Mir ist grad ein MOSFET bei einem Kurzschluss explodiert, die
Temperaturerhöhung war schneller als die 10A Schmelzsicherung.
Nun hab ich da mal ein Vorschlag, den MOSFET mit einem ACS711 zu
schützen.
Die Schaltung ist meiner Meinung recht einfach gehalten.
Per I2C wird die LED im Optokoppler auf Masse gezogen. Tritt ein
Überstrom auf, dann zieht der ACS den anderen Eingang des Optokopplers
auch auf Masse und bleibt da. Der MOSFET wird ausgeschaltet.
Etwas Sorgen macht mir die Reaktionszeit des ACS im Mikrosekunden
Bereich, ist das zu flink für Einschaltströme?
Das ganze kommt in ein Auto, es werden Verbraucher wie Licht, Hupe,
Lüfter, Scheibenwischer geschaltet.
Ich Danke euch im Voraus, ich war schon viel hier unterwegs und hab
interessantes gelesen.
Bernhard schrieb:> Per I2C wird die LED im Optokoppler auf Masse gezogen
Per I2C wird die LED im Optokoppler auf Masse gezogen und schaltet den
MOSFET und somit den Verbraucher ein.
spess53 schrieb:> Da liegst du aber mit 470R darunter.
Ich kann dem auch noch 1kOhm spendieren, der Strom für den CNY wird dann
etwas knapp, aber der MOSFET schaltet damit noch.
Die 1kOhm begrenzen ja den Strom für den ACS711. Okey, wenn da steht
1kOhm solle ich das auch einhalten.
Bernhard schrieb:> Da liegst du aber mit 470R darunter.
Gem. Datenblatt darf VCC 3V bis 5.5V sein. Mit 1k wäre dann der Strom
3mA bis 5.5mA
Da ich 3.3V habe, wäre dann der Widerstand für 5.5mA bei rund 600 Ohm.
Dann spendiere ich der Schaltung einen 680 Ohm für R5.
Bernhard schrieb:> Mir ist grad ein MOSFET bei einem Kurzschluss explodiert, die> Temperaturerhöhung war schneller als die 10A Schmelzsicherung.
Bin ich der einzige der sich wundert warum ein 70A Mosfet "explodiert"
und die 10A Sicherung nicht?
Bernhard schrieb:> Per I2C wird die LED im Optokoppler auf Masse gezogen.
Mal grundsätzlich: wozu braucht dieses Design einen Optokoppler?
Du hast ja links und rechts beidesmal GND, da reicht doch ein ordinärer
Transistor zum Ansteuern aus:
1
GP7 ------------2k2--------o---- ACS FAULT#
2
high=Ausgang aktiv | .--- Gate
3
| |/
4
'-------------2k2----|
5
|>.
6
|
7
---
John P. schrieb:> in ich der einzige der sich wundert warum ein 70A Mosfet "explodiert"> und die 10A Sicherung nicht?
Ja, wenn man den nur halb durchsteuert, dann stirbt der auch schon mit
30A. Und die dreifache Last hält eine Schmelzsicherung lange aus.
Mindestens für für ein paar Sekunden...
Lothar M. schrieb:> Und die dreifache Last hält eine Schmelzsicherung lange aus.
Die Batterie (LiFePo) liefert 300A Kurzschluss Strom, das ist dem MOSFET
nach einer Sekunde einfach zu viel.
Optokoppler möchte ich belassen, da es im Auto Bordnetz eine totale
Sauerei an Spannungen hat und mein MCU sonst redetet oder auch zerstört
wird wenn mal etwas Überspannung daher kommt. Wobei wenn GND verbunden
ist. Ich mach mal ein Praxis Test mit einem Transistor. Danke für das
Schema.
Lothar M. schrieb:> da reicht doch ein ordinärer> Transistor
Danke Lothar, dann gehe ich mal damit in das Rennen. Warum braucht es
den zweiten Widerstand (R5)?
Bernhard schrieb:> Per I2C wird die LED im Optokoppler auf Masse gezogen. Tritt ein> Überstrom auf, dann zieht der ACS den anderen Eingang des Optokopplers
Und wie löscht Du den Überstromdetektor wieder?
John P. schrieb:> Bin ich der einzige der sich wundert warum ein 70A Mosfet "explodiert"> und die 10A Sicherung nicht?
Ja, alle anderen wissen, das ein Elektronik-Bauelement allemal
schneller als eine Sicherung ist. Vielleicht hätte eine "FF"-
Sicherung (superflink) geholfen, aber sicher bin ich mir da nicht.
Dumme Frage: Warum keinen Profet statt der ganzen Bastelschaltung?
Da hast du gleich deinen Überlastschutz, kannst High-Side schalten,
sparst dir den Pegelwandler-Optokoppler, hast vmtl. weniger
Verlustleistung, und bist auch gegen X andere Sachen, die im KFZ-Netz so
auftreten können geschützt...
MiWi schrieb:> Und wie löscht Du den Überstromdetektor wieder?
Hallo MiWi, durch Aus- und wieder Einschalten. Ein Kurzschluss kommt
eigentlich nie vor. Den letzten habe ich verursacht, indem ich eine
Glühbirne unter Spannung aus der Instrumentenbeleuchtung raus gezogen
habe und an Masse gekommen bin. Also währen der Fahrt muss sich sowas
nicht zurück stellen, ich muss dann sowieso schauen wo das Problem
liegt/lag.
Profet schrieb:> Warum keinen Profet
Die Profet's kenne ich nicht, ich schau mir mal ein 20A Profet BTS5090
an.
Der hat aber keine Sicherung integriert so wie ich das verstehe?
Bernhard schrieb:> Die Profet's kenne ich nicht,
such mal nach "smart fet" oder "inteligent fet".
das liefert dir dann auch ähnlich produkte anderer Hersteller...
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Bernhard schrieb:> Mir ist grad ein MOSFET bei einem Kurzschluss explodiert, die> Temperaturerhöhung war schneller als die 10A Schmelzsicherung.
Wozu braucht eine simple Sicherung einen Rechner?
Hast du schon mal über eine elektronische Sicherung, z.B. mit einem
LTC1153 vor dem MOSFET nachgedacht?
Wolfgang schrieb:> Wozu braucht eine simple Sicherung einen Rechner?>> Hast du schon mal über eine elektronische Sicherung, z.B. mit einem> LTC1153 vor dem MOSFET nachgedacht?
Hallo Wolfgang, Danke für deine Antwort. Meine "Sicherung" ist nur ein
Teil der Steuerung, Mit der Sicherung will ich nicht den MOSFET schützen
sondern die Kabel bei einem Kurzschluss. So wie jede Schmelzsicherung
auch. Für die Verbraucher die ich nicht schalten muss, verwende ich
normale Schmelzsicherungen. Bei den MOSFET möchte ich keine
Schmelzsicherung mehr haben. Darum fallen auch die Profet und Smart FET
raus weil die noch eine benötigen wenn ich das richtig verstehe.
Der LTC1153 ist ähnlich wie mein vorgeschlagener ACS711 und passt
eigentlich ganz gut, nur wird beim LTC1153 ein externer Shunt zum Messen
des Stromes verwendet. Schön ist, das man die Zeit einstellen kann und
den digitalen Eingang, da entfällt also mein Transistor. Den Status
Ausgang benötige ich nicht. Alles in allem macht der LTC1153 einen guten
Eindruck.
Ich danke euch für Eure Tipps und schau mir die Lösungen nochmals an.
Bernhard schrieb:> Optokoppler möchte ich belassen, da es im Auto Bordnetz eine totale> Sauerei an Spannungen hat und mein MCU sonst redetet oder auch zerstört> wird wenn mal etwas Überspannung daher kommt.
Dann hilft dir der Optokoppler auch nichts, denn wenn die Schaltung sich
von solchen Störungen beeindrucken lässt, dann gibt es andere
Kopplungmechanismen oder das Layout ist schlecht.
Bernhard schrieb:> Danke Lothar, dann gehe ich mal damit in das Rennen. Warum braucht es> den zweiten Widerstand (R5)?
Zum Schutz vor dem GAU: wenn der Mosfet zur Siliziumschmelze wird und
den Treibertransistor mit in den Tod reißt, dann ist wenigstens noch die
Schaltung davor von dem Drama entkoppelt.
Bernhard schrieb:> Mit der Sicherung will ich nicht den MOSFET schützen sondern die Kabel> bei einem Kurzschluss. So wie jede Schmelzsicherung auch.
Zum Schutz der Leitungen würde ich aber tatsächlich eine thermische
(oder auch magnetische) Sicherung nehmen, denn die können wenigstens
sicher trennen. Deine "Sicherung" ist ja keine Sicherung, die trennen
könnte, wenn der Mosfet oder sein Treiber nicht mehr funktioniert...
Bernhard schrieb:> Nun hab ich da mal ein Vorschlag, den MOSFET mit einem ACS711 zu> schützen.> Die Schaltung ist meiner Meinung recht einfach gehalten.
Eben das ist eines Deiner Probleme.
> Per I2C wird die LED im Optokoppler auf Masse gezogen.
Bei dem dabei fließenden Strom (des Optokoppter Transistors) wird das
Gate ziemlich langsam ausgeräumt.
Der AOD403 ist ein Trench FET, dessen SOA ist relativ klein und es
zerreißt den FET.
http://www.aosmd.com/pdfs/datasheet/AOI403.pdf
Eben deshalb "explodiert" Dein FET: killed by SOA.
> Etwas Sorgen macht mir die Reaktionszeit des ACS im Mikrosekunden> Bereich, ist das zu flink für Einschaltströme?> Das ganze kommt in ein Auto, es werden Verbraucher wie Licht, Hupe,> Lüfter, Scheibenwischer geschaltet.
Für alle Motoren und LAmpenlasten mit hohem einschaltstrom: Ja, deutlich
zu flink bei programmierten 10A.
Eine Xenon-L mit Startgerät nimmt für etliche zig Mikrosekunden 70 A
auf.
Dannach geht der Strom deutlich runter.
Motoren haben ebenfalls hohe Eisnchaltströme
Bernhard schrieb:> Hallo Wolfgang, Danke für deine Antwort. Meine "Sicherung" ist nur ein> Teil der Steuerung, Mit der Sicherung will ich nicht den MOSFET schützen> sondern die Kabel bei einem Kurzschluss. So wie jede Schmelzsicherung> auch. Für die Verbraucher die ich nicht schalten muss, verwende ich> normale Schmelzsicherungen. Bei den MOSFET möchte ich keine> Schmelzsicherung mehr haben.
Schau mal bei power net guardian von Dräxlmaier :
https://www.draexlmaier.com/produkte/elektronik/intelligente-stromverteiler/
Leitungsschutz mit ASIL Anforderung ist ein schwieriges Thema.
Der Optokoppler und der AOD403 sind schon ein Jahr im Einsatz im Auto,
sie Steuern das Licht und das Batterie Trenn Relais (200A). Bis jetzt
gab es damit nie Probleme bis auf den Kurzschluss, den ich verursacht
habe.
Neu habe ich 2 Platinen mit je 8 Optokopplern, 8 Schmelzsicherungen und
8 MOSFETs. Also total 16 Ausgänge.
So wie es aussieht komme ich nicht um die Schmelzsicherungen herum.
Heute Abend baue ich mal eine Testschaltung auf. Ohne Optokoppler dafür
mit einem Transistor zum Ansteuern des MOSFET. Mal schauen wer dann
schneller ist bei einem Kurzschluss.
ACS711.png
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