Hallo zusammen,
für eine Anwendung muss ich einen MOSFET im us Bereich schalten, genauer
gesagt Pulse mit einer Breite von 1 us.
Es gibt bei uns bereits einen MOSFET mit dem das gut klappt
(PSMN027-100XS). Allerdings ist dieser abgekündigt worden und kein SMD,
daher brauchts was neues.
Ich habe hier bereits einige MOSFETs da, um diese Testen zu können. Da
ich das ganze zunächst auf einem Steckbrett mache, habe ich mir einzelne
Stiftleisten auf die Kontakte der MOSFETs gelötet (siehe Bild 1).
Wenn ich mir jetzt die Drain Spannung ansehe, sehe ich einige
Überschwinger (siehe Bild 2). Das blaue Signal ist der Eingang am MOSFET
Treiber (also das Steuersignal), das gelbe Signal die Drainspannung.
Wenn ich die Schaltung mittels LTspice simuliere und jeweils am Gate,
Drain und Source eine Induktivität einsetze, erhalte ich ziemlich genau
das gleiche Bild. Daher nehme ich an, das liegt an den Stiftleisten und
am Aufbau im Lochraster.
Meine Frage nun, wie kann ich am Steckbrett das ganze verbessern? Die
Leitungen sind schon alle so kurz wie möglich.
Danke.
Lass dir eine Platine fräsen, insbesondere wenn das für den
professionellen Einsatz ist, würde ich mich gar nicht erst mit solchem
Lochraster-Pfusch aufhalten.
Dein Ziel ist es ja, praxisrelevante Daten zu extrahieren aus deinen
Versuchen, also brauchst du auch einen richtigen Aufbau, ansonsten
kannst du auch einfach ins Datenblatt schauen.
Überleg Dir mal, welche "Überschwinger" physikalisch überhaupt möglich
sind.
Daß beim Abschalten des Mosfet am Drain -3 Volt erscheinen, gehört nicht
dazu.
user391034 schrieb:> Hilf mir mal bitte auf die Sprünge ...
Das ist ein Messproblem: zu lange GND-Klemme am Tastkopf z.B. Miss mal
mit der hoffentlich mitgelieferten GND-Feder.
HildeK schrieb:> Miss mal> mit der hoffentlich mitgelieferten GND-Feder
Die Messung ist bereits mit Masse Feder durchgeführt. Die Spitze vom
Tastkopf steckt direkt im Steckbrett, die Feder direkt daneben in die
Ground Leitung.
Gut, dann wäre der häufigste Messfehler schon mal ausgeräumt :-).
Bleiben noch die kapazitiven Kopplungen zwischen G-S-D vom Steckbrett,
ev. auch die internen.
Das Problem beim Steckbrett sind die nicht überschaubaren parasitären
Induktivitäten als auch Kapazitäten. Deswegen hast du solche lustigen
Überschwinger überall.
Gumbel schrieb:> Wieso lötest du nicht auf Lochraster?
Um die MOSFETs einfacher zu wechseln.
Ingo Less schrieb:> Das Problem beim Steckbrett sind die nicht überschaubaren parasitären> Induktivitäten als auch Kapazitäten. Deswegen hast du solche lustigen> Überschwinger überall.
Würde ein Lochrasteraufbau das ganze etwas verbessern?
user391034 schrieb:> Hier mal die Messung mit dem alten MOSFET, welcher im TO-220 Package> ist.
Aha, du hast ein Problem mit dem Unterschwinger, nicht mit dem
Überschwinger? Weil, der Überschwinger sieht ja eher schlechter aus.
Sieht dann doch nach einer kapazitiven Kopplung G-D aus.
Nimm mal einen kleinen R direkt vor dem Gate.
HildeK schrieb:> Aha, du hast ein Problem mit dem Unterschwinger, nicht mit dem> Überschwinger?
Ja stimmt, war falsch ausgedrückt von mir, sorry.
Widerstand mit 6 Ohm ist bereits vorm Gate.
user391034 schrieb:> Würde ein Lochrasteraufbau das ganze etwas verbessern?
Vermutlich, da die Steckbrettkontakte untereinander eine beachtliche
Kapazität haben. Ich lasse bei nem µC auf Steckbrett die obligatorischen
22-27pf schon weg und der Quarz wird oft immer noch verstimmt...
Ingo Less schrieb:> user391034 schrieb:>> Würde ein Lochrasteraufbau das ganze etwas verbessern?> Vermutlich, da die Steckbrettkontakte untereinander eine beachtliche> Kapazität haben. Ich lasse bei nem µC auf Steckbrett die obligatorischen> 22-27pf schon weg und der Quarz wird oft immer noch verstimmt...
Bzw. ist beim nem STM32 auf Adapter die Programmierung garnicht nicht
möglich, wenn die Programmierstifte zu weit weg vom µC sind, hier
reichen schon 4cm Entfernung und schon gehts nicht mehr.
user391034 schrieb:> für eine Anwendung muss ich einen MOSFET im us Bereich schalten, genauer> gesagt Pulse mit einer Breite von 1 us.
Das kann bei passender Ansteuerung jeder 08/15 MOSFET.
> Ich habe hier bereits einige MOSFETs da, um diese Testen zu können. Da> ich das ganze zunächst auf einem Steckbrett mache, habe ich mir einzelne> Stiftleisten auf die Kontakte der MOSFETs gelötet (siehe Bild 1).
Vergiss es!
> Wenn ich mir jetzt die Drain Spannung ansehe, sehe ich einige> Überschwinger (siehe Bild 2). Das blaue Signal ist der Eingang am MOSFET> Treiber (also das Steuersignal), das gelbe Signal die Drainspannung.
Wie sieht deine Gesamtschaltung, der physische Aufbau (Layout) und deine
Meßwertaufnahme aus? Zeig uns ein paar gescheite Bilder.
> Meine Frage nun, wie kann ich am Steckbrett das ganze verbessern?
Steckbrett wegwerfen.
Die
> Leitungen sind schon alle so kurz wie möglich.
Ach sooo kurz? ZAHLEN!!! Und Bilder.
Falk B. schrieb:> Steckbrett wegwerfen.
Naja, Steckbrett kann man bei weniger kritschen Sachen schon nutzen,
wenn man weiss mit welchen "Problemen" man rechnen muss.
Die Überschwinger resultieren aus der parasitären Induktivität deines
Aufbaus. Mit dem Messaufbau gemäß Forum lutscht du das Signal einfach
nur schön, aber die tatsächlichen Überschwinger sieht man ja trotzdem
noch (nur ohne den HF-Anteil)
user391034 schrieb:> Bernd K. schrieb:>> Bau mal den Tastkopf aus Bild 3 auf (Z0-Probe):>> Falk B. schrieb:>> https://www.mikrocontroller.net>> Habe jetzt den Z0 nachgebaut, jeweils für beide Signale.> Tastköpfe sind TPP0100, mit 10 MOhm und 12 pF für bis 100 Mhz> Bandbreite.
Häää? Das ist irgendwie Unsinn! Wenn man einen Z0-Tasktopf hat, dann hat
man KEINERLEI 10M 10:1 oder sonstwas! Hast du 50 Ohm Termninierung am
Oszieingang? Intern oder Extern ist egal.
Zeig ein paar gescheite Bilder deines Aufbaus!
> Würde ein Lochrasteraufbau das ganze etwas verbessern?
Ich wuerde schaetzen das man auf Lochraster bei sorgfaeltign Aufbau
bis etwa 500Mhz zu brauchbaren Ergebnissen kommt. Jedenfalls hab ich das
schon geschafft.
Sorgfaeltig: eine Seite des Lochraster komplett mit Kupferfolie beklebt,
alle Bauteile 0603 oder kleiner, Masse wird von unten von der Folie
geholt. Gut ueber die Verteilung der Bauteile nachgedacht.
Olaf
Jaja, du hast zwar eine Massefeder verwendet, aber dich auf eine Masse
bezogen, die meilenweit weg vom Geschehen ist! Also doch:
HildeK schrieb:> Das ist ein Messproblem: zu lange GND-Klemme am Tastkopf
Miss mal direkt über dem FET! Links Masse, rechts Drain.
user391034 schrieb:
Du bist süß ;-)
Du glaubst wirklich, daß man mit DEM Aufbau schnell und sauber schalten
kann?
Wo ist denn die Last? Wo sind die Entkoppelkondensatoren? Wie langs sind
die Verbindungen, vbor allem die zur Masse? Wohin gehen die Drähte nach
unten?
Michel M. schrieb:> zur Diskussion
Das ist zwar für viele hilfreich - danke dafür - aber wir hatten oben
schon geklärt, dass er eine GND-Feder benutzt. Das kann man auch an dem
Foto gerade noch so erkennen.
Falk B. schrieb:> Du glaubst wirklich, daß man mit DEM Aufbau schnell und sauber schalten> kann?
Ich weiß es nicht. Ich habe mit sowas bisher überhaupt keine Erfahrung.
Deswegen wende ich mich ja auch hier ans Forum.
Falk B. schrieb:> Wo ist denn die Last? Wo sind die Entkoppelkondensatoren? Wie langs sind> die Verbindungen, vbor allem die zur Masse? Wohin gehen die Drähte nach> unten?
Die Last hängt an den zwei Leitungen die nach unten weg geht. Die
Leitungen vom Netzteil zum Steckbrett sind jeweils ca. 25 cm lang.
Wie sollte der Aufbau aussehen, damit es besser wird? Könnt ihr mir da
helfen?
user391034 schrieb:> rechts sind die 10 Volt für den> Treiber.
Wo sind die Kondensatoren für die 10V? Da wird dein Mosfet-Treiber doch
sicher recht exakte Anforderungen haben, Kerko/Tantal, welcher ESR, wie
weit max. vom Treiber-IC entfernt usw. Ein 08/15 Elko in der
Versorgungschiene zählt da eher nicht.
Mit etwas Glück kriegst du einen SMD-Kerko unten auf die Adapter-Platine
gelötet.
Wo das Gerödel herkommt:
Stichwort Induktivitäten. Und ja, die hat man da. Die Zuleitungen, die
Pins und so weiter. Ein paar hundert nH hast du schnell beieinander.
Du hast viel Strom durch eine Spule, und drehst (schnell) zu. Was wird
wohl passieren? Genau.Das was du siehst. Falls du richtig gemessen hast
;-)
Da wären wir schon beim ersten Punkt: Du musst dir klar sein: Zu welchem
Bezug misst du was? Was bedeuten die steilen Stromänderungen und hohen
Ströme für die Messung? Hebt es dir den GND-Bezug aus? Musst du
korrigieren! Wir reden hier von zig MHz (siehst du an der Frequenz des
Gerödels). Das ist HF von der unfeinen Sorte, was beim Messen zu
berücksichtigen wäre.
Wenn du sicher bist, richtig gemessen zu haben:
Versuche, die Induktivitäten klein zu halten. Das heißt: Lochraster oder
Steckbrett spielt sich nicht. Zeichne dir im Schaltplan ein, wo die
Stromänderungen auftreten, da wo sie fließen, muss die Schleife (Strom
fließt immer im Kreis ;-)) so kurz wie möglich sein. Da ist GND
mitzubetrachten.
Wenn du das gemacht hast, und es reicht nicht, kann man immer noch
langsamer schalten - das dI/dt reduzieren. Dazu kann man einen
Serienwiderstand in die Ansteuerung einfügen. Das ist aber immer ein
Kompromiss, weil das die Verluste erhöht.
Und dann wären dann noch Snubber, also ein RC-Glied parallel zum FET.
Das auszuegeln ist nicht ganz einfach, aber schau dir die
Einschwingfrequenz, und bau was rein mit R = XC bei der Schwingfrequenz.
Irgenwas mit 10-100Ohm. Auch das ist ungünstig, weil es Verluste macht.
user391034 schrieb:> Wie sollte der Aufbau aussehen, damit es besser wird? Könnt ihr mir da> helfen?
Mach deine Messung erst mal über dem FET, zwischen Sourcepin und Drain
bzw. Source und Gate. Und lege die Kondensatoren nicht meilenweit vom
Treiber weg.
Dann wird es schon viel besser aussehen, weil es eigentlich auch besser
ist, als du misst.
Was ist eigentlich mit der Tastkopfmassefeder, die in der Brettreihe 11
angeschlossen ist - ich sehe da keinen weiteren Anschluss an GND -
gleichstrommäßig ist da nur über die Massefedern der Tastkopfkabel eine
GND-Verbindung?
user391034 schrieb:> Die Last hängt an den zwei Leitungen die nach unten weg geht.
Ja wo denn? Wie lang ist die Zuleitung? Was ist das für eine Last?
Schaltplan?
> Die> Leitungen vom Netzteil zum Steckbrett sind jeweils ca. 25 cm lang.
Das ist egal, wenn der Entkoppelkondensator für die Versorgungsspannung
HF-tauglich ist. Dort gehört ein Keramik- oder Folienkondensator hin. Je
nach Anwendung um die 100-1000nF, ggf. mehr.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator> Wie sollte der Aufbau aussehen, damit es besser wird? Könnt ihr mir da> helfen?
Siehe Treiber. Das gibt nicht nur für den, sondern auch für den
Lastkreis. Last, MOSFET und Entkoppelkondensator müssen SEHR nah
zusammen rücken bzw. sehr induktionsarm verbunden sein. D.h. kurze,
möglichst flächige Verbindungen. Auf jeden Fall NICHT 5cm Klingeldraht
oder mehr! Das gleiche gilt für den Masseanschluß des Oszis. Der gehört
20mm oder weniger an Source vom MOSFET hin.
HildeK schrieb:> Was ist eigentlich mit der Tastkopfmassefeder, die in der Brettreihe 11> angeschlossen ist - ich sehe da keinen weiteren Anschluss an GND -> gleichstrommäßig ist da nur über die Massefedern der Tastkopfkabel eine> GND-Verbindung?
Ist verbunden, aber mit ner Wäscheleine!
EMV geplagt schrieb:> Zeichne dir im Schaltplan ein, wo die> Stromänderungen auftreten, da wo sie fließen, muss die Schleife (Strom> fließt immer im Kreis ;-)) so kurz wie möglich sein. Da ist GND> mitzubetrachten.
Jetzt wo du es schreibst, ist es mir sofort klar geworden das der Aufbau
so in der Form Mist ist. Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen
nicht :/
Falk B. schrieb:> Ja wo denn? Wie lang ist die Zuleitung? Was ist das für eine Last?> Schaltplan?
Die Last ist eine LED-Beleuchtung (24V, 2,86 W). Leitung ist hier etwa
40cm lang, aber das ist noch kurz. Später wird die Leitung noch länger
sein und die Spannung wird bis zu 60 V betragen.
Wie eben schon geschrieben, ist mir jetzt auch klar, dass mein Aufbau so
Mist ist. Ich werde den nochmal zerlegen, und versuchen beser
aufzubauen.
Danke für eure HIlfe soweit, ich Melde mich dann wenn es Neues gibt.
user391034 schrieb:>> Ja wo denn? Wie lang ist die Zuleitung? Was ist das für eine Last?>> Schaltplan?>> Die Last ist eine LED-Beleuchtung (24V, 2,86 W). Leitung ist hier etwa> 40cm lang, aber das ist noch kurz. Später wird die Leitung noch länger> sein und die Spannung wird bis zu 60 V betragen.
Und warum willst da damit 1us Pulse erzeugen?
Falk B. schrieb:> Ist verbunden, aber mit ner Wäscheleine!
Ja, den hatte ich oben auch bemängelt.
Ich meinte den Pfade der Masse vom 2. Tastkopf - vielleicht ist das aber
auch ein Draht in Reihe 11 rechts, das ist nicht gut zu erkennen.
user391034 schrieb:> Falk B. schrieb:>> Und warum willst da damit 1us Pulse erzeugen?>> Weil es dafür (ob du es glaubst oder nicht) eine Anwendung gibt.
Meinetwegen. Aber die Grundlagen gelten trotzdem. Und wenn die
LED-Leiste weit weg ist, sollte man die Zuleitungsinduktivität
minimieren, indem man die Drähte verdrillt. Minimale Fläche -> minimale
Induktivität.
Falk B. schrieb:> Und warum willst da damit 1us Pulse erzeugen?
Wahrscheinlich eine PWM, die auch im untersten Helligkeitsbereich und
aus den Augenwinkeln noch absolut flackerfrei sein soll.
