Hallo Experten,
ich habe mir eine Heizung mit PWM gebaut und der FET brummt ganz schön
laut vor sich hin während der Regelung!
Ich benutze die gleiche Schaltung bei einer RGB-LED Ansteuerung da
brummt nix. Dabei wird aber deutlich weniger Leistung über den FET
gefahren, ca. 200mA an 3,3V, bei der Heizung werden 2,5A an 24V
verbraten!
Transistor ist der FDD8880 der direkt aus den 3,3V vom SAMD21
angesteuert wird.
Das Brummen hängt an der PWM-Frequenz, wenn ich die ändere gibts einen
anderen Ton!
Die Regelung an sich klappt ganz gut, aber das Brummen ist komisch. Ich
habe auch schon 2 mal den FET tauschen müssen, ich befürchte irgendwas
stimmt mit der Schaltung oder der Auswahl vom FET nicht??
... nur ich kapier nicht was da abgeht...
Kann sich jemand einen Reim darauf machen was da passiert?
Grüßle,
Bob
Taktloser schrieb:> der FET brummt ganz schön laut vor sich hin
Bist du sicher, dass der FET brummt?
Das wäre nämlich ein sehr aussergewöhnlicher Einsatzbereich...
> Transistor ist der FDD8880 der direkt aus den 3,3V vom SAMD21> angesteuert wird.
Und die Masse?
> Ich habe auch schon 2 mal den FET tauschen müssen
Wird der FET warm?
> Ich habe auch schon 2 mal den FET tauschen müssen
Ein 30V FET an einer 24V Versorgung, Mutig, mutig.
In einigen Jahren wirst du da auch eher einen FET mit mindestens 60V
einsetzen...
Pulldown fehlt.
Spezifiziert ist dein Mosfet nur für >4,5V.
Ich nehme gerne für 3,3V den IRF3708. Der schaltet sicher durch ab 2,8V.
Leistungsmäßig geht der auch dicke für deine 2,5A und 24V.
M. K. schrieb:> Eine Heizung ist ein Widerstand mit induktiver Neigung und du hast keine> Freilaufdiode vorgesehen? Wäre jetzt mein erster Ansatzpunkt.
Wie kommstdu denn auf die Idee? Miss mal Deine Heizungen mi
einem Induktivitätsmessgerät nach!
Zum Thema: Das FETs brummen, ist ziemlich ungewöhnlich. Vielleicht
sinds doch irgendwelche anderen Bauelemente, z.B. Kerkos.
Unabhängig davon; bei Heizungen macht man eher PWM im Minutentakt.
Dann gibts auch keine Probleme mit Brummen.
R8 = 100k? So steuert man normalerweise nicht einen low side mosfet!
R9 = 620, wie hoch ist die PWM? Ist vielleicht etwas zu hoch gewählt.
Am Mosfet gehört ein Pulldown, damit der Lowpegel garantiert werden
kann.
R9 ist auffällig hoch, ich würde da Werte um 100 Ohm erwarten, um die
Schaltverluste im FET zu reduzieren. Bei Frequenzen im kHz Bereich
dürfte das relevant sein, darunter eher nicht.
Allerdings ist das sicher nicht die Ursache für das Geräusch.
Die Heizung sind 4 Caddock MP915 10 Ohm widerstände
(http://www.caddock.com/Online_catalog/Mrktg_Lit/MP9000_Series.pdf), so
verschaltet dass es wieder 10Ohm ergibt.
Bin davon ausgegangen dass es keine Induktive Komponente gibt.
> Bist du sicher, dass der FET brummt?> Das wäre nämlich ein sehr außergewöhnlicher Einsatzbereich...
nicht zu 100%, hab zuerst den DC/DC verdächtigt, ein Längsregler hat
aber nicht für Stille gesorgt :/
> Und die Masse?
gibt nur eine "Systemmasse" für alles
PWM taktet mit ca. 122Hz und es knistert noch deutlich hörbar. Bei
schnellerer Frequenz eben ein höherer Ton.
> Unabhängig davon; bei Heizungen macht man eher PWM im Minutentakt.> Dann gibts auch keine Probleme mit Brummen.
naja, ich hab eine sehr geringe Masse die möglichst genau temperiert
werden soll, ich muß da schon unter einer Sekunde bleiben damit das
System stabil wird!
was ich ändern / probieren sollte:
- R8 gegen Masse
- R9 deutlich kleiner
Taktloser schrieb:> was ich ändern / probieren sollte:>> - R8 gegen Masse> - R9 deutlich kleiner
R8 spielt keine Rolle und an Masse liegend auch nicht. Den kann man auch
locker weglassen - höchstens dient er als (zu kleine) Last, um
ESD-Einflüsse an der Drain zu verringern (beim Arbeiten an der
Verkabelung).
Wenn R9 deutlich kleiner wird, könnte sich der Effekt sogar verstärken,
denn ein großer Wert führt zu einem langsameren Ansteigen des
Drainstroms beim Schalten. Und, die schnelle Stromänderung ist das, was
ursächlich für das Geräusch verantwortlich ist. Nachteil: der FET wird
etwas wärmer.
Wie schon gesagt wurde: für eine Heizung reichen auch ein paar Hz als
PWM-Frequenz und dann hörst du nichts mehr.
Wo das Brummen herkommt? Da fehlen mir auch die Ideen. Bei großen
Strömen gibt es schon durch das Magnetfeld um Leitungen schon eine Kraft
zwischen den Leitern, die irgendwas anregen können. Auch Kerkos, die als
Puffer an den 24V liegen, können Geräusche machen, ebenso wie
Drosselspulen. Je nach Montage dieser Elemente auf der Leiterplatte kann
diese resonieren und somit deutlich als Verstärker dienen. So was ist
fast nicht zu lokalisieren, weil an jeder Stelle der Platine das
Geräusch vorhanden ist.
Sowas hatte ich auch mal: die Algo-Verarbeitung hatte eine
Wiederholfrequenz von 7kHz mit einer deutlichen Lastschwankung und die
vielen Kerkos und die Netzteilspulen haben gepfiffen. Das war nicht auf
ein einzelnes Element zurückzuführen. Lösung: Änderung des Algos.
> Wie kommstdu denn auf die Idee? Miss mal Deine Heizungen mi> einem Induktivitätsmessgerät nach!
Vermutlich ist er einfach ein erfahrener Ingenieur der schon mal seinen
Oszi an so einem "Widerstand" hatte und den durch die Induktivitaet
verursachten Ueberschwinger gesehen hat. .-)
Olaf
Man müsste den Aufbau des TO sehen. Dann könnte man vielleicht
eine Theorie entwickeln, warum da was brummt. Die Kenndaten müssten
auch offenbart werden. Bin auch der Meinung das die Widerstände
nicht stimmig sind.
Michael B. schrieb im Beitrag #4900053:
> Bei deinem Pseudo-Schaltplan ? Sicher nicht.>> Bauteile einzeln auf ein Zeichenblatt zu werfen bildet keinen> Schaltplan, die Beliebigkeit ist unendlich.>> Klar ist: Der MOSFET taugt nicht für 3.3V am Gate, im Datenblatt ist der> Einschaltwiderstand einzig bei VGS = 4.5V garantiert.>> Auch bekannt ist, daß manche Leute [Beleidigung gelöscht] durch PWM etwas> steuern lassen, das einen Kondensator enthält und der Kondensator damit> bei jedem Einschalten hart an eine andere Spannung gelegt wird, was> einen Kurzschluss zwischen ihm und dieser Spannung entspricht mit> entsprechend hohem Strom, wodurch schon mal ws kaputt gehen kann.>> Ebenfalls klar ist, daß eine induktive Last beim Abschalten einen> Gegenspannung erzeugt, die von deiner Schaltung nirgends abgefangen> wird, wodurch auch etwas kaputt gehen kann.>> Deine Widerstände bilden keines von beiden Problemen. Also aus dem, was> du uns sagst/zeigst kommt keine Brummen.
Na, sehr nett ist das jetzt nicht formuliert...
Was kann ich denn noch zeigen, was der Hilfestellung zuträglich ist?
Ich präsentier mal de gesamten "Pseudo-Schaltplan".
Sorry dass es mehrere Dateien sind, aber ich bin zu dappisch ein Bild zu
erzeugen das alles noch in erkennbar zeigt. Auf dem Screenshot erkennt
man dann keinen Text mehr :/
R8 weg und R9 150 Ohm hat keine Änderung gebracht...
HildeK schrieb:> Wie schon gesagt wurde: für eine Heizung reichen auch ein paar Hz als> PWM-Frequenz und dann hörst du nichts mehr.
Es geht mir eher darum zu verstehen was da passiert...
Anregungen gab es ja schon viele, und einige Fehler habt Ihr mir auch
schon genannt. Die zwar nix mit dem Brumm zu tun haben, aber es ist
sicher gut die zu beseitigen. Danke dafür!
Taktloser schrieb:> Na, sehr nett ist das jetzt nicht formuliert...Taktloser schrieb:> Ich präsentier mal de gesamten "Pseudo-Schaltplan".
Dein such und rate Spiel kannst du dir.....
Freundlicher gings nich!
Taktloser schrieb:>> ich habe mir eine Heizung mit PWM gebaut und der FET brummt ganz schön> laut vor sich hin während der Regelung!> Das Brummen hängt an der PWM-Frequenz, wenn ich die ändere gibts einen> anderen Ton!> Kann sich jemand einen Reim darauf machen was da passiert?
Es ist zwar nicht ausgeschlossen, aber relativ unwahrscheinlich, daß es
der FET selber ist, der da brummt. Andererseits führt Strom zu einem
Magnetfeld und das übt eine Kraft auf Dinge in seiner Umgebung aus, die
dadurch im Takt des wechselnden Magnetfelds brummen können.
Sorgfältiger Aufbau (dazu gehören auch kurze Verbindungen) und eventuell
auch Maßnahmen zur mechanischen Stabilisierung (z.B. das Vergießen von
Trafos) können helfen.
Taktloser schrieb:> Na, sehr nett ist das jetzt nicht formuliert...
Manchen möchtest du nicht im realen Leben begegnen. Oder du kannst nur
hoffen, dass sie dann "normaler" sind...
Taktloser schrieb:> Was kann ich denn noch zeigen, was der Hilfestellung zuträglich ist?
Stell mal fest, was da tatsächlich brummt. Der Mosfet ist es nicht. Wie
sieht der Schaltungsaufbau aus? Wie lang ist die Leitung zur Heizung?
Hast du ein Oszilloskop?
Lothar M. schrieb:> Stell mal fest, was da tatsächlich brummt. Der Mosfet ist es nicht. Wie> sieht der Schaltungsaufbau aus? Wie lang ist die Leitung zur Heizung?> Hast du ein Oszilloskop?
Und mache mal ein Foto vom tatsächlichen Aufbau.
Fotos vom wirrwarr hab ich angehängt
Die Leitungen für NTC und Widerstände sind ca 20cm lang. Soll ich das
mal möglichst kurz und ordentlich machen? Evtl. verdrillt?
Oszi ist vorhanden, die Pulse sehen recht gut aus, evtl etwas
verschlissen.
Hab ich das richtig verstanden dass ich den FET eigentlich grundsätzlich
komplett falsch benutze?
Wie sieht denn eine richtige Beispielschaltung aus?
Taktloser schrieb:> die Pulse sehen recht gut aus, evtl etwas verschlissen.
Eher "verschliffen"?
Das deutet eher auf langsames Schalten hin. Deshalb nochmal meine Frage:
wird der Mosfet warm?
> Hab ich das richtig verstanden dass ich den FET eigentlich grundsätzlich> komplett falsch benutze?
Nein, das passt prinzipiell schon.
Allerdings ist der FET spannungsmäßig an die Kante genäht, und die 3,3V
sind für die Gateansteuerung grenzwertig (wobei das bei den hier nötigen
2,5A noch klappt).
Das Layout ist übrigens schlecht, weil der Laststrom augenscheinlich
wild auf der Platine rumgurkt. Vom J1-1 geht es nach J3-2, und von dort
bei eingeschaltetem Mosfet nach GND. Und jetzt such mal einen
niederimpedanten Weg von der Source zurück zur Versorgung (Stromkreise
müssen geschlossen werden)...
Gar nicht so einfach, nicht wahr?
Danke für den Hinweis im Layout, das hab ich echt bescheiden gemacht :(
die oben erwähnten 100µ in der Versorgung (recht nah am FET eingelötet)
reduzieren die Lautstärke ein wenig...
Warm wird der FET nicht, kann man problemlos anlangen.
Ich denke dass die ersten kaputt gingen hat damit zu tun dass es bei
Dauerlast nicht mehr reicht, wenn der Debugger sich aufhänkt (was leider
ab und an passiert) und Dauer 14V über die 10 Ohm fliessen...
ich meine natürlich 24V...
oder, was sein kann, dass ich die Last nicht im Betrieb abziehen darf
und der FET das nicht mag wenn die dann urplötzlich verschwindet und
wieder kommt?
Taktloser schrieb:> die oben erwähnten 100µ in der Versorgung (recht nah am FET eingelötet)> reduzieren die Lautstärke ein wenig...
Wie gesagt: finde heraus, wo das Geräusch herkommt. Dann kann man was
machen.
> Danke für den Hinweis im Layout, das hab ich echt bescheiden gemacht :(
Da wäre es mal gut, beide Lagen zu sehen, ob sich ein gangbarer
Strompfad findet. Und wie man evtl. mit einer Brücke nachhelfen könnte.
Dass hier jetzt natürlich die ganze "Masse" verschmutzt ist, das kann
noch andere Seiteneffekte nach sich ziehen. Besonders, wenn es drauf
ankommt, Analogsignale zu erfassen und darauf zu reagieren.
Taktloser schrieb:> die oben erwähnten 100µ in der Versorgung (recht nah am FET eingelötet)> reduzieren die Lautstärke ein wenig...
Dann liegt am Layout, die Zuführung brummt irgend wo, wenn's nich das
Netzteil selber is!?
Taktloser schrieb:> oder, was sein kann, dass ich die Last nicht im Betrieb abziehen darf> und der FET das nicht mag wenn die dann urplötzlich verschwindet und> wieder kommt?
Das ist jetzt neu...
Vermutlich irgendwelchen parasitären Induktivitäten geschuldet.
Teo schrieb:> Dann liegt am Layout
Ich hätte da mal einen Vorschlag für eine Brücke...
Alexander S. schrieb:> Da muss man aber feste stopfen...
... gut dass der Kaffee noch nicht fertig ist!! :)
Lothar M. schrieb:> Ich hätte da mal einen Vorschlag für eine Brücke...
Schon umgesetzt!
Manfred schrieb:> ... mittels Hörrohr
Ah! Rohr, gute Idee. Hab's bisher (wie ich das beim Motor mache wenn was
ungewöhnlich klappert) mit einem Schraubendreher, also festem "Stab"
probiert. Mal davon abgesehen dass ich wegen Metall=leitend nicht
überall draufdrücken konnte wo ich wollte, hat das leider wenig
gebracht. Mal kucken ob ich was passendes Hohles finde...
Harald W. schrieb:> Wie kommstdu denn auf die Idee? Miss mal Deine Heizungen mi> einem Induktivitätsmessgerät nach!
Ich sagte nicht, dass es eine besonders gute Induktivität sei ;)
olaf schrieb:> Vermutlich ist er einfach ein erfahrener Ingenieur der schon mal seinen> Oszi an so einem "Widerstand" hatte und den durch die Induktivitaet> verursachten Ueberschwinger gesehen hat.
Nein, das würde ich nicht sagen. Aber zu Beginn des Thread bin ich mehr
von einem Heizdraht ausgegangen, den der TE als Heizung benutzt denn der
MP9000-Serie.
Taktloser schrieb:> Sorry dass es mehrere Dateien sind, aber ich bin zu dappisch ein Bild zu> erzeugen das alles noch in erkennbar zeigt.
DAFÜR brauchst du dich nicht entschuldigen. Ganz im Gegenteil, ich finde
es prima, dass du dir darüber Gedanken machst. Gibt genügend, denen
sowas egal ist und wo wir dann immer wieder unsere Glaskugeln auspacken
dürfen.
Das Brummen ist durch 100µ und die Massebrücke deutlich geringer
geworden.
Richtig geortet hab ich es immer noch nicht.
Wo ich aber Gewissheit habe ist wann die FET's abrauchen!
Immer wenn ich im debug-Modus auf Pause gehe, bzw. nicht sofort nach dem
Neu-flashen starte!
Ich seh am Netzteil wie die Amperes ansteigen, die Spannung am
FET-Ausgang geht langsam runter bis er komplett "durchgeschaltet" hat
und der Kerl wird richtig heiß!
So langsam gehen mir die FET's aus :O
1-2 opfere ich aber noch um dem da auf die schliche zu kommen.
Ich kuck mir mal das Gate mit dazu an wenn der Fehler auftritt...
Grüßle,
Bob
Teo schrieb:> Was passiert wohl wenn der PWM ins Stottern gerät o. du ihn sogar> irgendwann stoppst?> Ja, ein kleiner Nachteil vom PWM :/
Du meinst, das passiert immer wenn ich Dauerlast über den FET gebe?
Das wäre also normal?
Eigentlich dachte ich dass ich (gute Wärmeabfuhr vorausgesetzt) den FET
auch dauerhaft die 2,5A ziehen lassen kann...
Taktloser schrieb:> die Spannung am FET-Ausgang geht langsam runter bis er komplett> "durchgeschaltet" hat und der Kerl wird richtig heiß!
Alter Gag: das passiert immmer, wenn der µC Eingang hochohmig wird.
Also im Resetzustand. Dann ist nämlich die Gatespannung undefiniert
und der Mosfet leitet "so halb". Mach mal einen 10k Widerstand zwischen
Gate und Source...
Lothar M. schrieb:> Mach mal einen 10k Widerstand zwischen> Gate und Source...
10k, ist das ein guter Pi mal Daumen Wert?
Ich hab da, zugegeben, ohne wirklich zu wissen was ich da tu', immer
irgendwas zwischen 100k und 500k genommen, das hat in den paar
Feldversuchen "gereicht" und die naive Vorstellung ist: desto mehr
Widerstand desto weniger Schaltverzögerung beim An-Schalten.
Hat das bei mir nur Zufällig geklappt und ist für andere Situationen zu
hochomig?
Dacht ich auch grad das der µC Ausgang dann ja nicht "definiert" ist.
Mein Idee war jetzt allerdings ein pulldown ans Gate zu setzen, weil mit
dem Tastkopf dran passiert nix...
Würde das auch klappen?
Habe eben mal minutenlang dauerhaft Vollast gegeben.
Der FET wird nichtmal handwarm, Dauerbetrieb dürfte also kein Problem
sein (für den FET).
Das wurde dir doch schon früher geschrieben.
Lothar M. schrieb:> Bist du sicher, dass der FET brummt?
...oder Rauschen verstärkt, mal von EMV-Störungen ganz abgesehen.
Das passiert nämlich gern, wenn der treibende Ausgang hochohmig wird.
Jedenfalls kann dann die Verlustleistung des Fets total aus dem Ruder
laufen.
Taktloser schrieb:> - R8 gegen Masse
...nicht nur gegen Masse, sondern einen Widerstand im höheren
Kiloohmbereich. Gibt genug Beispielschaltungen wo das so gemacht wird.
Als Gate-Widerstand macht man das wie ein Basiswiderstand (b.bipolar)
in wenigen Ausnahmefällen.
Taktloser schrieb:> Eigentlich dachte ich dass ich (gute Wärmeabfuhr vorausgesetzt) den FET> auch dauerhaft die 2,5A ziehen lassen kann...
Baut doch mal richtige Push-Pull-Treiber vor den Mosfet und verwendet
einen, der die richtige Vgs-Threshold hat ...
Immer die gleichen Fehler, die hier gemacht werden ...
pwm.png
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