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Hallo Liebe Community, ich habe aktuelle eine Platine mit einem selbstgemachten Layout wo sich darauf MosFETs: IRLB8721PBF befinden, die ich mit dem GPIO eines Raspberry Pi durchschalten will. Dies funktioniert auch, wenn die zu schaltende Spannungsquelle aus ist, jedoch raucht mir der Raspberry ab, wenn ich eine Spannung schalte(Sekundärspannung). Ich habs auch ohne Raspberry mit einer 12V Spannungsversorgung direkt auf die GPIO Ausgänge versucht und da hats dann auch geklappt(mit Sekundärspannung). Das MosFET hab ich verwendet, da es mir empfohlen wurde, jedoch finde ich es jetzt stutzig das der RG - Gate Resistance 2.3Ohm ist (laut Datenblatt), das wäre laut meinem verständnis viel zu wenig, jedoch würde der Raspberry ja dann schon abrauchen, wenn ich das MosFET ohne Sekundärspannung schalte. Ich hätte es jetzt einfach mit einem 100OHm Wiederstand vor dem Gate kontakt probiert, aber ich will nicht schon wieder ein Raspberry verlieren und ich konnte bisher nicht ausrechnen was dann noch für eine Spannung am Gate anliegt, da ich den Wiederstand vom Gate nicht kenne. Zur Grundinformation: Diode: SB560 DO-201 Kondensator: ist aktuell nicht verlötet Schalteinheit: Raspberry Pi 4B MosFET: IRLB8721PBF Pull-Down Wiederstand: 10kOhm Schaltung und einzel Schaltplan sind im Anhang Danke und mit freundlichen Grüßen Martin
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Ein IRLB8721 ist zwar LogicLevel nur für 4.5V spezifiziert, aber der rPi liefert nur 3.3V, er reicht also nicht. Mit dem Defekte beim Ausschalten hat das nichts zu tun und die 2.3 Ohm Gatewiderstand sind normal und ok. black cable schrieb: > Ich hätte es jetzt einfach mit einem 100OHm Wiederstand vor dem Gate > kontakt probiert Kann man machen, auch egal, hilft nix macht aber auch nix kaputt. black cable schrieb: > Kondensator: ist aktuell nicht verlötet Welcher auch immer, den zwischen + und - der 24V kann ein Problem sein, wenn der beim Abschalten fehlt.
Hallo MaWin, vielen Dank für deine schnelle Antwort. lt. dem Datenblatt vom MosFET ist der Gate Treshold Voltage zwischen 1.35 - 2.35V. Hab ich da was falschen verstanden? Sollte der MosFET dann nicht bei 2.35V zuverlässig durchschalten? LINK zum Datenblatt: https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/000161166DS01/datenblatt-161166-infineon-technologies-irlb8721pbf-mosfet-1-n-kanal-65-w-to-220ab.pdf Der Wiederstand wär dann ja dafür da das der Raspberry nicht gleich durchbrennt, das wird angeblich gerne bei Bastelschaltungen verwendet. Ich bin mir nicht sicher aber der Raspberry muss ja fast durch den GPIO kontakt durchbrennen. Der Kondensator ist nur zum Glätten einer PWM auf der Netzteill Seite, jedoch wäre ich zunächst mal froh wenn der Raspberry das MosFET mit der Last durchschaltet.
Der mosfet fängt bei Ugsth erst an zu leiten. Wann er sicher welchen Stom schaltet findet man meist in den Diagrammen. Was mich wundert ist GND an-24V. Ist das ein Fehler, oder so gewollt?
Hallo Kenny, ok, also ist dieser MosFET für mein Bedürfnis der falsche? Ich muss nur 2.5A für 500ms und dann 1.25A schalten, ist diesr dann Trotzdem Termisch überlastet? Die 24V- hab ich nur gezeichnet das man erkennt das diese zu den 24V+ gehören. Hast du eine Ahnung warum der Raspberry durchbrennt?
MaWin schrieb: > Ein IRLB8721 ist zwar LogicLevel nur für 4.5V spezifiziert, aber der rPi > liefert nur 3.3V, er reicht also nicht. Die Kurve im Datenblatt zeigt, das bei 3V typisch 2A geschaltet werden können, oder irre ich mich? Ich würde zum Schutz des RPI zwei Schottky Dioden mit möglichst geringem Uf mit Vorwiderstand vorsehen. Eine Diode mit Anode am IO und Kathode an +3V3 und die zweite Diode mit Kathode am IO und mit der Anode an GND. Wenn keine PWM dann, sollen 1k (zw. Gate und 10k)in Ordnung sein.
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Hallo Gerald, wo genau sollten die Schottkey Dioden verbaut werden? Gerald K. schrieb: > MaWin schrieb: >> Ein IRLB8721 ist zwar LogicLevel nur für 4.5V spezifiziert, aber der rPi >> liefert nur 3.3V, er reicht also nicht. > > Die Kurve im Datenblatt zeigt, das bei 3V typisch 2A geschaltet werden > können, oder irre ich mich? Die MosFETs wären eh nur kurze Zeit eines Spannung ausgesetzt und könnten sich dann wieder abkühlen, falls diese warm werden. > Ich würde zum Schutz des RPI zwei Schottky Dioden mit möglichst geringem > Uf mit Vorwiderstand vorsehen. > Eine Diode mit Anode am IO und Kathode an +3V3 und die zweite Diode mit > Kathode am IO und mit der Anode an GND. Ok, also die zwei Dioden sollten vermeiden das der Strom in den Raspberry fließen soweit ich das verstanden hab? > Wenn keine PWM dann, sollen 1k (zw. Gate und 10k)in Ordnung sein. Ich würde jedoch gerne ein PWM Signal darüber schalten, was müsste ich dann noch beachten
black cable schrieb: > Sollte der MosFET dann nicht bei 2.35V zuverlässig durchschalten? Nein, wie geschrieben fängt er da erst an schwach zu leiten. Keine Ahnung, warum dieser Datenblattlesefehler so hartnäckig in den Köpfen der Hobbyisten rumgeistert. Gerald K. schrieb: > Die Kurve im Datenblatt zeigt, das bei 3V typisch 2A geschaltet werden > können, oder irre ich mich? Ja. Kurven sind 'typisch'. Fur die 3V Kurve können je nach Exemplar auch 2.1 oder 4.2V nötig sein Garantiert ist nur der RDS(on) Wert bei angegebener UGS Spannung.
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black cable schrieb: > wo genau sollten die Schottkey Dioden verbaut werden? siehe Beilage black cable schrieb: > Ok, also die zwei Dioden sollten vermeiden das der Strom in den > Raspberry fließen soweit ich das verstanden hab? Die Durchlassspannung der Substratdioden des MC sollte höher sein als die der Schottkydioden ( z.B. MBR0520LT1G Very Low Forward Voltage (0.38 V Max @ 0.5 A, 25°C) black cable schrieb: > Ok, also die zwei Dioden sollten vermeiden das der Strom in den > Raspberry fließen soweit ich das verstanden hab? Dazu muss Durchlassspannung der Schottkydioden kleiner als die der Substratdioden sein. black cable schrieb: > Ich würde jedoch gerne ein PWM Signal darüber schalten, was müsste ich > dann noch beachten Dann muss der Vorwiderstand kleiner sein, um das Gate möglichst schnell umladen zu können. Die Frage ist ob der Ausgang des MC's ausreichend ist. Der FET hat laut Datenblatt über 1nF Gatekapazität. Diese muss vom Ausgange über den 1k Widerstand umgeladen werden. Damit ist die Schaltzeit übern Daumen ~ 1nF x 1k > 1us !!!
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black cable schrieb: > ich habe aktuelle eine Platine mit einem selbstgemachten Layout Und wo ist der Schaltplan dazu > Schaltung_einzeln.png EINMAL bei der Wahl des Dateiformates nachzudenken, ist doch wohl nicht sooh schwierig. Keiner legt hier Wert auf die verlustfreie Reproduktion der Textur deiner Malstiftspitze. > Schaltung_Platine.png Da hast du die falsche Datei erwischt. Das ist ein Layout - dazu auch noch völlig vergittert. > Dies funktioniert auch, wenn die zu > schaltende Spannungsquelle aus ist, jedoch raucht mir der Raspberry ab, > wenn ich eine Spannung schalte(Sekundärspannung). Dann solltest du vielleicht den KOMPLETTEN Schaltplan inklusive Anschluss an der RaspberryPi und Verdrahtung der Stromversorgung zeigen, oder meinst du, irgend jemand kann den aus deinem vergitterten Layout extrahieren. black cable schrieb: > lt. dem Datenblatt vom MosFET ist der Gate Treshold Voltage zwischen > 1.35 - 2.35V. Hab ich da was falschen verstanden? Ja, die U_GS_th sagt, ab wann der FET ANFÄNGT zu leiten, nicht wann er durchgeschaltet ist.
Forist schrieb: > Ja, die U_GS_th sagt, ab wann der FET ANFÄNGT zu leiten, nicht wann er > durchgeschaltet ist. Im Datenblatt ist sogar angegeben welcher Strom bei U_GS_th fließt: ID = 25μA
black cable schrieb: > Schottkey Dioden Der Namensgeber des Diodentyps hieß Walter Hans Schottky black cable schrieb: > Wiederstand > ... > Wiederstand > ... > Pull-Down Wiederstand: 10kOhm black cable schrieb: > Wiederstand widerlich :-( Hast du mal geprüft, ob du die FET (S1..S7 ?) richtig rum angeschlossen hast? Von welcher Seite bestückst du die - hoffentlich von unten?
Gerald K. schrieb: > Im Datenblatt ist sogar angegeben welcher Strom bei U_GS_th fließt: > ID = 25μA Umgekehrt wird da ein Schuh draus. V_GS(th) ist als diejenige Spannung definiert, die für einen I_D von 25µA angelegt werden muss.
Forist schrieb: > black cable schrieb: >> ich habe aktuelle eine Platine mit einem selbstgemachten Layout > > Und wo ist der Schaltplan dazu Auf dem PCB Layout sind alle Verbindungen der Platine ersichtlich, ich kann mein Schaltplan Layout gerade nicht finden, daher hab ich bei der einzelnen Schaltung mich auf einfache Mittel verlassen. >> Schaltung_einzeln.png > EINMAL bei der Wahl des Dateiformates nachzudenken, ist doch wohl nicht > sooh schwierig. Keiner legt hier Wert auf die verlustfreie Reproduktion > der Textur deiner Malstiftspitze. Da muss ich dir leider recht geben, ein Profi macht das gewieß anders. Ich hoffe jedoch das Ihr meine gedanken zu meinem Layout versteht. >> Schaltung_Platine.png > Da hast du die falsche Datei erwischt. Das ist ein Layout - dazu auch > noch völlig vergittert. ok, welches Format verlangst du den? >> Dies funktioniert auch, wenn die zu >> schaltende Spannungsquelle aus ist, jedoch raucht mir der Raspberry ab, >> wenn ich eine Spannung schalte(Sekundärspannung). > > Dann solltest du vielleicht den KOMPLETTEN Schaltplan inklusive > Anschluss an der RaspberryPi und Verdrahtung der Stromversorgung zeigen, > oder meinst du, irgend jemand kann den aus deinem vergitterten Layout > extrahieren. okok, ich habs jetzt verstanden > black cable schrieb: >> lt. dem Datenblatt vom MosFET ist der Gate Treshold Voltage zwischen >> 1.35 - 2.35V. Hab ich da was falschen verstanden? > > Ja, die U_GS_th sagt, ab wann der FET ANFÄNGT zu leiten, nicht wann er > durchgeschaltet ist.
black cable schrieb: > Auf dem PCB Layout sind alle Verbindungen der Platine ersichtlich Man darf schon anfangen zu suchen, was dein MOSFETs sind. Und von welcher Seite du die bestückst hast, ist völlig unklar. > ok, welches Format verlangst du den? Ich verlange gar nichts. Ich gebe dir nur den Tipp, deine Daten möglichst handlich und übersichtlich zu präsentieren. Der beim Hochladen von Dateianhängen gezeigte Hinweis verrät dir die Dateiformate. Für deine Malerei mit nicht klaren Linien empfiehlt sich JPG, für das Layout ist PNG ok. Das merkst du schon an der Dateigröße, wenn du es mal anders speicherst und dir die Bildqualität im Verhältnis zur Größe ansiehst. Keiner, der vielleicht mit begrenztem Datenvolumen, Übertragungsrate oder schlechter Anbindung hier liest, hat Lust, unnötig Daten herunter zu laden. Und je handlicher dein Anliegen rüber kommt, um so mehr Hilfe kannst du erwarten. Dein Layout zeige einfach ohne die hier völlig nutzlosen Gitterlinien. Die interessieren im Zusammenhang mit deiner Fragestellung wirklich niemanden und sorgen nur für unnötiges Wirrwarr im Bild.
black cable schrieb: >> Ja, die U_GS_th sagt, ab wann der FET ANFÄNGT zu leiten, nicht wann er >> durchgeschaltet ist. Genau genommen kann bei U_GS_th = 0, abhängig von der Sperrschichttemperatur (Tj=125°C), schon ein Leckstrom von bis zu 150µA fließen (siehe Datenblatt). Es ist immer die Frage was man als leitend bezeichnet.
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Gerald K. schrieb: > Genau genommen kann bei U_GS_th = 0, abhängig von der > Sperrschichttemperatur (Tj=125°C), schon ein Leckstrom von bis zu 150µA > fließen (siehe Datenblatt). Genau genommen bezieht sich Datenblattangabe zur U_GS_th (1.35 - 2.35V) auf eine Temperatur von 25°C, wie dick und fett in der Tabelleüberschrift angegeben ("Static @ TJ = 25°C (unless otherwise specified)") und spezifiziert die Spannung bei einem I_D von 25µA.
Gerald K. schrieb: > Forist schrieb: >> Ja, die U_GS_th sagt, ab wann der FET ANFÄNGT zu leiten, nicht wann er >> durchgeschaltet ist. > > Im Datenblatt ist sogar angegeben welcher Strom bei U_GS_th fließt: > ID = 25μ Gerald K. schrieb: > black cable schrieb: >> wo genau sollten die Schottkey Dioden verbaut werden? > > siehe Beilage > > black cable schrieb: >> Ok, also die zwei Dioden sollten vermeiden das der Strom in den >> Raspberry fließen soweit ich das verstanden hab? > > Die Durchlassspannung der Substratdioden des MC sollte höher sein als > die der Schottkydioden ( z.B. MBR0520LT1G Very Low Forward Voltage > (0.38 V Max @ 0.5 A, 25°C) ok, meinst du damit das für die Dioden D1 und D2 (lt. deinem Schaltbild) z.B.: ein MBR0520LT1G verbaut werden sollte? Und welche Funktion übernehmen diese zwei Dioden im Detail? > black cable schrieb: >> Ok, also die zwei Dioden sollten vermeiden das der Strom in den >> Raspberry fließen soweit ich das verstanden hab? > > Dazu muss Durchlassspannung der Schottkydioden kleiner als die der > Substratdioden sein. Was genau ist den jetzt eine Substratdiode? Ist diese im Mosfet drinen? Und ist meine Freilaufdiode für meinen Einsatzzweck die richtige? > black cable schrieb: >> Ich würde jedoch gerne ein PWM Signal darüber schalten, was müsste ich >> dann noch beachten > > Dann muss der Vorwiderstand kleiner sein, um das Gate möglichst schnell > umladen zu können. Die Frage ist ob der Ausgang des MC's ausreichend > ist. Was genau meinst du mit dem Ausgang des MC's? > Der FET hat laut Datenblatt über 1nF Gatekapazität. Diese muss vom > Ausgange über den 1k Widerstand umgeladen werden. Damit ist die > Schaltzeit übern Daumen ~ 1nF x 1k > 1us !!! Ok, der Vorwiedertand könnte ich jedoch falls nötig auf 100Ω reduzieren oder ist dieser dann zu klein für den Raspberry. Danke und mfg Martin
black cable schrieb: > Vorwiedertand https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Widerstand Hast du inzwischen mal geprüft, ob der FET in der richtigen Orientierung eingelötet ist (Photo)?
MaWin schrieb: > Ein IRLB8721 ist zwar LogicLevel nur für 4.5V spezifiziert, Das liegt daran, dass Logic Level vor 30 jahren eben 5V waren und nicht 3,3V Und auch da hat schon nur gerade so funktioniert.
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Forist schrieb: > black cable schrieb: >> Vorwiedertand > > https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Widerstand > > Hast du inzwischen mal geprüft, ob der FET in der richtigen Orientierung > eingelötet ist (Photo)? ja, hab ich mehrfach geprüft. Da hab ich beim Layout der Platine einen Fehler gemacht und den S8 um 180° verkehrt gezeichnet, jedoch hab ich den richtig rum verlötet.
Ich weiß zwar nicht wieso über das Gate ein so großer Impuls an den Raspi kommt und diesen zerstört (kann ja nur über die Gate-Drain-Kapazität kommen, sollte aber von der Freilaufdiode unterdrückt werden), aber die Beschaltung mit Schottky-Dioden als "stärkere" Substratdioden ist genauso ungünstig, weil der Impuls dann über D1 in die 3,3V-Versorgungsspannung gepumpt wird. Diese wird von einem Schaltregler erzeugt, welcher jedoch nur Strom liefern, aber nicht ableiten kann. Somit wird der Raspi wieder zerstört. Besser wäre eine Suppressordiode am IO nach GND, die den Impuls ableitet. Ich habe jetzt nicht nach einer passenden gesucht, es müßte eine für 3,3V sein. Sind die Raspi-IOs eigentlich 5V-tolerant? 5V-Suppressordioden gibt es auf jeden Fall.
Stefan H. schrieb: > Diese wird von einem Schaltregler erzeugt, welcher jedoch nur Strom > liefern, aber nicht ableiten kann. Das mag richtig sein, aber die Kondensatoren und dIe Last des Prozessor dämpfen die Spannungspitzen erheblich. Bei 24V über 1k sind es 20mA, die werden vom Prozessor übernommen, also das NG um diesen Betrag entlastet. Es braucht kein Strom ins NG abfließen. Die internen Schutzdioden im Prozessor machen nichts anderes, schaffen aber bei weitem den Strom nicht. Diesen übernehmen dann die externen Schottkydioden.
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Stefan H. schrieb: > eine für 3,3V sein. Sind die Raspi-IOs eigentlich 5V-tolerant? NEIN, auf keinen Fall. Hast Du mal geprüft ob einer der FET's "ein Ding weg hat"? Was auch sein kann: Eine Brücke zwischen der 24V Schiene und einem der RasPi-Anschlüsse. (Stichwort: Durchmessen der Platine)
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black cable schrieb: > Forist schrieb: >> black cable schrieb: >> Hast du inzwischen mal geprüft, ob der FET in der richtigen Orientierung >> eingelötet ist (Photo)? > > ja, hab ich mehrfach geprüft. Da hab ich beim Layout der Platine einen > Fehler gemacht und den S8 um 180° verkehrt gezeichnet, jedoch hab ich > den richtig rum verlötet. Hast Du für den RasPi auf der GPIO_OUT Seite Lötstifte und auch etwas drauf? Vielleicht bin ich ja zu blind, aber für mich sieht das komisch aus mit den zwei Steckerleisten - weil dort permanent die Gefahr besteht das ein Pin das falsche Signal bekommt. (3,3V und 5V liegen einander gegenüber) NACHTRAG: Bild angehangen. Der Stift 1 ist bei beiden Leisten links!
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1. ein GPIO vom Raspberry darf nur mit max. 5mA belastet werden, sonst kaputt 2. ein GPIO vom Raspberry kann nur 3,3V liefern, eine höhere Eingangsspannung als 4,2V -> kaputt ( auch bei nur kurzen Pulsen ) 3. ein GPIO eines R-Pi kann man nur selten direkt zum Treiben eines FETs benutzen, ein OpAmp als Impendanzwandler dazwischenschalten ist Pflicht. Spannungserhöhung auf 5V und Stromausgang von 125mA ist damit leicht möglich und man kann dann N-FETs schalten ( Bezug zu Gnd ). P-FETs sind eine andere Geschichte/Beschaltung. 4. die Grenzspannung am Gate "FET zu/offen" ist kein Durchschalten des FETs. 5. die Gatespannung am FET muss die Spannung erreichen an dem der Durchgangswiderstand Drain-Source im FET am niedrigsten ist wenn man den FET als Schalter verwenden will ( Daumenwert: maximale Gatespannung/2 )
drm schrieb: > ein OpAmp als Impendanzwandler dazwischenschalten Das würde ich nur machen, wenn ich einen OpAmp aus der Bastelkiste unbedingt "verbasteln" will, die meisten können auch keine hohen Ströme liefern bzw. fangen bei Überlastung an zu schwingen. Für diesen Zweck gibt es Gate-Treiber-IC's, und die sind auch nicht viel teurer. Nicht zu vergessen ist daß der Gate-Treiber bei PWM-Ansteuerung die gesamte Steuerleistung in Wärme umwandelt, weswegen viele Treiber-IC's ein Wärmeableitpad an der Unterseite haben. Die Verlustleistung ist dann P=U*Qg*f wobei U die Treiberspannung, Qg die Gateladung und f die PWM-Frequenz ist.
drm schrieb: > RTF datenblatt Ist eine "Ultra-Low Gate Impedance" wirklich eine "Benefit"? Die Ursache ist die große Gatefläche und damit die große Kapazität.
>Ist eine "Ultra-Low Gate Impedance" wirklich eine "Benefit"?
der TO wäre schon froh wenn er seinen R-Pi nicht killt und der FET ganz
durchschaltet, alles andere ist erst mal egal
drm schrieb: >>Ist eine "Ultra-Low Gate Impedance" wirklich eine "Benefit"? > der TO wäre schon froh wenn er seinen R-Pi nicht killt und der FET ganz > durchschaltet, alles andere ist erst mal egal Der FET ist doch nur dann ein Problem, wenn die Peaks über 30V liegen. Aber beim Einschalten ohne aktive Relais? Also ich glaube das der TO hat entweder die Platine noch nicht vollständig geprüft oder einen Dreher bei den Steckern...
Zwischen Raspi und Gate würde ich 330Ω Widerstände schalten, damit dessen Ausgänge durch das Umladen der Gate-Kapazitäten nicht überlastet werden. Lass mich raten: Der Raspi geht erst kaputt, wenn viele Ausgänge gleichzeitig geschaltet werden, richtig? Man könnte das "schalten" ja erstmal ganz ohne Last testen und dabei die Spannungen an den GPIO Pins mit einem Oszilloskop prüfen. Wenn du den trigger auf steigende Flanke 4V einstellst, wird das Oszilloskop wunderbare Schnappschüsse von der Überspannung machen, falls vorhanden. Danach nochmal mit einer einfachen kleinen ohmschen Last testen (z.B. LEDS mit Vorwiderstand). Danach ist man schon viel schlauer.
>Zwischen Raspi und Gate würde ich 330Ω Widerstände schalten, damit der FET auch wirklich langsam schaltet und an der Verlustleistung stirbt >mit einer einfachen kleinen ohmschen Last testen ob es bei einer induktiven Last keine Probleme gibt. Super Plan. >Danach ist man schon viel schlauer. Nein
drm schrieb: >> Zwischen Raspi und Gate würde ich 330Ω Widerstände schalten, > damit >> der FET auch wirklich langsam schaltet und an der Verlustleistung stirbt > >> mit einer einfachen kleinen ohmschen Last testen >> ob es bei einer induktiven Last keine Probleme gibt. Super Plan. > >> Danach ist man schon viel schlauer. >> Nein Hatte leider viel um die Ohren und habs jetzt verschwitz euch zu antworten. Ohne Last(ohne Spule) schaltete das MosFET wunderbar, die Platine hab ich durchgemoßen, selbstverständlich auch die Mosfets, war aber alles nach meinem Verständnis OK. Die Pins an dem Raspberry Stecker an der Platine sind alle ok und haben auch keine Verbindung zueinander. Bei einem Test konnte ich mit einem 1kOhm Wiederstand am Raspberry GPio Pin, sowie auf GND die Spule wunderbar durchschalten. Ich denke mal das ich die Verbindung vom RPI-GND zur Platine herausnehme und diese mit einer Verbindung mit einem 1kOhm Wiederstand ersetzte. Danach kann ich dann mal testen ob PWM klappt und wie heiß die MosFETs werden, im schlimmsten Fall werd ich eben nur klüger;)
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