Hallo Zusammen,
habe mal wieder mein Passwort vergessen, deshalb schreibe ich (mal
wieder) ohne Anmeldung, man möge nachsichtig mit mir sein.
Aber nun zum eigentlichen Thema:
Gestern habe ich mir ungewollt einen Mosfet gegrillt und dabei
festgestellt, dass meine Absicherung wohl nicht ausreichend war.
Versorgung ist ein 14,4V 13Ah NIMH-Akku, eine ohm'sche Last wird mit
einem Mosfet und PWM gedimmt. Als Absicherung ist eine 10A FKS-Sicherung
verbaut.
Der Mosfet ist ein AO D4184A
(https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-40v-50a-50w-dpak-ao-d4184a-p166479.html?r=1)
Der Kurzschlussstrom liegt als Daumenwert geschätzt mit der Impedanz aus
dem Datenblatt, allen Kontakt/Übergangswiderständen,
Leitungswiderständen, etc. bei (geschätzt) ca. 100A.
Bisher bin ich davon ausgegangen, dass der Mosfet einen Kurzschluss
solange aushält, bis die Sicherung abgeschaltet hat. Die Realität hatte
mich gestern eines besseren belehrt und mein Mosfet ist in ganz viel
Rauch und verbrannter Platine aufgegangen.
Um schlussendlich auf den springenden Punkt zu kommen:
Welche Mosfets würdet ihr bei einem PWM-Dimmer mit ca. 7-9A Laststrom
und 10A FKS-Sicherung verbauen, damit bei einem ungewollten Kurzschluss
nur die Sicherung kaputt geht?
Besten Dank schonmal für eure Anregungen,
Maximilian
Der Mosfet wird von einem Mosfet-Treiber und 10 Ohm Gate-Widerstand
angesteuert.
Was haltet ihr von diesem Mosfet?
https://www.reichelt.de/mosfet-n-ch-60v-95a-125w-0-0059r-to220ab-irfb7545pbf-p257495.html?&trstct=pos_6&nbc=1
Das Gehäuse zur Wärmeabfuhr ist schonmal größer und Kennwerte erlauben
auch mehr. Platz dafür hätte ich auch im Layout. Könnte der eventuell
einen Kurzschluss überleben, sodass ich hinterher nur die Sicherung
tauschen muss?
Maximilian schrieb:> habe mal wieder mein Passwort vergessen, deshalb schreibe ich (mal> wieder) ohne Anmeldung, man möge nachsichtig mit mir sein.
Lösung 1
Beim Login gibt es ein "Passwort vergessen" Button
Lösung 2
Den Browser die Zugangsdaten speichern lassen
Lösung 3
Einen Passwort Manager nutzen
...
Maximilian schrieb:> Welche Mosfets würdet ihr bei einem PWM-Dimmer mit ca. 7-9A Laststrom> und 10A FKS-Sicherung verbauen, damit bei einem ungewollten Kurzschluss> nur die Sicherung kaputt geht?
Einen bei dem das Grenzlastintegral (I²t value) deutlich höher ist als
das der Sicherung.
Maximilian schrieb:> Welche Mosfets würdet ihr bei einem PWM-Dimmer mit ca. 7-9A Laststrom> und 10A FKS-Sicherung verbauen, damit bei einem ungewollten Kurzschluss> nur die Sicherung kaputt geht
Halbleiter sind schnell, auch schnell kaputt. Nur TRIACs sind robust
genug um ein grösseres I2s zu haben als selbst eine superflinke
'Halbleiter' Sicherung.
Man braucht also MOSFETs mit eingebauter Strombegrenzung und, weil sie
dann heiss werden, Übertemperaturschutz. Sogenannte smart low side
switches. Ob HitFET von Infineon oder ST, NXP oder Rohm, gerade für
14.4V gibt es viele.
Modernere HitFET+ ersparen dir den Gate-Treiber.
rudimentär schrieb:> welche Impedanz hast Du denn bei der "ohm'schen Last" geschätzt ?
Die Last sind Widerstandsdrähte zum Heizen, ca. 2,5 Ohm.
Der Kurzschluss ist durch eine Unachtsamkeit beim Verdrahten entstanden.
Der Andere schrieb:> Lösung 1> Beim Login gibt es ein "Passwort vergessen" Button
Ja den habe ich auch benutzt, nur aus irgendeinem Grund kam die Meldung,
dass die Sitzung zu oft geöffnet wurde und deshalb eine Zeitsperre aktiv
von 300s aktiv sei. Hatte dazu dann keine Geduld...
Der Andere schrieb:> Einen bei dem das Grenzlastintegral (I²t value) deutlich höher ist als> das der Sicherung.
Super danke für den Hinweis :)
Die Werte der Sicherung habe ich auch alle aus dem Herstellerdatenblatt,
habe ich bei der Dimensionierung geschlafen.
Maximilian schrieb:> Welche Mosfets würdet ihr bei einem PWM-Dimmer mit ca. 7-9A Laststrom> und 10A FKS-Sicherung verbauen, damit bei einem ungewollten Kurzschluss> nur die Sicherung kaputt geht?
BTS3011TE
MaWin schrieb:> Man braucht also MOSFETs mit eingebauter Strombegrenzung und, weil sie> dann heiss werden, Übertemperaturschutz. Sogenannte smart low side> switches. Ob HitFET von Infineon oder ST, NXP oder Rohm, gerade für> 14.4V gibt es viele.>> Modernere HitFET+ ersparen dir den Gate-Treiber.
Werde ich nach suchen, danke.
Der Andere schrieb:> Einen bei dem das Grenzlastintegral (I²t value) deutlich höher ist als> das der Sicherung.
Okay jetzt muss ich doch nochmal doof fragen, weil ich hier nicht weiter
komme. Das Schmelzintegral ist ein für Schmelzsicherungen typischer
Kennwert. Über den Sicherungsinnenwiderstand und die Auslösezeit kann
ich damit eine Schmelzenergie abschätzen. Soweit, so gut... Nur ein
Pendant beim Mosfet, den ich entsprechend kräftiger dimensionieren muss,
kann ich nicht finden. Welche Werte vom Mosfet muss ich hierfür
heranziehen?
Anbei auch mal das Datenblatt der verwendeten Sicherung.
MaWin schrieb:> Halbleiter sind schnell, auch schnell kaputt. Nur TRIACs sind robust> genug um ein grösseres I2s zu haben als selbst eine superflinke> 'Halbleiter' Sicherung.
Interessant, bei Triacs ist der I^2t Wert im Datenblatt vermerkt. Was
kann ich dann für Mosfets vergleichbares hernehmen?
Bei deinem 50A MOSFET steht im Datenblatt
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/AOD4184A_SPEC.pdf :
Pulsed Drain Current: 120A
Ich denke, das ist das Maximum, was kurzzeitig geht, bis die
Schmelztemperatur erreicht ist. Wenn du den mit 5V ansteuerst, hat er
einen RDSon von etwa 9,5mΩ.
Multipliziere mal deine 100A mit diesem Widerstand, dann kommst du auf
950mV. Multipliziere diese mit den 100A, dann hast du 95 Watt
Verlustleistung.
Transistoren in dieser Größe können über ihre Oberfläche pi mal Daumen
0,5 Watt abführen. Für alles weitere (also die verbleibenden 94,5 Watt)
muss er an eine kühlende Fläche montiert werden, und zwar so, dass die
Leistung schnell genug vom Bauteil weg kommt.
Das ist praktisch unmöglich. Du brauchst einen Transistor, den du
großflächig (mit Wärmeleitpaste) an ein Stück Metall anschrauben kannst,
welches diese Spitze aufnimmt.
Im Regelbetrieb erwartest du 9A. Rechnen wir nochmal: 9A * 9,5mΩ sind
86mV. Und 86mV * 9A sind 0,774 Watt. Das geht auch wieder nur mit
Kühlung.
Wenn der Transistor schon vor dem Kurzschluss mangels Kühlung richtig
heiss ist, fehlt dir die notwendige Reserve um höhere Peaks auszuhalten.
