Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM-Motorregelung: Kollektives MOSFET sterben


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von M. H. (killom)


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Hey Folks,

Habe mir in Eigenregie eine Motorregelung mit EAGLE zusammengeklickt. 
Funktionierte soweit auch bis eben ...

Da sind mir beim Einschalten alle MOSFETS verreckt. Und ich verstehe 
nicht, weshalb. Schutzdioden sind reichlich vorhanden. Vgs = 20V - 
sollte also direkt angesteuert werden können. Oder habe ich mich da 
vertan, und da muss noch ein Widerstand vors Gate?

Gespeist wird das Ganze von einer Autobatterie. Betrieben wird damit ein 
dicker 9V Motor. (Graupner 505) Stromaufnahme im Leerlauf: ~2A Hatte 
zuerst versucht, das Ganze mit einem Transistor umzusetzen (2N3055) - da 
das Ansprechverhalten des Motors und die Wärmeentwicklung am Transistor 
mir die Umsetzung madig gemacht haben, bin ich zu MOSFETs übergegangen.

Ist sicher irgend ein dummer Anfängerfehler :(

: Bearbeitet durch User
von Uhu U. (uhu)


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Was passiert, wenn der Motor Spannungsspitzen über +30 V abgibt?

Wenn die FETs sperren, dann wird max. Uds überschritten und nichts ist 
da, was diese Spitzen kappen würde.

von M. H. (killom)


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Uhu U. schrieb:
> Was passiert, wenn der Motor Spannungsspitzen über +30 V abgibt?

Ist das denn realistisch oder lediglich eine theoretische Möglichkeit?

Uhu U. schrieb:
> Wenn die FETs sperren, dann wird max. Uds überschritten und nichts ist
> da, was diese Spitzen kappen würde.

Keine Ahnung, was man da für Vorkehrungen treffen könnte. Evtl. eine 
Zener-Diode ?

von Possetitjel (Gast)


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Uhu U. schrieb:

> Was passiert, wenn der Motor Spannungsspitzen über
> +30 V abgibt?

Dann sollte nach meinem Verstaendnis D4 leitend werden.

> Wenn die FETs sperren, dann wird max. Uds überschritten

Wie das?

von rio71 (Gast)


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Uhu U. schrieb:
> Was passiert, wenn der Motor Spannungsspitzen über +30 V abgibt?

dann geht der mosfet bei ca. 30V + 10-15% in avalanche und gut...
funzt aber nicht immer, deswegen würde ich die D1 und D4 erstmal als 
ordentliche schottkys ersetzen (min 3A) 1N5820 (1n5821) und parallel zur 
D4 ne p6ke16A (p6ke18A ; p6ke20A). dann geht die in avalanche, die ist 
explizit dafür gemacht das abzukönnen.
keine widerstände vors gate, eher nen ordentlichen mosfettreiber 
zwischenhängen. z.b. mic4452
wie hoch ist die pwm frequenz..?
und besser nur einen mosfet verwenden.. z.b. IRL7833
ich vermute der 555 kann die gatekapazitäten gar net ordentlich hart 
umladen.

von Hartmut  . (rio71)


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mist nicht eingeloggt gewesen.. daher so der edit:
vergiss die 1n5820... die ist zu knapp mit den transildioden, mach die 
1n5821 rein.
parallel zur D1 kannste datt auch tun..
ein NTMFS4982NFT1G wäre zumindest gut beschaffbar.

von M. K. (sylaina)


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Possetitjel schrieb:
> Dann sollte nach meinem Verstaendnis D4 leitend werden.

Ja, die auch...neben D4...aber mal ehrlich, warum nimmt man eine so 
schäbige Gleichrichterdiode wie die 1N4007 als Freilaufdiode? Da braucht 
man sich nicht unbedingt wundern.
D4 kann man sich übrigens schenken, ich tippe mal darauf, ohne 
nachgesehen zu haben, dass die Body-Diode des FETs deutlich 
besser/schneller ist als die 1N4007.

von Ulf L. (ulf_l)


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Hallo

Schau doch bitte mal die Gate-Spannung an. Die drei FETs haben zusammen 
gut 10 nF Gate Kapazität. Da fehlt eigentlich noch ein ordentlicher 
Treiber oder wenigstens Emitterfolger zwischen dem 555 und den Gates. 
Dann sollte jeder FET noch seinen eigenen Gate-Widerstand bekommen. 
Nicht daß Dir die FETs sterben, weil sie viel zu langsam durchgeschaltet 
werden.

Gruß Ulf

von Planlos (Gast)


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Ulf L. schrieb:
> Da fehlt eigentlich noch ein ordentlicher
> Treiber

Dir ist klar, dass das, was IRF/Siemens da als "ordentliche FET-Treiber" 
verkauft, teilweise deutlich weniger "Rumms" am Ausgang hat als ein 
NE555 mit seinen ±200mA ?

@TE: Sicher dass die 1N4001 am Poti für das Tastverhältnis schnell genug 
sind?
Hätte da eher was schnelleres, wie 1N4148 erwartet.

D1 mal vermessen? die könnte durch Überlast durchlegiert, also dauerhaft 
leitend sein. Dann arbeiten die FETs gegen die Batterie, und ziehen 
dabei den Kürzeren.

von M. H. (killom)


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rio71 schrieb:
> dann geht der mosfet bei ca. 30V + 10-15% in avalanche und gut...
> funzt aber nicht immer, deswegen würde ich die D1 und D4 erstmal als
> ordentliche schottkys ersetzen (min 3A) 1N5820 (1n5821) und parallel zur
> D4 ne p6ke16A (p6ke18A ; p6ke20A). dann geht die in avalanche, die ist
> explizit dafür gemacht das abzukönnen.

Avalanche und Schottky sind für mich #Neuland.

rio71 schrieb:
> wie hoch ist die pwm frequenz..?

Keine Ahnung. Kann ich weder messen, noch berechnen. Generell im 
akustisch wahrnehmbaren Bereich - soviel kann ich sagen.

M. K. schrieb:
> Ja, die auch...neben D4...aber mal ehrlich, warum nimmt man eine so
> schäbige Gleichrichterdiode wie die 1N4007 als Freilaufdiode? Da braucht
> man sich nicht unbedingt wundern.

A: Weil man es als Amateur nicht besser weiß.
B: Weil vorhanden.

Vor allem jedoch B.

M. K. schrieb:
> D4 kann man sich übrigens schenken, ich tippe mal darauf, ohne
> nachgesehen zu haben, dass die Body-Diode des FETs deutlich
> besser/schneller ist als die 1N4007.

Andere wiederum raten einem, eine externe Diode zu verbauen und nicht 
auf die interne zu vertrauen.

Ulf L. schrieb:
> Da fehlt eigentlich noch ein ordentlicher
> Treiber oder wenigstens Emitterfolger zwischen dem 555 und den Gates.

Emitterfolger? Meinst du damit einen dedizierten Transistor, der das 
Gate schaltet, wie auf dem Bild oben zu sehen?

Möchte (muss) das Projekt eigentlich frei nach dem Minimalprinzip 
fertigstellen. Daher will ich ungern einen Treiber(Baustein) verwenden. 
Den habe ich nämlich nicht lagernd. Und bestellen is grad nich drin. 
Muss mit dem auskommen, was ich da habe.

Ulf L. schrieb:
> Nicht daß Dir die FETs sterben, weil sie viel zu langsam durchgeschaltet
> werden.

Würde ein Gate-Widerstand nicht genau dafür sorgen? Begrenzter Strom -> 
verlangsamte Anreicherung.

Planlos schrieb:
> @TE: Sicher dass die 1N4001 am Poti für das Tastverhältnis schnell genug
> sind?
> Hätte da eher was schnelleres, wie 1N4148 erwartet.

Die 1N4148 habe ich auch tatsächlich verbaut. 1N4001 ist ein Fehler - 
jetzt erst gesehen.

> D1 mal vermessen? die könnte durch Überlast durchlegiert, also dauerhaft
> leitend sein. Dann arbeiten die FETs gegen die Batterie, und ziehen
> dabei den Kürzeren.

Ja. D1 sowie D4 haben keinen Schaden genommen.

Lediglich die MOSFETs sind "durchlegiert" - Da fließt der Strom jetzt 
wie er will von A nach B oder C ... Polarität egal.

Den 555 hätte ich gerne nochmal getestet. Den hab ich aber gestern im 
Frust vorschnell in die Tonne geworfen, nachdem ich die defekten MOSFETs 
ersetzt hatte und die neuen daraufhin umgehend wieder kaputt gingen.

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


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M. H. schrieb:
> Ja. D1 sowie D4 haben keinen Schaden genommen.

Bist du bei D1 ganz sicher?

Die dient als Freilaufdiode für 3 FETs, die in Summe 240A Strom 
abkönnen. D1 muss bei der PWM jeweils diesen Strom übernehmen und kann 
nur 1A Strom ab. Das ist ein sehr krasses Missverhältnis. Mach dir 
bewusst, dass bei 50% duty cycle D1 im Mittel genau so viel Strom sieht 
wie die Q1..Q3 in Summe.

M. H. schrieb:
> Andere wiederum raten einem, eine externe Diode zu verbauen und nicht
> auf die interne zu vertrauen.

eine die "besser" ist als die Bodydiode der FETs kann nützlich sein. 
Deine 1N4007 ist leider schlechter (schaltet zu langsam ab, kann zu 
wenig Strom tragen), deshalb ist sie hier nicht nützlich.

von ABX (Gast)


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- Diese MOSFETs UDSmax = 30V -> darüber MOSFET tot. Geht recht schnell 
mal da einen 30V Impuls rein zu hauen. Dagegen wären z.B. TVS-Dioden 
wirksam.

- MOSFETs parallel zu schalten ist eine komplizierte Angelegenheit. Das 
Problem besteht im Grunde u.A. darin, dass Halbleiter einen negativen 
Temperaturkoeffizienten haben. D.h. sie werden bei Erwärmung 
niederohmiger. -> Erwärmung -> niederohmiger -> mehr Strom fließt -> 
werden noch wäremer -> werden noch niederohmiger -> noch mehr Strom 
fließt -> ....
Das bedeutet, dass mit der Zeit der ganze Strom von nur einem MOSFET 
übernommen wird. Die anderen bekommen weniger Strom ab und werden darum 
weniger warm und immer hochohmiger. Irgendwann schaltet dann einer die 
Hauptleistung und die anderen tragen kaum Last. Normalerweise hat man 
darum entweder an Gate oder Source einen Lastwiderstand (1R oder so), 
der hat einen positiven Temperaturkoeffiziten. Fließt mehr Strom, wird 
der Widerstand wärmer und damit hochohmiger. Dann fließt durch ihn 
weniger Strom und die Temperatur senkt sich wieder. Ich würde dir raten 
einen einzigen MOSFET zu nehmen der entsprechend belastbar ist.

M. H. schrieb:
> Möchte (muss) das Projekt eigentlich frei nach dem Minimalprinzip
> fertigstellen. Daher will ich ungern einen Treiber(Baustein) verwenden.
> Den habe ich nämlich nicht lagernd. Und bestellen is grad nich drin.
> Muss mit dem auskommen, was ich da habe.

Dein Pech. Dann kannst du es halt nicht realisieren.

von Stephan (Gast)


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an die Gates eine Z Diode mit 15 oder 18V und eine ordentliche Shottky 
über den Motor. Dann sollte das gehen. Jeder einfache Fahrregler 
arbeitet so. Ich hatte da immer noch ein LC Glied am Motor zur 
Entstörung.

von Stephan (Gast)


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einige wenige Ohm in die Gate Zuleitung zu jedem FET.

von hinz (Gast)


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ABX schrieb:
> - MOSFETs parallel zu schalten ist eine komplizierte Angelegenheit.

Nicht im Schaltbetrieb.


> Das
> Problem besteht im Grunde u.A. darin, dass Halbleiter einen negativen
> Temperaturkoeffizienten haben.

Im Schaltbetrieb hat der MOSFET einen positiven Temperaturkoeffizienten.

von Bernhard S. (bernhard)


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>Was passiert, wenn der Motor Spannungsspitzen über +30 V abgibt?

Dieser Ansatz gefällt mir :-)

Sterben die FETS, wenn keine Last (Motor) angeschlossen ist?

Was hältst Du davon, die induktive Last versuchsweise durch eine
ohmische zu erstetzen z.B. "Glühbirne" ?

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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M. H. schrieb:
> Ist sicher irgend ein dummer Anfängerfehler :(

Wie ein Kurzschluß z.B.

von Uwe S. (regionalligator)


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D4 kann raus.

Je eine LED bekommt immer zu viel Sperrspannung.

D1 ist viel zu schwach, sie muss beim Anlauf enorme Ströme tragen.

Es gibt keinerlei Strombegrenzung, bei starken Motoren ein Frevel.

Dem Timer fehlt eine Unterspannungsabschaltung, bei sehr hohen Strömen 
bricht die Eingangsspannung zusammen und die Mosfets bekommen genau im 
falschen Moment laue 3V oder so am Gate. Dagegen hilft auch keine 
Autobatterie, denn die ist in der Regel sowieso sulfatiert und mit 
China-Krokoklemmchen angeschlossen ;-)

(500K und 100n klingen nach sehr niedriger Taktfrequenz, ist aber nur ne 
Schätzung...)

von M. K. (sylaina)


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M. H. schrieb:
> A: Weil man es als Amateur nicht besser weiß.
> B: Weil vorhanden.
>
> Vor allem jedoch B.
A: Dafür gibts Datenblätter, kann man aber so erstmal stehen lassen.
B: Ist dann aber definitiv eine Ausrede.

M. H. schrieb:
> Andere wiederum raten einem, eine externe Diode zu verbauen und nicht
> auf die interne zu vertrauen.

Blind sollte man der internen Diode auch nicht vertrauen, bei einem, ich 
sag mal, vernüftigen Datenblatt des MOSFETs stehen aber auch Angabe zu 
Bodydiode drin, ihr Verhalten ist ja nicht ganz unerheblich ;)

ABX schrieb:
> - MOSFETs parallel zu schalten ist eine komplizierte Angelegenheit. Das
> Problem besteht im Grunde u.A. darin, dass Halbleiter einen negativen
> Temperaturkoeffizienten haben.

1. Meinst du sicher positiv (aus einem Temperaturanstieg folgt ein 
Stromanstieg)
2. Bei MOSFETs kommts drauf an in welchem Arbeitsbereich man sich 
aufhält. Die ändern nämlich das Vorzeichen des Temperaturkoeffizienten. 
Im Schalterbetrieb ist er positiv, sprich Mosfet wird wärmer => 
Kanalwiderstand steigt (wie bei jedem Halbleiter, bei MOSFETs maßgeblich 
für den Strom) => Verringerung seiner Stromtragfähigkeit. ;)

von rio71 (Gast)


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ABX schrieb:
> - Diese MOSFETs UDSmax = 30V -> darüber MOSFET tot.

falsch...
ersetzte tot mit wird sehr warm. hatte ich weiter oben schon 
beschrieben..

von Falk B. (falk)


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@ M. H. (killom)

>Habe mir in Eigenregie eine Motorregelung mit EAGLE zusammengeklickt.

Jaja, die Klicki-Bunti-Fraktion . . .

>Da sind mir beim Einschalten alle MOSFETS verreckt. Und ich verstehe
>nicht, weshalb. Schutzdioden sind reichlich vorhanden. Vgs = 20V -
>sollte also direkt angesteuert werden können. Oder habe ich mich da
>vertan, und da muss noch ein Widerstand vors Gate?

Zeig uns mal ein aussagekräftiges Bild vom realen Aufbau.

>Gespeist wird das Ganze von einer Autobatterie.

Die im Fehlerfall mal ganz fix dreistellige Ampere in die Schaltung 
schiebt . . .

Dort gehört mindestens eine Sicherung rein!

Betrieben wird damit ein
>dicker 9V Motor. (Graupner 505) Stromaufnahme im Leerlauf: ~2A

Was ist daran dick?

>Ist sicher irgend ein dummer Anfängerfehler :(

Wahrscheinlich mehrere.

Di ist HOFFNUNGSLOS fehldimensioniert! Wenn dort wirklich ein DICKER 
Motor mit 10-20A dranhängt, muss D1 auch 10-20A aushalten. Und halbwegs 
schnell sollte sie auch sein, die 1N4007 ist es NICHT, das ist ein 0815 
50 Hz Diode.

D4 braucht keiner.

Die Gateansteuerung muss sternförmig an die Gates rangehen, damit der 
Laststrom auf der Sourceleitung dort nicht reinspuckt. Also doppelte 
Masse aka Vierdrahtmessung.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber#Besonderheiten_beim_Treiberaufbau

Der Leistungspfad muss auch sternförmig verdrahtet werden. C1 muss nah 
an die MOSFETs und D1.

Teste deine Schaltung erstmal mit einer einfachen, ohmschen Last von 
vielleicht 1A. Da kann man sehen, ob die PWM und die MOSFET-Ansteuerung 
stimmt. Der NE555 ist als Gatetreiber brauchbar, der bringt mehr als 
+/-200mA. Aber Vorsicht, es muss ein ECHTER NE555 sein, nicht ein NE7555 
oder TLC555! Das sind CMOS-Versionen, die einen DEUTLICH schächeren 
Ausgang haben, die bringen nur 10mA gegen VCC!!!

Es fehlen ca. 5-10uF NAH am NE555, der ist eine kleine Dreckschleider 
und zieht beim Umschalten ordentlich Strom.

Und was soll der Schwachsinn mit DREI parallelen, fetten 80A MOSFETs mit 
je 6,5mOhm? Zumal der GFB75N03 ein D2PAK Gehäuse hat, das man nicht 
sinnvoll an einen Kühlkörper schrauben kann?

von Falk B. (falk)


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@M. Köhler (sylaina)

>> Andere wiederum raten einem, eine externe Diode zu verbauen und nicht
>> auf die interne zu vertrauen.

>Blind sollte man der internen Diode auch nicht vertrauen, bei einem, ich
>sag mal, vernüftigen Datenblatt des MOSFETs stehen aber auch Angabe zu
>Bodydiode drin, ihr Verhalten ist ja nicht ganz unerheblich ;)

Die Bodydiode der MOSFETs ist bei dem hier gezeigten 
Einquadrantensteller arbeitslos . . .

von Falk B. (falk)


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von M. H. (killom)


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Uwe S. schrieb:
> Je eine LED bekommt immer zu viel Sperrspannung.

Kann ich nicht ganz nachvollziehen. Weil der Strom in Sperrichtung 
zuerst die LED durchfließt und dann erst den Widerstand?

> Dem Timer fehlt eine Unterspannungsabschaltung, bei sehr hohen Strömen
> bricht die Eingangsspannung zusammen und die Mosfets bekommen genau im
> falschen Moment laue 3V oder so am Gate.

Das kann ich allerdings nachvollziehen. Ich glaube ich habe noch 
irgendwo einen KA75 oder TC54 ... dessen Ausgang negiert an den Reset 
vom 555?

> (500K und 100n klingen nach sehr niedriger Taktfrequenz, ist aber nur ne
> Schätzung...)

Maximal bis irgendwo in den 20kHz Bereich. Leider habe ich kein Oszi - 
sonst würde ich nachmessen.

Falk B. schrieb:
> Zeig uns mal ein aussagekräftiges Bild vom realen Aufbau.

Layout angehängt. Roter Layer = Drahtbrücke
Verdrahtung mit 1mm² QS Litze. Kritische Massestellen (zb. an den 
Sources vorbei) sind mit aufgelöteten Drähten verstärkt.

Falk B. schrieb:
> Dort gehört mindestens eine Sicherung rein!

Wird nachgebessert.

Falk B. schrieb:
> Di ist HOFFNUNGSLOS fehldimensioniert! Wenn dort wirklich ein DICKER
> Motor mit 10-20A dranhängt, muss D1 auch 10-20A aushalten. Und halbwegs
> schnell sollte sie auch sein, die 1N4007 ist es NICHT, das ist ein 0815
> 50 Hz Diode.

Das ist mir inzwischen klar gemacht worden.

Falk B. schrieb:
> D4 braucht keiner.

Nicht, wie sie in der jetzigen Konfiguration vorliegt. Wurde ebenfalls 
bereits erläutert.

Falk B. schrieb:
> Die Gateansteuerung muss sternförmig an die Gates rangehen, damit der
> Laststrom auf der Sourceleitung dort nicht reinspuckt. Also doppelte
> Masse aka Vierdrahtmessung.

Wie sieht denn so eine sternförmige Umsetzung auf einer Platine aus? 
Kann mir da grade so direkt nichts drunter vorstellen.

Falk B. schrieb:
> Der Leistungspfad muss auch sternförmig verdrahtet werden. C1 muss nah
> an die MOSFETs und D1.

Die Schaltung ist bereits relativ kompakt. (Für meine Verhältnisse) 50 x 
50 mm etwa Das beißt sich doch irgendwann mit den Gehäuseformen?

Falk B. schrieb:
> Teste deine Schaltung erstmal mit einer einfachen, ohmschen Last von
> vielleicht 1A. Da kann man sehen, ob die PWM und die MOSFET-Ansteuerung
> stimmt. Der NE555 ist als Gatetreiber brauchbar, der bringt mehr als
> +/-200mA.

Ich werd mir erstmal neue MOSFETs suchen müssen. Die GFB75N03 sind jetzt 
leider alle in der Tonne. Ich schau mal ob ich noch was brauchbares 
liegen habe. Brauchbar = mit möglichst geringem Ron < 10mOhm. Will 
ungern kühlen müssen.

Falk B. schrieb:
> Aber Vorsicht, es muss ein ECHTER NE555 sein, nicht ein NE7555
> oder TLC555! Das sind CMOS-Versionen, die einen DEUTLICH schächeren
> Ausgang haben, die bringen nur 10mA gegen VCC!!!

NE555P von TI. Grad nochmal ins Datenblatt geschaut - ist ein "echter" 
mit 200mA am Ausgang.

Falk B. schrieb:
> Es fehlen ca. 5-10uF NAH am NE555, der ist eine kleine Dreckschleider
> und zieht beim Umschalten ordentlich Strom.

Werd ich ebenfalls nachbessern.

Wäre es sinnvoll, die Ansteuerung (NE555 + Gates) über eine von der 
Speisepannung abgesetzte Spannung zu betreiben? (LM7805) Das würde 
zumindest die Signalerzeugung unabhängig von der Speisespannung 
stabilisieren. (Bis etwa 7 V - ist klar.)

Falk B. schrieb:
> Und was soll der Schwachsinn mit DREI parallelen, fetten 80A MOSFETs mit
> je 6,5mOhm? Zumal der GFB75N03 ein D2PAK Gehäuse hat, das man nicht
> sinnvoll an einen Kühlkörper schrauben kann?

Verteilung der Last - um überhaupt nicht erst kühlen zu müssen. 
Vielleicht hätte da schon ein einzelner ausgereicht - ich mein, außer 
bei einem Kurzschluss schluckt da nichts 80A.

Falk B. schrieb:
> Betrieben wird damit ein
>>dicker 9V Motor. (Graupner 505) Stromaufnahme im Leerlauf: ~2A
>
> Was ist daran dick?

Die subjektive Einschätzung. Darüber zu diskutieren ist verschwendete 
Lebenszeit.

>>Habe mir in Eigenregie eine Motorregelung mit EAGLE zusammengeklickt.
>
> Jaja, die Klicki-Bunti-Fraktion . . .

>>Ist sicher irgend ein dummer Anfängerfehler :(
>
> Wahrscheinlich mehrere.

Das du Details über die MOSFETs weißt, zeigt mir, dass du dich mit der 
Materie auseinander gesetzt hast. Die Art und Weise wie du dich hier 
allerdings darüber äußerst, vermittelt mir nicht den Eindruck, dass 
deine Hauptabsicht darin besteht, mir mit Rat und Tat beiseite zu 
stehen. Eher vielmehr darum, dich über mein Unwissen in herabfälliger 
Art und Weise auszulassen.

: Bearbeitet durch User
von voltwide (Gast)


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Ohne Oszilloskop ist die Fehlersuche imho ziemlich aussichtslos.

von Falk B. (falk)


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@ M. H. (killom)

>> Je eine LED bekommt immer zu viel Sperrspannung.

Stimmt.

>Kann ich nicht ganz nachvollziehen.

Ich schon ;-)

> Weil der Strom in Sperrichtung
> zuerst die LED durchfließt und dann erst den Widerstand?

Er fließt duch beide gleichzeitig in exakt gleicher Höhe, ist ja eine 
Reihenschaltung. Aber an der LED bleiben 99,9% der Sperrspannung hängen, 
denn die sperrt. Der Trick funktioniert nur, wenn man die LEDs DIREKT 
parallel schaltet und nur EINEN Vorwiderstand nutzt. Dann ist die 
Flußspannung der einen LED die max. Sperrspannung der anderen und damit 
OK.

>> Dem Timer fehlt eine Unterspannungsabschaltung, bei sehr hohen Strömen
>> bricht die Eingangsspannung zusammen und die Mosfets bekommen genau im
>> falschen Moment laue 3V oder so am Gate.

>Das kann ich allerdings nachvollziehen. Ich glaube ich habe noch
>irgendwo einen KA75 oder TC54 ... dessen Ausgang negiert an den Reset
>vom 555?

Quark. Wenn deine Akkuspannung einbricht ist eh alles zu spät ;-)

>Maximal bis irgendwo in den 20kHz Bereich. Leider habe ich kein Oszi -
>sonst würde ich nachmessen.

Dann wird das nix. Ohne Oszi bist du blind.

>Layout angehängt. Roter Layer = Drahtbrücke
>Verdrahtung mit 1mm² QS Litze. Kritische Massestellen (zb. an den
>Sources vorbei) sind mit aufgelöteten Drähten verstärkt.

Typischer Fall von blindem Masseflächenglauben ;-)
So nicht. Eher so.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges_Designen_von_Platinenlayouts#Vorgehen_bei_der_Layouterstellung

"Aber Vorsicht! Bei Schaltreglern und Leistungsstufen für Motoren und 
Ähnlichem ist es oft besser bzw. notwendig, auf Masseflächen zu 
verzichten und statt dessen mit dicken Leitungen bzw. kleineren 
Polygonen die Ströme sternförmig zu führen."

>Wie sieht denn so eine sternförmige Umsetzung auf einer Platine aus?
>Kann mir da grade so direkt nichts drunter vorstellen.

Keine Masseflächen, Leitungen. Dabei treffen sich die Massen vom 
Leistung- und Steuerkreis in EXAKT einem Punkt, hier dem Minusanschluss 
von C1. Wobei der bei 10A++ etwas schmalbrüstog ist. Dort braucht man 
eher 10mF oder mehr, muss man mal sehen.

>> Der Leistungspfad muss auch sternförmig verdrahtet werden. C1 muss nah
>> an die MOSFETs und D1.

>Die Schaltung ist bereits relativ kompakt. (Für meine Verhältnisse) 50 x
>50 mm etwa Das beißt sich doch irgendwann mit den Gehäuseformen?

Zeichne mal den Stromfluß vom Batterieanschluß durch dein Platine, zum 
Motor und zurück ein und staune.

>Ich werd mir erstmal neue MOSFETs suchen müssen. Die GFB75N03 sind jetzt
>leider alle in der Tonne. Ich schau mal ob ich noch was brauchbares
>liegen habe. Brauchbar = mit möglichst geringem Ron < 10mOhm. Will
>ungern kühlen müssen.

Diese Jugend heutzutage . . . ;-)

>Wäre es sinnvoll, die Ansteuerung (NE555 + Gates) über eine von der
>Speisepannung abgesetzte Spannung zu betreiben?

Nein. Es reicht, die Verdrahtung sternförmig zu führen.

>>>dicker 9V Motor. (Graupner 505) Stromaufnahme im Leerlauf: ~2A
>
>> Was ist daran dick?

>Die subjektive Einschätzung. Darüber zu diskutieren ist verschwendete
>Lebenszeit.

Sicher, aber was zieht der Motor unter Last? 10A? 20A?

>allerdings darüber äußerst, vermittelt mir nicht den Eindruck, dass
>deine Hauptabsicht darin besteht, mir mit Rat und Tat beiseite zu
>stehen. Eher vielmehr darum, dich über mein Unwissen in herabfälliger
>Art und Weise auszulassen.

Nimm's nicht persönlich. Du bist halt der 1001te, der meint, mal  fix 
einen fetten PWM-Steller mit dicken MOSFETs zusammenbasteln zu können. 
Da ist ein e gewisse Ironie unvermeidlich . . .

JP1 ist Murks, nimm dafür die gleiche Klemme wie X1, die ist belastbar.
Zuerst muss der Leistungspfad layoutet werden. Dann der Steuerkreis, 
dort vor allem die sternförmige Masseanbindung.

Wenn gleich das Layout deutlich schlechter sein könnte, vermute ich 
schlicht einen Kurzschluß bei deinem unbrauchbaren JP1. Damit hat der 
Akku mal fix einen Kurzschlußstrom von 100A++ durch deine MOSFETs gejagt 
und diese mangels Kühlung in Sekunden gegrillt ;-)

Wie sind sie denn gestorben? Sang und klanglos oder mit Rauch und 
Gestank?

von Michael B. (laberkopp)


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M. H. schrieb:
> Ist sicher irgend ein dummer Anfängerfehler :(

Die Freilaufdiode ist als 1N4007 zu langsam und als 1N4148 komplett 
unterdimensioniert. Da muss eine dicke schnelle Diode rein, so was wie 
MBR4050 als Schottky oder BYV32E-200 als besser sperrende Diode.

M. H. schrieb:
> Betrieben wird damit ein dicker 9V Motor. (Graupner 505)
> Stromaufnahme im Leerlauf: ~2A

Es interessiert nicht der Leerlaufstrom auch wenn er dir besonders 
attraktiv erscheint weil er so handhabbar niedrig ist, sondern die 
Stromaufnahme im Anlaufmoment, denn du willst deinen Motor sicher auch 
mal loslaufen lassen, und diese 1/10 Sekunde reicht für ein Ableben der 
Transistoren locker aus. Der Strom ist identisch mit dem Strom beim 
Blockieren und damit Betriebsspannung/Innenwiderstand.

ABX schrieb:
> - Diese MOSFETs UDSmax = 30V -> darüber MOSFET tot.

Was bei 12V Akkuspannung mehr als ausreichend weit weg ist, der NE555 
hätte bei 16V das Recht kaputt zu gehen. Aber wer weiss schon, welchen 
MOSFET er wirklich verbaut hat, bei der Diode war die Beschriftung im 
Schaltplan ja auch eher Zufall. Wer so nachlässig ist, hat sicherlich 
noch ein halbes Dutzend weiterer Fehler drin, so daß ein Raten alleine 
mit dem Schaltplan nutzlos ist.

ABX schrieb:
> - MOSFETs parallel zu schalten ist eine komplizierte Angelegenheit

Nicht wirklich, deine Erklärung ist falsch weil sie nur im Analogbetrieb 
gilt, ein Gate-Widerstamnd tut es schon.

Begründung: Alle MOSFETs haben leicht unterschiedliche Uth Threshold 
Spannungen ab denen sie einschalten. Während dieses Einschaltens fliesst 
Strom ins Gate aber dessen Spannung steigt nicht (Miller-Plateau). So 
lange der durchschaltende MOSFET aber die Spannung der anderen MOSFETs 
mitbestimmt, hängen die halb durchgeschaltet rum, mit hoher 
Verlustleistung.

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-941.pdf

rio71 schrieb:
> eher nen ordentlichen mosfettreiber zwischenhängen. z.b. mic4452

Der NE555 ist mit 200mA ausreichend für PWM bis zu 100kHz. Auch 
Gate-Vorwiderstände von 100 Ohm machen das Umladen der MOSGFETs nicht 
viel langsamer, entkoppeln aber die Miller Niveaus.


Falk B. schrieb:
>>Blind sollte man der internen Diode auch nicht vertrauen, bei einem, ich
>>sag mal, vernüftigen Datenblatt des MOSFETs stehen aber auch Angabe zu
>>Bodydiode drin, ihr Verhalten ist ja nicht ganz unerheblich ;)
>
> Die Bodydiode der MOSFETs ist bei dem hier gezeigten
> Einquadrantensteller arbeitslos . . .

Richtig. Es gibt immer noch Leute, die sie als Freilaufiode bezeichnen, 
weil sie nicht wissen, wie es wirklich funktioniert.

von rio71 (Gast)


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Michael B. schrieb:
> weil sie nicht wissen, wie es wirklich funktioniert.

...und andere leute die nicht wissen was wirklich passiert

von batman (Gast)


Lesenswert?

Wenn der FET beim Anlauf abraucht, muß man eben den Anlaufstrom 
reduzieren. Das geht ja auch gut per PWM.

Aber das wird nicht wirklich das Problem sein. Im Kfz schalten 30A FETs 
problemlos Lüfter, Wischermotoren u.a. in der gleichen Dimension. Also 
eher Kurzschluß, Masseschluß, Wicklungsschluß..

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