Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Logic Mosfet hat höheren RDS als erwartet


von Janina F. (Gast)


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Hallo,
ich möchte einen kleinen Getriebemotor (max. 450mA) mit einem LL 
N-Mosfet einschalten. Stromversorgung ist ein 18650 LiPo. Mir ist 
aufgefallen, dass das Drehmoment des Motors ohne Mosfet, direkt am LiPo 
deutlich kräftiger ist als mit und habe eine kleine Testvorrichtung 
gebaut. Ich messe am FET eine VDS von 300-500mV was bei einer VCC von 4V 
ca. 1Ohm RDS ergibt. Laut Datenblatt des IRLZ34N sollte RDS bei 4V bei 
0.06Ohm liegen.
Getestet habe ich mehrere Standart-FETs (IRLZ34N, IRLU120N, IRLML2402). 
Alle ungefähr das selbe Ergebnis.
Wie schalte ich den Motor ohne Drehmomentverlust? Vielen Dank!

von hinz (Gast)


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Du hast dir wohl Fälschungen andrehen lassen.

von Janina F. (Gast)


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Oh, waren von Reichelt :-(

von Dietrich L. (dietrichl)


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Hast du eine Freilaufdiode parallel zum Motor? Nicht dass der FET bei 
den Schaltversuchen schon einen Schlag bekommen hat...
Allerdings: bei mehreren Versuchen mit verschiedenen Transistoren 
sollten die nicht gleich alle verreckt sein. Aber die Diode brauchst du 
jedem Fall!

von hinz (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Aber die Diode brauchst du
> jedem Fall!

ACK!

von Janina F. (Gast)


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Teste ich heute Abend nochmal mit Diode und frischem FET. Hätte ich dran 
denken sollen, stimmt. Glaube aber noch nicht so ganz, dass die alle 
kaputt sind. Schaltvorgang an sich läuft ja.

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


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MOSFets sind nicht gegen statische Entladungen am Gate geschützt. Wenn 
da was durchschlägt, wird der MOSFet beschädigt.
Das kann man auch messen, indem man das Gate auflädt und dann die 
Leitfähigkeit des MOSFet misst. Die darf nicht absinken, wenn man das 
Gate freilässt, ansonsten ist die die Oxidschicht beschädigt und das 
Gate wird entladen - ab in die Tonne.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Janina F. schrieb:
> Getriebemotor (max. 450mA)
Das ist der zulässige maximale Strom. Beim Blockieren ist der Strom 
erheblich höher.

Janina F. schrieb:
> dass das Drehmoment des Motors ohne Mosfet, direkt am LiPo
> deutlich kräftiger ist
Wie stellst du das Drehmoment fest? Durch Festhalten (Blockieren) der 
Abtriebswelle? Dann wär's kein Wunder.

Also wie hoch ist der Strom tatsächlich, wenn die 300-500mV zu messen 
sind?

von Flip B. (frickelfreak)


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Die G-S Spannung sinkt aufgrund von dünnen leitungsquerschnitten bei dir 
ab. Selbst bei knack vollem LI-PO und je 1V Spannungsabfall auf + und - 
bleiben noch max. 1,9V am Gate.

Die Anderen fets geben dir etwa dasselbe ergebnis, weil das Problem 
nicht der FET ist, sondern deine schaltung.

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von Janina F. (Gast)


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Die 450mA sind gemessen bei blockierter Welle. Also wirklich max. 
Leerlauf ca 80mA.

von Janina F. (Gast)


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Flip B. schrieb:
> Die G-S Spannung sinkt aufgrund von dünnen leitungsquerschnitten bei dir
> ab. Selbst bei knack vollem LI-PO und je 1V Spannungsabfall auf + und -
> bleiben noch max. 1,9V am Gate.

Die Leitungen sind kurz und ausreichend dimesioniert. Ausserdem fließt 
durch ein FET Gate ja kein Strom.

von Der Robs (Gast)


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Janina F. schrieb:
> Ich messe am FET eine VDS von 300-500mV was bei einer VCC von 4V
> ca. 1Ohm RDS ergibt.

Wie hast Du Strom / Spannung gemessen? RMS?

Danke für Aufklärung

von Peter D. (peda)


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Janina F. schrieb:
> Ich messe am FET eine VDS von 300-500mV

Und was mißt Du dabei als U_gs?

von MaWin (Gast)


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Janina F. schrieb:
> sollte RDS bei 4V bei 0.06Ohm liegen.

Schon, aber:

Janina F. schrieb:
> Stromversorgung ist ein 18650 LiPo

die hat doch mitnichten 4V, sondern 4.2 bis 2.5V, je nach Ladezustand 
und damit ist dein MOSFET UNGEEIGNET wenn seine Gate-Spannung der 
Akkuspannung entspricht.

Janina F. schrieb:
> Getriebemotor (max. 450mA)

Was heißt hier max ?

max. Stromaufnahme im Dauerbetrieb weil er sonst überhitzt ?

Oder max  Stromaufnahme im Anlaufmoment = wenn man ihn Blockiert ?

Letzteres muss deine Elektronik schaffen, sonst geht sie beim ersten 
Anlsufen kaputt. Schafft ein IRLZ34 auch aber sein RDSon nimmt dann 
schon viel vom Drehmoment weg.

Keine Ahnung,x warum in diesem Forum immer so ein Steinzeitmüll 
verbastelt wird, als ob in den 30 Jahren seit dem IRLZ34 nichts mehr in 
der Weiterentwicklung von MOSFETs passiert wäre. Dabei haben die Dinger 
heute unter 1mOhm.

von Stefan F. (Gast)


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Das Ohmsche gesetzt lautet: R = U / I

U = 300mV
I = 450mA

300mV / 450mA = 0,6 Ohm

Das wäre auf jeden Fall zu viel. Bist du sicher, dass die 450mA stimmen?

von michael_ (Gast)


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Die Schaltung macht erst mal keinen Sinn.
Und wenn der Motor blockiert, wird der Akku in die Knie gehen.
Und damit die GS-Spannung in einen sehr niedrigen Bereich.

Man könnte ja alles messen und evtl. zwei Spannungsquellen verwenden.

von flip (Gast)


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Janina F. schrieb:
> Ausserdem fließt durch ein FET Gate ja kein Strom.

Und aus der Source? Üverlege mal was G-S spannung bedeutet, zwischen 
leerlauf-Gatespannung und g-s unter last liegt innenwiderstand der 
batterie, leitungswiderstand der masseleitung sowie der +-leitung bis 
zur abzweigung der gatespannung. Über diesen gegenkopplungsefffekt hast 
du eine Konstantstromquelle gebaut.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Direkt am MosFet gemessen?
Gate - Source und Drain - Source?

von Stefan F. (Gast)


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Ist bei deinem Aufbau ein Steckbrett beteiligt?

Ich denke dabei an Kontakte aus Eisen und Dupont Kabel aus Aluminium 
oder Eisen.

von Harald W. (wilhelms)


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Peter D. schrieb:

> Und was mißt Du dabei als U_gs?

Die Ugs sollte man zweckmässig direkt an den Beinchen des FETs
messen. Dann spielen irgendwelche Probleme innerhalb der Schaltung
keine Rolle. Grundsätzlich kann man sagen, das bei 90% aller Prob-
leme mit zu hoher DS-Spannung die zu niedrige GS-Spannu8ng die
Ursache ist.

von hans (Gast)


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Hallo, nimm doch eine 9v Blockbatteriee zwischen GND und Gate, wenn 
Spannungsabfall am Fet dann weg ist, weisst du, dass dieser Fet 
ungeeignet ist. Gruss

von Janina F. (Gast)


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Probier ich alles nachher mal aus und melde mich. Danke

von hans (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ist bei deinem Aufbau ein Steckbrett beteiligt?
>
> Ich denke dabei an Kontakte aus Eisen und Dupont Kabel aus Aluminium
> oder Eisen.

Hat mich auch schon fast zum Tobsuchtsanfall gebracht.

von Janina F. (Gast)


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Verdammt, es lag am (chinesischen) Steckbrett. Wenn ich die (selben!) 
Drähte verlöte, funktionieren alle Mosfets tadellos. Danke für die Hilfe 
und sorry für alle denen ich die Zeit gestohlen habe.

von Stefan F. (Gast)


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Janina F. schrieb:
> Verdammt, es lag am (chinesischen) Steckbrett

Jaja. Ich bin zum ersten mal drauf gekommen, weil meine ESP Module 
dauernd abstürzten.

von michael_ (Gast)


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Janina F. schrieb:
> es lag am (chinesischen) Steckbrett.

"Hoch leben Deutsche Steckbretter!"

von Andreas B. (bitverdreher)


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michael_ schrieb:
> Janina F. schrieb:
>> es lag am (chinesischen) Steckbrett.
>
> "Hoch leben Deutsche Steckbretter!"
Mit japanischen Steckbrettern gibt es keine Probleme. ;-)
Aber irgendetwas in mOhm Bereich würde ich da auch nicht messen wollen.

Aber was mich mal interessieren würde:
Wie bekommt man die Anschlüsse eines TO220 Gehäuses in ein Steckbrett?

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von Harald W. (wilhelms)


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Andreas B. schrieb:

> Wie bekommt man die Anschlüsse eines TO220 Gehäuses in ein Steckbrett?

Mit Gewalt schafft man alles. Wenn man allerdings anschliessend 
versucht,
an der selben Stelle einen dünndrähtigen Widerstand einzustecken, wird
der nicht mehr kontaktiert.

von Falk B. (falk)


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Harald W. schrieb:
> Mit Gewalt schafft man alles. Wenn man allerdings anschliessend
> versucht,
> an der selben Stelle einen dünndrähtigen Widerstand einzustecken, wird
> der nicht mehr kontaktiert.

Das ist dann ein dänisches Streckbrett, mit überdähnten Kontakten ;-)

von Stefan F. (Gast)


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michael_ schrieb:
> "Hoch leben Deutsche Steckbretter!"

Sagen wir mal so: Mein liebstes Steckbrett ist etwas mehr als 20 Jahre 
alt, von Conrad und war schweineteuer (verglichen mit den heutigen 
Preisen). Ich benutze es nicht oft, aber dann gerne weil

* dessen Kontakte nur äußerst selten wackelig sind
* die Innenwiderstände der Kontakte viel geringer sind

Ich kann da sogar Problemlos ein Potentiometer hinein prügeln und danach 
taugen die gleichen gequälten Kontakte noch für ein DIL IC. Mache das 
mal mit einem China-Board... Dosenblech und Federkontakte sind eben 
nicht das Gleiche.

Dennoch ist auch dieses Steckbrett mit der Stromaufnahme des ESP8266 
überfordert. Ich muss auch dort aufpassen/nachdenken, was ich tue.

von Janina F. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Wie bekommt man die Anschlüsse eines TO220 Gehäuses in ein Steckbrett?

Mit etwas Kreativität?

von Stefan F. (Gast)


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Janina F. schrieb:
> Mit etwas Kreativität?

Eigentlich reicht es, die Beinchen um 90° zu verdrehen (weil sie 
Rechteckig, nicht Quadratisch sind, meistens jedenfalls).

von Andreas B. (bitverdreher)


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Janina F. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Wie bekommt man die Anschlüsse eines TO220 Gehäuses in ein Steckbrett?
>
> Mit etwas Kreativität?

Na, dann hättest Du den Aufbau ja gleich ordentlich verlöten können.
Ein Steckbrett verwende ich grundsätzlich nur wenn es um Ströme <100mA 
geht. Bei Potis u.ä. mache ich das allerdings genauso wie Du. ;-)

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Eigentlich reicht es, die Beinchen um 90° zu verdrehen (weil sie
> Rechteckig, nicht Quadratisch sind, meistens jedenfalls).
So hat sie die Kontakte wenigstens nicht ausgeleiert. Also alles richtig 
gemacht.

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von Thomas (kosmos)


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was wäre das für ein japanischer Hersteller?

von Andreas B. (bitverdreher)


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So etwas ist hier meist von Sunhayato.
Gerade mal nachgeschaut: Der eigentliche Hersteller scheint Picotec 
International Co., Ltd. zu sein:
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-04303/

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von mark space (Gast)


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Bei all dem wurde wohl bislang übersehen, dass dieser RDson sog LL-Fet 
spezifiziert ist für UGS=5V und damit für einen Lipo mit 2,5~4,2V 
ungeeignet ist. Wenn er denn trotzdem funktioniert ist das reine 
Glückssache. Und nein, Reichelt trifft hier offenbar keine Schuld. 
Datenblätter lesen und verstehen erspart so manchen Irrweg!

von mark space (Gast)


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Ansonsten - ja, Steckbretter sind die Pest!

von Andreas B. (bitverdreher)


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mark space schrieb:
> Bei all dem wurde wohl bislang übersehen, dass dieser RDson sog LL-Fet
> spezifiziert ist für UGS=5V und damit für einen Lipo mit 2,5~4,2V
> ungeeignet ist.
Nö, im DB steht beim erstgenannten für 4V UGS max 0.07 Ohm drin. 
Außerdem hat sie verschiedene MosFets getestet. Ob das jetzt tatsächlich 
4V waren wissen wir nicht.

mark space schrieb:
> Ansonsten - ja, Steckbretter sind die Pest!
Nur wenn man sie für Leistungsschalter mißbraucht. Die Größe der 
Stecklöcher ist nicht umsonst so klein gewählt. Das ist nicht, um die 
User zu ärgern.

von Stefan F. (Gast)


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mark space schrieb:
> Bei all dem wurde wohl bislang übersehen

Darauf wurde schon hingewiesen. Aber der berechnete Wert war so krass 
daneben, dass es noch ein weitere Ursache (Steckbrett) geben musste.

von MaWin (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Wie bekommt man die Anschlüsse eines TO220 Gehäuses in ein Steckbrett?

Jedes Beinchen um 90 Grad in Längsachse verdrehen.
Schont die Kontaktfedern im Steckbrett.

von Stefan F. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Jedes Beinchen um 90 Grad in Längsachse verdrehen.

Willkommen im Club!

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan ⛄ F. schrieb:

>> Jedes Beinchen um 90 Grad in Längsachse verdrehen.
>
> Willkommen im Club!

Es ist bereits alles gesagt, aber noch nicht von Allen!

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