N Kanal Mosfet wird heiß

Felix K. (felix_k408) 21.09.2018 02:07 #5562869

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Hallo zusammen.
Ich bastel gerade auf dem Steckbrett an einer Strombegrenzungschaltung. 
Mit dieser Schaltung möchte ich später eine PowerBank laden. Das 
mitgelieferte Netzteil der Powerbank bringt 16,8V @ 2A mit sich.

Gefunden habe ich dazu folgende Schaltung:
http://www.tbideas.com/blog/build-an-arduino-shield-to-drive-high-power-rgb-led/

Direkt ausprobiert und funktionierte auf Anhieb. Der Strom wird in 
meinem Beispiel auf 500mA begrenzt. Problem ist hier nur, dass der zum 
Einsatz kommende Mosfet (BUZ11) sehr heiß wird und nach knapp 20s 
komplett abraucht.

Eingesetzte Transistoren:
NPN: BC547B
NMOS: BUZ11

Was mache ich an dieser Stelle falsch? Ist der Mosfet ungeeignet oder 
habe ich mich mit der Schaltung vertan?

Den Schaltplan habe ich mit angehängt.

Beste Grüße,
Felix

Angehängte Dateien:

current-limiter.JPG (67 KB)

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Mani W. (e-doc) 21.09.2018 02:27 #5562872

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Felix K. schrieb:
> Ist der Mosfet ungeeignet oder
> habe ich mich mit der Schaltung vertan?

Du hast auf das Kühlblech vergessen?

Sicher muss der heiß werden, wenn er Strom begrenzt!

Und was ergibt 16 Volt und 0,5 Ampere an Verlustleistung?

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J. S. (pbr85) 21.09.2018 02:55 #5562878

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Haben Powerbanks nicht normalerweise 5V, wie kann dann das 
"mitgelieferte Netzteil" 16,8V haben, und warum musst du dann für die 
Powerbank den Strom begrenzen? Und die Verlustleistung entspricht ja 
fast 6W (bei 5V für die Powerbank), das hält kein TO-220 ohne Kühlkörper 
aus.

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Felix K. (felix_k408) 21.09.2018 11:16 #5563154

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Die Powerbank wird tatsächlich mit 16,8V 
(https://www.amazon.de/PowerOak-K2-Notebook-Ultra-High-Anpassungsf%C3%A4hig-Grau/dp/B01CAMQ3YW) 
geladen.
Wenn ich also 16,8V mit begrenzten Strom nach außen führen möchte dann 
ist doch die Verlustleistung am NMOS nicht allzu groß oder (oh man... 
bin ich gerade verwirrt) ?
Den Strom mächste ich begrenzen, weil ich den "Rest" (1-2A) noch für 
einen anderen Schaltkreis benötige.

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Volker Gast 21.09.2018 12:10 #5563213

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BUZ11 und noch nicht mal 5V am Gate...
Messe mal die Spannung an der Last und am Mosfet.

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Georg M. (g_m) 21.09.2018 12:15 #5563216

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Felix K. schrieb:
> Wenn ich also 16,8V mit begrenzten Strom nach außen führen möchte dann
> ist doch die Verlustleistung am NMOS nicht allzu groß oder (oh man...
> bin ich gerade verwirrt) ?

Nicht philosophieren, rechnen!

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Lothar M. (lkmiller) Moderator (Firma: Titel) 21.09.2018 12:19 #5563220

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Felix K. schrieb:
> Wenn ich also 16,8V mit begrenzten Strom nach außen führen möchte dann
> ist doch die Verlustleistung am NMOS nicht allzu groß
Der Witz ist, dass du da eben keine 16,8V "nach aussen" fühst, sondern 
weniger. Und das, was da "weniger" nach "aussen" geht, fällt am Mosfet 
und am Widerstand ab. Multipliziert mit dem Strom ergibt das dann eine 
Verlustleistung.

Also mach mal folgendes: schraube einen dicken Kühlkörper an den Mosfet 
und messe die Spannungen in deinem System. Dann denkst du ein wenig 
über diese Zahlen nach und kommst zusammen mit den hier gegebenen 
Informationen irgendwann auf den richtigen Ast.

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Wolfgang Gast 21.09.2018 12:35 #5563240

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Lothar M. schrieb:
> Also mach mal folgendes: schraube einen dicken Kühlkörper an den Mosfet ...

Wenn dir das zu viel Aufwand ist, nimm für R802 erst einmal einen 
größeren Widerstand. Dann sinkt der Strom, der FET wird nicht so heiß 
und du kannst in Ruhe rummessen.

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Hungar Ziggewitsch Gast 21.09.2018 15:42 #5563481

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Lothar M. schrieb:
> Der Witz ist, dass du da eben keine 16,8V "nach aussen" fühst, sondern
> weniger. Und das, was da "weniger" nach "aussen" geht, fällt am Mosfet
> und am Widerstand ab. Multipliziert mit dem Strom ergibt das dann eine
> Verlustleistung.

Das ist, falls am Eingang eine Spannungsquelle (=Normalfall), immer so.
Auch egal, ob der Transistor (allg.: das Regel- oder Begrenzungselement 
- kann ein integrierter Regler sein oder diskret) nun die 
Ausgangs-Spannung oder den Ausgangs-Strom regelt oder begrenzt. Was 
zählt, ist die wirklich tatsächlich während aktiver Last über dem T 
liegende Spannung. Diese ist
der sogenannte Spannungs(ab)fall. Wie Lothar sagte - multipliziert m. d. 
Strom hat man die Leistung. Deswegen wurden und werden linear geregelte
Versorgungen ja - wo ohne Problem möglich - durch Schaltregler ersetzt.
Das spart eben einen Großteil unnötigen Verbrauches und Kühlmaßnahmen.

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Mani W. (e-doc) 22.09.2018 01:07 #5564001

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Wolfgang schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Also mach mal folgendes: schraube einen dicken Kühlkörper an den Mosfet ...
>
> Wenn dir das zu viel Aufwand ist, nimm für R802 erst einmal einen
> größeren Widerstand. Dann sinkt der Strom, der FET wird nicht so heiß
> und du kannst in Ruhe rummessen.

Blöder gehts nimmer?