auf. Die Spannung > eilt dem Strom voraus. Das heißt also, im Einschaltmoment fließt kein hoher Strom eher ein kleiner. Und genau für diese induktiven Lasten mit genau diesen Verhalten ist der BTS550 und seine Kollegen gebaut worden. > Ohne konkrete Zeitbetrachtung kann das so einen Anschlussdraht > und den Kristall schon mal killen. > Was dabei noch gar nicht berücksichtigt ist, ist die EMK > der Induktivität, die ja durch die Freilaufdiode zur Batterie > umgeleitet wird. Wenn die Diode ungeeignet ist für hohe > Ströme, hilft es dem FET nicht. Allerdings tritt die erst > beim Abschalten auf. Das ist gespeicherte Energie, die > sich sonst auf die Betriebsspannung addiert. Eine Batterie > müsste die Energie aber anstandslos aufnehmen. Ein kurzer > Ladestrom müsste fließen. Man müsste Spannungsabfälle messen > um das nachvollziehen zu können. Schön, wie du das erklärst, wäre ich ohne dich nicht drauf gekommen. Der BTS löst aber das Abschaltproblem ohne Diode. Eine Freilaufdiode ist nur eine von mehreren Möglichkeiten mit der gespeicherten Energie in einer Induktivität umzugehen. Genau dafür sind diese Teile gebaut worden. Das du die Kompetenz der Datenblattschreiber von Infineon bezweifelst, ist natürlich dein gutes Recht. MfG Kaus
Klaus schrieb: > Das heißt also, im Einschaltmoment fließt kein hoher Strom eher ein > kleiner. Und genau für diese induktiven Lasten mit genau diesen > Verhalten ist der BTS550 und seine Kollegen gebaut worden. Ja. Das schließt aber nicht aus, daß man die Wärme der Schutzdidode im Abschaltmoment lieber außerhalb hätte. Ob die Hitze überhaupt im Abschaltmoment oder durch ungünstigen Linearbetrieb des MOSFETs entsteht, sollte der besser erkennen, der ihn eingebaut hat.
Also ich habe jetzt nicht alle Beiträge gelesen, aber ich sehe schon einige Probleme, die schon genannt wurden. 1) Ein p-Kanal ist der denkbar schlechteste Mosfet für diese Aufgabe. P-Kanal-Mosfet haben die hässliche Eigenschaft, einen höheren RDSon zu haben. Hier sollte - und zwar nicht nur einer - n-Kanal Mosfet verbaut werden. Viel besser aber wären Lowside-Treiber, z.B. die AUIPS-Serie von International Rectifier (jetzt leider Infineon). Die sind dann sogar thermisch gesichert und überleben auch Überstrom, weil sie dann einfach abschalten. 3-5 Stück parallel und das Erwärmungsproblem ist weg. Außerdem sind das alles Logic-Level-Typen, sodass Du selbst bei auf 5V eingebrochene Netzspannung noch voll durchschalten kannst. Gate-Treiber sind bereits im Chip implementiert, sodass Du auch keine Treiber mehr brauchst. 2) Du musst eine sehr hohe Energiemenge vernichten, wenn die Anzugspule stromlos geschaltet wird. Klar kann eine 1N4008 eine ganze Zeit lang überleben, aber ich würde da schon eher mit einer Brechstange rangehen. Es ist doch egal, ob bei einem Einzelstück eine 3 Euro Diode verbaut wird. Dein Problem ist, dass die Energiemenge für einen Mosfet alleine so hoch ist, dass der das gar nicht überleben kann. Du erzeugst einen gigantischen Temperaturgradienten, der durch den hohen thermischen Widerstand des Gehäuses gar nicht nach draußen geleitet werden kann. Der Kühlkörper ist noch eiskalt, da sind es im Mosfet schon 150°C - und der Mosfet damit tot.
Der TO hat sich nicht mehr gemeldet und ihr diskutiertet (und vermutetet) fleißig...
Martin S. schrieb: > 1) Ein p-Kanal ist der denkbar schlechteste Mosfet für diese Aufgabe. Nach Lage der Anwendung (Plus muss geschaltet werden, Masse am Anlassergehäuse, somit Masse nicht schaltbar), war der Gedankengang des TO schon nachvollziehbar. Das wurde auch oben erwähnt, daher ist dieser unpassende Einwand nachvollziehbar. > P-Kanal-Mosfet haben die hässliche Eigenschaft, einen höheren RDSon zu > haben. Wir wissen ja gar nicht, ob das hier relevant war, weil der TO da mit den FET-Angaben ziemlich unverbindlich rüber kam. > Hier sollte - und zwar nicht nur einer - n-Kanal Mosfet verbaut werden. Bei Parallelschaltung handelt man sich andere Probleme ein, die man lösen muss. > Viel besser aber wären Lowside-Treiber, z.B. die AUIPS-Serie von > International Rectifier (jetzt leider Infineon). Die sind dann sogar > thermisch gesichert und überleben auch Überstrom, weil sie dann einfach > abschalten. > > 3-5 Stück parallel und das Erwärmungsproblem ist weg. Wenn das Design stimmt, vermutlich. > Außerdem sind das alles Logic-Level-Typen, sodass Du selbst bei auf 5V > eingebrochene Netzspannung noch voll durchschalten kannst. > > Gate-Treiber sind bereits im Chip implementiert, sodass Du auch keine > Treiber mehr brauchst. > > 2) Du musst eine sehr hohe Energiemenge vernichten, wenn die Anzugspule > stromlos geschaltet wird. Klar kann eine 1N4008 eine ganze Zeit lang > überleben, aber ich würde da schon eher mit einer Brechstange rangehen. > Es ist doch egal, ob bei einem Einzelstück eine 3 Euro Diode verbaut > wird. Das muss keine Frage des Überlebens sein, sondern ob die Diode niederohmig genug wird, um die freigesetzte Energiemenge beim Abschalten zu verarbeiten. Ich sah schon Apps wo die Freilaufdiode ein größerer Kracher war, als wie der FET. Da hingen dann 2kW Last dran und fast 400Volt. Steuerung PWM. > Dein Problem ist, dass die Energiemenge für einen Mosfet alleine so hoch > ist, dass der das gar nicht überleben kann. Du erzeugst einen > gigantischen Temperaturgradienten, der durch den hohen thermischen > Widerstand des Gehäuses gar nicht nach draußen geleitet werden kann. Der > Kühlkörper ist noch eiskalt, da sind es im Mosfet schon 150°C - und der > Mosfet damit tot. Besser kann man es akademisch nicht beschreiben, auch wenn ich davon ausgehe, dass der TO das gar nicht begreift. Ich hab das schon mit einfacheren Worten weiter oben versucht zu beschreiben. Vermutlich hat der TO auf die klassische Relaylösung zurück gegriffen weil es für eine elektronische Lösung keinen Grund gibt. PWM brauchst hier nämlich nicht.
Inkognito schrieb: > Martin S. schrieb: >> 1) Ein p-Kanal ist der denkbar schlechteste Mosfet für diese Aufgabe. > > Nach Lage der Anwendung (Plus muss geschaltet werden, Masse am > Anlassergehäuse, somit Masse nicht schaltbar), war der Gedankengang > des TO schon nachvollziehbar. Das wurde auch oben erwähnt, daher > ist dieser unpassende Einwand nachvollziehbar. Dafür gibt es dann Highside-Treiber die inzwischen auch nurnoch mit n-Kanal Mosfet getrieben werden (vor allem, die AECQ-Typen). Dafür haben die Teile interne Ladungspumpen. Bei Startup-Zeiten von 20ms verschmerzbar. Für eine hochfrequente PWM natürlich ungeeignet. >> P-Kanal-Mosfet haben die hässliche Eigenschaft, einen höheren RDSon zu >> haben. > > Wir wissen ja gar nicht, ob das hier relevant war, weil der TO da mit > den FET-Angaben ziemlich unverbindlich rüber kam. Ich wette da einfach mal :) >> Hier sollte - und zwar nicht nur einer - n-Kanal Mosfet verbaut werden. > > Bei Parallelschaltung handelt man sich andere Probleme ein, die man > lösen muss. Nicht zwangsläufig. Wenn man natürlich ungeschützte Mosfet benutzt, gilt das nicht uneingeschränkt. Zur Not muss man halt Pärchen herausmessen. > Vermutlich hat der TO auf die klassische Relaylösung zurück gegriffen > weil es für eine elektronische Lösung keinen Grund gibt. PWM brauchst > hier nämlich nicht. Da hast Du vermutlich recht.
Hallo zusammen, ich möchte mich zuerst für eure Unterstützung bedanken! Es waren einige sehr brauchbare Antworten dabei. Für die Verwirrung möchte ich mich auch noch bei euch entschuldigen. Ich hatte einen IRF4905, das war ja inzwischen den meisten klar, ich möchte das nur noch mal bestätigen. Die wichtigsten Hinweise von euch waren das Entfernen des Kondensators und eine passende Ansteuerung für den Mosfet. Zur Verkabelung: Ich weiß, wie ein Starter aufgebaut ist und funktioniert. Ich finde auch, dass die Werte Sinn machen: 20A für die Einzugswicklung und der starke Spannungseinbruch dann wenn der Hauptkontakt geschlossen wird und der Starter ein kW aus der Batterie zieht. So wie es ausschaut, verursacht dieser Spannungseinbruch zusammen mit dem Spannungsabfall dam Mosfet dann eine Unterbrechung meiner Ansteuerung, so kommt es zu einem Flattern zwischen angesteuert und nicht angesteuert - das hatte ich mich "nicht sauber angesteuert" gemeint. Die Batterie ist übrigens nagelneu, ausreichend groß und hängt zwischen den Messungen am Ladegerät, daran wirds also ehr nicht liegen. Und bei dem Projekt handelt es sich um einen Prüfstand für Verbrennungsmotoren. Aktuell hängt ein Motor mit 5Litern Hubraum dran, daher auch der etwas stärkere Starter. Dass die Oszi Bilder nicht mehr Kontrast haben tut mir leid. Ich selbst erkenne die Farben, aber ich sehe natürlich ein, dass das nicht perfekt ist. Werd versuchen, es beim nächsten mal zu machen. Meine Erkenntnis: ich bleibe beim Relaise. Wie ihr richtig bemerkt habt, muss man die Sache nicht unnütz komplizierter machen. Mit hatte einfach die Idee mit dem Mosfet gefallen und ich wollts mal ausprobieren. Inzwischen weiß ich, dass das mit der Kühlung des Mosfet eine Herausforderung wird, der man sich nicht aus Langeweile zu stellen braucht. Besten Dank noch mal für euer Engagement und die vielen Beiträge!
Inkognito schrieb: > Besser kann man es akademisch nicht beschreiben, auch wenn ich davon > ausgehe, dass der TO das gar nicht begreift. Ich hab das schon mit > einfacheren Worten weiter oben versucht zu beschreiben. > > Vermutlich hat der TO auf die klassische Relaylösung zurück gegriffen > weil es für eine elektronische Lösung keinen Grund gibt. PWM brauchst > hier nämlich nicht. q.e.d.
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