Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IRF3202 laufend zerschossen


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von Karl H. (Gast)


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Hallo,

ein IRF3205 schaltet ein Schaltreglermodul (40V->12V) ein und aus. S 
liegt an Masse, D an Minus des Schaltreglers, Plus des Schaltreglers 
liegt an 40V. G wird von einem Opamp gesteuert, der zwischen 0.7V und 
11.3V schaltet. Der Opamp überwacht die 40V, bei 38V soll der 
Schaltregler abgeschaltet werden. Im Versuchsaufbau kommen die 40V aus 
einem Konstanter (max. 1.5A), als Last fungiert eine 12V 20W 
Halogenlampe am Ausgang des Schaltreglers.

Das Ganze funktioniert eigentlich so wie es soll. Nur stirbt irgendwann 
der IRF. Da eben nun der zweite IRF verstorben ist, kann ich mit der 
weiteren Erprobung aufhören. Bei den defekten IRFs sind D und S kurz 
(wie zusammengelötet), G hat ca. 100 Ohm zu D und S.

Da der Konstanter nur 1.5A kann, kann der Strom nicht das Problem sein. 
Zumal der IRF weit mehr Strom kann, als hier benötigt. Bei den ersten 
Tests haben mehrere parallel geschaltete 100 Watt Glühbirnen den 
Schaltregler ersetzt, da ist nichts gestorben.

Wo liegt der Hund begraben?

Karl

von karadur (Gast)


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Elko im Schaltreglereingang.

von wer (Gast)


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Karl H. schrieb:
> S
> liegt an Masse, D an

Nenene, so fangen wir nicht an, Schaltplan und Foto vom Aufbau bitte.

Karl H. schrieb:
> Da der Konstanter nur 1.5A kann, kann der Strom nicht das Problem sein.
> Zumal der IRF weit mehr Strom kann, als hier benötigt.

40V*1.5A sind 60W, da ist der FET im worst case ganz schnell 
durchgegart. Nur weil da draufsteht, dass der 110A kann heißt das nicht, 
dass das auch ohne dicke (!) Kühlung gilt.

von Dieter (Gast)


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Karl H. schrieb:
> Wo liegt der Hund begraben?

Fehlender Schaltplan des Mosfet und relevantes drumherum.
Die Ratestunde ist eroeffnet.

von Kastel (Gast)


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Karl H. schrieb:
> Hallo,
>
> ein IRF3205 schaltet ein Schaltreglermodul (40V->12V) ein und aus. S
> liegt an Masse, D an Minus des Schaltreglers, Plus des Schaltreglers
> liegt an 40V. G wird von einem Opamp gesteuert, der zwischen 0.7V und
> 11.3V schaltet. Der Opamp überwacht die 40V, bei 38V soll der
> Schaltregler abgeschaltet werden. Im Versuchsaufbau kommen die 40V aus
> einem Konstanter (max. 1.5A), als Last fungiert eine 12V 20W
> Halogenlampe am Ausgang des Schaltreglers.
>
> Das Ganze funktioniert eigentlich so wie es soll. Nur stirbt irgendwann
> der IRF. Da eben nun der zweite IRF verstorben ist, kann ich mit der
> weiteren Erprobung aufhören. Bei den defekten IRFs sind D und S kurz
> (wie zusammengelötet), G hat ca. 100 Ohm zu D und S.

Na, dann fangen wir mal an zu raten, oder du schaust dir deine 
Spannungen (40V, Gate, Reglereingang usw.) mal mit dem Scope an.

Vermutung: Durch den Schaltregler brechen die 40V kurz ein (kleiner 
38V), dein MOSFET sperrt, die Spannung kommt wieder hoch, der 
Schaltregler zieht wieder Strom, und so weiter. Da dein Opamp den MOSFET 
vermutlich auch nicht besonders schnell aus-/einschaltet, stirbt dieser 
den Wärmetod.

von Karl H. (Gast)


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karadur schrieb:
> Elko im Schaltreglereingang.

Sind 2x 220µF/63V. Wegen dem Einschaltstrom hatte ich ja auch einen 
extra fetten MOSFET vorgesehen. 110A und knapp 400A bei Impuls sollten 
eigentlich reichen.

wer schrieb:
> 40V*1.5A sind 60W, da ist der FET im worst case ganz schnell
> durchgegart.

Mag sein. Am Gate lagen 11V an, Spannungsabfall zwischen D und S waren 
paar mV, das Gehäuse war kalt. Wüsste nicht, was hier noch zu verbessern 
wäre.

von Karl H. (Gast)


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Kastel schrieb:
> Vermutung: Durch den Schaltregler brechen die 40V kurz ein (kleiner
> 38V), dein MOSFET sperrt, die Spannung kommt wieder hoch, der
> Schaltregler zieht wieder Strom, und so weiter. Da dein Opamp den MOSFET
> vermutlich auch nicht besonders schnell aus-/einschaltet, stirbt dieser
> den Wärmetod.

Der Opamp hat eine breite Hysterese, einmal aus ist aus.
Ein Neustart geht nur mit der Start-Taste.

Ich vermute eher Überspannung. 55V sind nicht viel Reserve.
Aber woher und wieso?

von Jens G. (jensig)


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>11.3V schaltet. Der Opamp überwacht die 40V, bei 38V soll der
>Schaltregler abgeschaltet werden. Im Versuchsaufbau kommen die 40V

Schaltet der OPV, oder schlappert der im Umschaltpunkt wegen fehlender 
Hysterese nur herum?

Ansonsten, wie andere schon schrieben: Schaltplan und Aufbaufoto.

wer (Gast) schrieb:

>Karl H. schrieb:
>> Da der Konstanter nur 1.5A kann, kann der Strom nicht das Problem sein.
>> Zumal der IRF weit mehr Strom kann, als hier benötigt.

>40V*1.5A sind 60W, da ist der FET im worst case ganz schnell
>durchgegart. Nur weil da draufsteht, dass der 110A kann heißt das nicht,
>dass das auch ohne dicke (!) Kühlung gilt.

Und warum meinst Du, daß die Leistung des Netzteils oder der Last 
irgendwas mit einer Leistung im Mosfet zu tun hat?
Vielleicht nochmal Grundlagen lernen.

: Bearbeitet durch User
von was (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Und warum meinst Du, daß die Leistung des Netzteils oder der Last
> irgendwas mit einer Leistung im Mosfet zu tun hat?

Wenn alles funktioniert, garnicht.
Aber TOs Annahme, dass ein 110A FET nicht kaputt gehen kann, weil die 
Quelle nur 1,5A liefern kann, ist eben ein Trugschluss.

von Jens G. (jensig)


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Karl H. (Gast) schrieb:

>Der Opamp hat eine breite Hysterese, einmal aus ist aus.
>Ein Neustart geht nur mit der Start-Taste.

Und wie weit zieht der OPV das Gate runter im AUS-Fall?

>Ich vermute eher Überspannung. 55V sind nicht viel Reserve.
>Aber woher und wieso?

Solange es nur kurze und nicht sehr energiereiche Spitzen sind, 
verkraftet das ein solcher Mosfet (Avalancheenergie, die er verbraten 
darf).

von Karl H. (Gast)


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Also werde ich den 3. FET einbauen und mal permanent den Finger drauf 
lassen. Würde mich aber wundern, denn der FET war immer kalt, kälter 
geht nicht.

Das Steuersignal habe ich mir längst am Scope angeschaut, ist so wie es 
sein soll. Alles funktioniert perfekt, nur der FET stirbt irgendwann, 
und zwar ohne Vorwarnung.

von Jörg R. (solar77)


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Karl H. schrieb:
> Also werde ich den 3. FET einbauen und mal permanent den Finger
> drauf
> lassen. Würde mich aber wundern, denn der FET war immer kalt, kälter
> geht nicht.
>
> Das Steuersignal habe ich mir längst am Scope angeschaut, ist so wie es
> sein soll. Alles funktioniert perfekt, nur der FET stirbt irgendwann,
> und zwar ohne Vorwarnung.

Wenn alles perfekt funktionieren würde würde der FET nicht sterben?

Bitte, bitte..zeige uns den Schaltplan?

von Karl H. (Gast)


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Karl H. schrieb:
> Also werde ich den 3. FET einbauen und mal permanent den Finger drauf
> lassen.

Habe eben eine bessere Idee: Ich schraube den fetten FET auf einen noch 
fetteren Kühlkörper. 200 Watt soll der FET laut Datenblatt ab können. 
Dann ist mit thermischem Tod nix mehr.

von Udo S. (urschmitt)


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Karl H. schrieb:
> Also werde ich den 3. FET einbauen und mal permanent den Finger drauf
> lassen.

Nicht lernfähig?

Wie oft wurde nach einem Schaltplan gefragt?
Von den ganzen anderen Rückfragen zur Schaltung ganz zu schweigen.

Karl H. schrieb:
> Das Steuersignal habe ich mir längst am Scope angeschaut, ist so wie es
> sein soll.

Die Frage ist wo. Direkt am Gate?
Wer misst mist Mist. und wenn alles perfekt wäre würde der Mosfet nicht 
sterben.

von Peter P. (peterpo)


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Wenn alles perfekt funktioniert, warum dann diese Ratestunde???

von Harald W. (wilhelms)


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Dieter schrieb:
> Karl H. schrieb:
>> Wo liegt der Hund begraben?
>
> Fehlender Schaltplan des Mosfet und relevantes drumherum.
> Die Ratestunde ist eroeffnet.

Vielleicht hat er ja einen LM358 verbaut. Da stirbt auch ein
"fetter" FET wegen zu langsamen schaltens.

von Jörg R. (solar77)


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Karl H. schrieb:
> Habe eben eine bessere Idee:

Ich auch, lass den Thread löschen?

Hilfe möchtest Du nicht, notwendige Informationen um helfen zu können 
lieferst Du nicht.


Karl H. schrieb:
> Ich schraube den fetten FET auf einen noch
> fetteren Kühlkörper. 200 Watt soll der FET laut Datenblatt ab können.
> Dann ist mit thermischem Tod nix mehr.

Genau, und wenn das auch nix hilft bleibt immer noch eine Wasserkühlung 
als Option.

von Harald W. (wilhelms)


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Jörg R. schrieb:

>> Ich schraube den fetten FET auf einen noch
>> fetteren Kühlkörper. 200 Watt soll der FET laut Datenblatt ab können.
>> Dann ist mit thermischem Tod nix mehr.
>
> Genau, und wenn das auch nix hilft bleibt immer noch eine Wasserkühlung
> als Option.

...aber bitte eine "fette". :-)

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Karl H. schrieb:
> ein IRF3205 schaltet ein Schaltreglermodul (40V->12V) ein und aus. S
> liegt an Masse, D an Minus des Schaltreglers, Plus des Schaltreglers
> liegt an 40V.
Ich würde zum Schalten einer 40V Spannung einen 100V Mosfet statt dieses 
55V Typen nehmen. Und dafür sorgen, dass der knackig und ohne Zappelei 
angesteuert wird und durchschaltet. Ich bin aber auch arg vorsichtig, 
weil meine Schaltungen weltweit eingesetzt werden und der Austausch 
teuer werden kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

> Ich bin aber auch arg vorsichtig, weil meine Schaltungen weltweit
> eingesetzt werden und der Austausch teuer werden kann.

Stell Dir mal vor, Du baust was für die ISS. Eine Dienstreise
zwecks Reparatur wäre da doch echt interessant. :-)

von Jörg R. (solar77)


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Harald W. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>
>> Ich bin aber auch arg vorsichtig, weil meine Schaltungen weltweit
>> eingesetzt werden und der Austausch teuer werden kann.
>
> Stell Dir mal vor, Du baust was für die ISS. Eine Dienstreise
> zwecks Reparatur wäre da doch echt interessant. :-)

Und dann kommst du oben an und hast die Maske vergessen?
Dann heißt es: „Du kommst hier nicht rein“.

von hinz (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>
>> Ich bin aber auch arg vorsichtig, weil meine Schaltungen weltweit
>> eingesetzt werden und der Austausch teuer werden kann.
>
> Stell Dir mal vor, Du baust was für die ISS. Eine Dienstreise
> zwecks Reparatur wäre da doch echt interessant. :-)

Voyager 1!

von Jörg R. (solar77)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde zum Schalten einer 40V Spannung einen 100V Mosfet statt dieses
> 55V Typen nehmen. Und dafür sorgen, dass der knackig und ohne Zappelei
> angesteuert wird und durchschaltet.

Was...Du machst Dir Gedanken über die Bauteile-Auswahl und wie man so 
einen Mosfet am besten ansteuert...damit es zuverlässig funktioniert?
Tsssst...so wird das nix mit geplanter Obsoleszenz. Daran musst Du noch 
arbeiten;-)

von Karl H. (Gast)


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Der dritte MOSFET ist ebenfalls nach kurzer Zeit gestorben. Damit sind 
die 3 Muster in der Tonne. Entweder ist der MOSFET nicht geeignet für 
meine Schaltung, oder ich habe mir eine Fälschung eingehandelt.

Lothar M. schrieb:
> Ich würde zum Schalten einer 40V Spannung einen 100V Mosfet statt dieses
> 55V Typen nehmen.

Das war auch mein Gedanke. In der Bastelkiste vom Opa fand sich ein 
BUZ21. Der hat 100V und mit dem uralten Ding läuft die Schaltung nun 
seit 2 Stunden problemlos, d.h. der FET lebt immer noch.

> Und dafür sorgen, dass der knackig und ohne Zappelei
> angesteuert wird und durchschaltet.
Dafür ist gesorgt, wie schon weiter oben geschrieben.

@all: Um in Gedanken einen Schalter (FET) und eine Glühbirne 
(Schaltreglermodul) in Serie zu schalten, braucht ihr einen Schaltplan?

Abschließend vielen Dank an Lothar M. (den Sehenden unter den Blinden) 
für den EINZIGEN zielführenden Beitrag.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Ein BUZ21 kann das, weil der kann auch noch innerhalb des linearen 
Bereichs betrieben werden. Fast alle neuen Typen, so wie Dein IRF sind 
nur für den Schaltbetrieb geeignet. Bei den Daten, wie die maximale 
Spannung sind auch die Reserven viel geringer als zu der Zeit aus der 
die BUZ stammen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Bist nicht allein:
https://www.electro-tech-online.com/threads/still-killing-irf3205-fets.141543/
Wenn du meinst der ist ein Fake, dann schick ihn Richard. Der macht ihn 
auf und dann sehen wir was Sache ist.

Diese neueren hochgezüchteten Schaltanwendungs-MOSFETs sind im 
Linearbetrieb nur sehr schwach belastbar.
Und sie brauchen einen kräftigen Gate-Treiber!

Auch hier wurde Leid geklagt:
Beitrag "Elektronische Last mit 2 MOSFETs"

Schau nach MOSFETs, die für Linearbetrieb gedacht sind, wenn du das 
möchtest. Oder nimm eben Schaltregler-FETs, die dann aber auch hart 
geschaltet werden möchten.


Glühbirnen haben einen 5-10 mal niedrigeren R wenn sie kalt sind!

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Karl H. schrieb:
> Abschließend vielen Dank an Lothar M. (den Sehenden unter den Blinden)
> für den EINZIGEN zielführenden Beitrag.

Wie schön, dass du deine Beiträge richtig einschätzt.

von W.S. (Gast)


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Karl H. schrieb:
> G wird von einem Opamp gesteuert, der zwischen 0.7V und
> 11.3V schaltet.

Das sagt alles.

Einen Leistungs-FET mit nem OpV ansteuern wollen und sich dann wundern, 
daß er abbrennt.

Dabei gibt es seit Jahrzehnten Gatetreiber-IC's, die genau DAFÜR 
gemacht worden sind, die Gates von FET's zu schalten.

Lies einfach mal da:
https://de.wikipedia.org/wiki/Millereffekt

und auch da:
https://www.microchip.com/design-centers/power-management/motor-drivers/mosfet-drivers

W.S.

von was (Gast)


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Alles gut, TO hat sich eine weichere Stoßstange gekauft, daher ist immer 
wieder langsam an die Wand fahren jetzt ein sinnvolles Verhalten.

Problem gelöst.

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