Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche MOSFET


von danny_78 (Gast)


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Guten Abend in die Runde, nachdem ich nun versuche den 24V China Regler 
(nur vorwärts) gegen Mikrocontroller und MOSFET auszutauschen habe ich 
festgestellt, dass meine vier Stück IRF140Z (Bild) immer nach kurzer 
Zeit mit Hand Blockierung vom Rad oder Leerlaufbetrieb sterben. Hab 
jetzt ein Eupec bsm50gd170dl IGBT im Einsatz und alles läuft. Geiles 
quicken der IGBT mit 5 kHz aber der Speed leidet durch die hohe 
Vorwärtspannung der IGBT. Anstatt 23 km/h nur noch 17 km/h. Da ich nur 
die unteren jetzt Takten will haben ja nur diese Schaltverluste. Treiber 
habe ich 4x A3120 und der Strom beträgt bis zu max. 36A beim anfahren 
sonst eher 15-20 A.

Könnt ihr mir MOSFET N Typen empfehlen, wo ich mit nur einem Stück 
Aluprofil als Kühlkörper auskomme und auf der High side vielleicht ohne 
? Auf der low side könnte man ja auch je 2 parallel schalten ?

Freu mich auf Kommentare und Hinweise.

: Verschoben durch Moderator
von danny_78 (Gast)


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Ups, Bilder doppelt

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


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danny_78 schrieb:
> und der Strom beträgt bis zu max. 36A beim anfahren

Da war je ein IRF zu knapp bemessen. Man hätte höchstens noch mit einer 
Parallelschaltung experimentieren können.


Vielleicht damit?
https://www.mikrocontroller.net/part/IRL3803

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von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Möglicherweise wäre es schlau, eine schnelle und wirksame 
Strombegrenzung vorzusehen zum Schutz der Transistoren, anstatt sie 
dauernd auszutauschen.

mfG

von Falk B. (falk)


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danny_78 schrieb:
> Guten Abend in die Runde, nachdem ich nun versuche den 24V China Regler
> (nur vorwärts) gegen Mikrocontroller und MOSFET auszutauschen

Wie meinen? Was willst du? Wie sieht deine Schaltung aus? Ich meine 
damit einen Schaltplan, nicht ein Bild vom Aufbau.

> habe ich
> festgestellt, dass meine vier Stück IRF140Z (Bild) immer nach kurzer
> Zeit mit Hand Blockierung vom Rad oder Leerlaufbetrieb sterben.

Dann scheint wohl was faul zu sein. Bzw. deine Schaltung hat keine 
schnelle Überstrombegrenzung, wie sie praktisch JEDER Schaltregler hat, 
der auch nur ansatzweise was taugt. Die meisten Leistungsstufen sind 
kurzschlußfest, sei es dauerhaft durch pulsweise, schnelle 
Strombegrenzung oder durch Schluckaufbetrieb, wie er oft bei Netzteilen 
verwendet wird.

> Hab
> jetzt ein Eupec bsm50gd170dl IGBT im Einsatz und alles läuft. Geiles
> quicken der IGBT mit 5 kHz aber der Speed leidet durch die hohe
> Vorwärtspannung der IGBT. Anstatt 23 km/h nur noch 17 km/h. Da ich nur
> die unteren jetzt Takten will haben ja nur diese Schaltverluste. Treiber
> habe ich 4x A3120 und der Strom beträgt bis zu max. 36A beim anfahren
> sonst eher 15-20 A.

Wozu ein IGBT? Diese braucht man bei höheren Spannungen, typisch >250V. 
Darunter sind MOSFETs besser.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wann_setzt_man_einen_MOSFET.2C_Bipolartransistor.2C_IGBT_oder_Thyristor_ein.3F

> Könnt ihr mir MOSFET N Typen empfehlen, wo ich mit nur einem Stück
> Aluprofil als Kühlkörper auskomme

Normale Aluprofile sind eher schlechte Kühlkörper. Es hat schon 
seinen Sinn, warum es echte Kühlkörper gibt. Aber auch die gibt es 
preiswert relativ klein. Aber zaubern können die auch nicht. Da muss man 
erstmal grob die Verlustleistung abschätzen. Leit+ Schaltverluste. Dann 
aufbauen und messen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Verlustleistung

und auf der High side vielleicht ohne
> ? Auf der low side könnte man ja auch je 2 parallel schalten ?
>
> Freu mich auf Kommentare und Hinweise.

Und wir auch eine vernünftige Beschreibung deines Aufbaus. Siehe 
Netiquette.

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von Mein Senf (Gast)


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Wahnsinn, was so auf Lochraster zusammengeschossen wird.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

laut dem letzten Schaltbild nehme ich an, dass du Danny, eine H-Brücke 
bauen möchtest. Desweiteren nehme ich an, dass deine Mosfets wegen 
Kurzschlussstrom o.ä. sterben auf Grund falscher Ansteuerung? Die 
H-Brücken Schemata im Netz dienen nur der Veranschaulichung zur 
allgemeinen Funkionsweise. Nimm eine fertige H-Brücke oder nimm 2 halbe 
H-Brücken.

Nur einmal als Bsp., soll keine Werbung sein. Gibts auch von anderen 
Herstellern.  :)
https://www.infineon.com/cms/de/product/power/motor-control-ics/brushed-dc-motor-driver-ics/single-half-bridge-ics/btn8982ta/
Schau einmal in die Dokumente dazu, dann man erkennen was alles noch 
dazugehört für den Aufbau. Die Profis werden bestimmt noch etwas mehr 
drumherum bauen. Zudem solche fertigen ICs schon ein paar 
Schutzschaltungen enthalten.

: Bearbeitet durch User
von No Y. (noy)


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Freilaufdioden, Chopperwiderstand oder rekupperieren....

Sonst stirbt dir das Dingen auch wenn du von Hand vorwärtsschiebst...

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Einzel MOSFets sind bei Hochstrom immer deswegen benachteiligt, weil man 
an die Pins eben den hohen Strom führen muss. 36A durch das dünne 
Source- und Drainbeinchen sind nur zu machen, wenn man da grosszügig und 
niederohmig verdrahtet.
Auf einer Lochrasterkarte ist das schwierig. Verteile den Strom auf 
mehrere MOSFets (ich nehme gerne den IRFB3205) und verwende dicke 
Schienen für Source und Drain. Eine Strommessung ist aber trotzdem 
zwingend.
Steuere die MOSFets mit ausreichenden Treibern an und schaue dir mal den 
Aufbau von anderen Controllern an.

von danny_78 (Gast)


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Hallo an alle zurück. Nein, diese MOSFET ersterben nicht wegen 
Kurzschluss, da die Treiber der Gegenseite entfernt waren. Die Ursache 
ist mir noch unklar. Denke die starben, wegen internen Hotspot durch 
schlechte wärmeableitung? Keine Ahnung... Kühlkörper war ja dran und 10 
Ohm in Reihe zum Gate und 10 K Gate zu Sourse. Mit dem IGBT läuft es ja 
sauber...

von danny_78 (Gast)


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Die MOSFET haben Ja Bodydioden und im Leerlauf gibts keine rekupperieren 
da „nichts“ bergrunter schiebt. Sollte passen also nicht das Problem 
sein...

von danny_78 (Gast)


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Die MOSFET haben Ja Bodydioden und im Leerlauf gibts keine rekupperieren 
da „nichts“ bergrunter schiebt. Sollte passen also nicht das Problem 
sein...

Matthias S. schrieb:
> Einzel MOSFets sind bei Hochstrom immer deswegen benachteiligt,
> weil man an die Pins eben den hohen Strom führen muss. 36A durch das
> dünne Source- und Drainbeinchen sind nur zu machen, wenn man da
> grosszügig und niederohmig verdrahtet. Auf einer Lochrasterkarte ist das
> schwierig. Verteile den Strom auf mehrere MOSFets (ich nehme gerne den
> IRFB3205) und verwende dicke Schienen für Source und Drain. Eine
> Strommessung ist aber trotzdem zwingend. Steuere die MOSFets mit
> ausreichenden Treibern an und schaue dir mal den Aufbau von anderen
> Controllern an.

Auf Arbeit nehmen wir auch die A3120 Treiber. Das sind „richtige“ IGBT 
Treiber. Der Mosfet  IRFB3205 sieht gut aus, hat jedenfalls nur 1/3 Rds 
ON wie der IRF540. Als getacktete sind 3 Parallele und als nicht 
getacktete 2 sicherlich ausreichend oder?

von No Y. (noy)


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Dann frag dich mal wie hoch ist dir VF der Bodydioden ist, wie hoch dein 
Strom durch die ist...
Na... was für Leistung will da weg? Und was steht im Datenblatt für was 
die ausgelegt sind?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Während bei MOSFets die Bodydiode integrierter Bestandteil der Fertigung 
ist und somit immer vorhanden, muss man bei IGBT darauf achten, das sie 
entweder integriert ist (und geeignet) oder extern eine hinzufügen.
Hier allerdings sollte sich das Problem gar nicht stellen, denn bei 
24-36 V sind IGBT nicht sinnvoll.
Der A3120 ist schon brauchbar, wenn er mit ausreichend Speisestrom 
gefüttert wird und anständig abgeblockt ist. Einen Gatewiderstand 
jedenfalls sollte man nicht zu hoch wählen. Ich benutze in meinen 
Endstufen meist einen 10-15 Ohm Widerstand und steuere mit mindestens 
12V an, der A3120 (aka HCPL-3120) jedoch möchte mindestens 15V 
Versorgung sehen, darauf ist zu achten.
Der HCPL-3180 z.B. läuft auch mit 12V.

Ausser dem IRFB3205 ist auch der IRF(B)3207 ein brauchbarer Hochstrom 
MOSFet.

danny_78 schrieb:
> Als getacktete sind 3 Parallele und als nicht
> getacktete 2 sicherlich ausreichend oder?

(takten schreibt man ohne 'c'). Theoretisch reicht das aus, aber, wie 
oben gesagt, ist die Stromverteilung auf die Endstufen wichtig. Das 
sollte eingermassen gerecht sein, so das jeder MOSFet in etwa den 
gleichen Strom trägt.

: Bearbeitet durch User
von danny_78 (Gast)


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> anständig abgeblockt ist. Einen Gatewiderstand jedenfalls sollte man
> nicht zu hoch wählen. Ich benutze in meinen Endstufen meist einen 10-15
> Ohm Widerstand und steuere mit mindestens 12V an, der A3120 (aka
> HCPL-3120) jedoch möchte mindestens 15V Versorgung sehen, darauf ist zu
> achten.  Der HCPL-3180 z.B. läuft auch mit 12V.
>

Danke. Kann ich damit meinen zusätzlichen Gate Source Widerstand von 10k 
weglassen und ist dieser daher unter Umständen nachteilig?

Vielen Danke.

Danny

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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danny_78 schrieb:
> und ist dieser daher unter Umständen nachteilig

Nachteilig ist er nicht, da er den 3120 nur wenig belastet. Andererseits 
hat der Optokoppler eine Push-Pull Endstufe, so das der Widerstand auch 
überflüssig ist.

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