Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Merkwürdig: N-Mosfet schaltet nicht ab.


von Domenik (Gast)



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Guten Abend,
ich habe die Schaltung wie im Bild aufgebaut (Last an Pin 3-4). Der 
Mosfet wird mit 3V3 Push/Pull angesteuert und schaltet auch einwandfrei 
ein. Ohne Last schaltet er auch einwandfrei wieder aus. Nur mit Last 
schaltet er einfach nur schlecht ab. Woran kann das liegen? Geschaltet 
wird eine Pumpe mit nicht mal 1A Arbeitsstrom.

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRLL2705PBF.pdf

AUS_mit/ohne_Last: Spannung an Drain

Danke

von Timo N. (tnn85)


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Wie sieht es aus, wenn du das Gate hart auf GND ziehst?

von Helge (Gast)


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Die Treiberleistung ins Gate ist zu gering. Die Miller-Ladung steuert 
daher deinen Mosfet wieder auf.

von foobar (Gast)


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Signal- und Power-GND sind verbunden?

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


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Wäre schön, wenn du auch mal dein Einschaltvorgang oszillografierst, 
dann sieht man nämlich den Einfluss des Miller Effekt deutlich.
Im Moment vermute ich, das der 270 Ohm Widerstand einfach zu gross ist, 
um das Gate zügig zu entladen. Probier mal was um die 10-30 Ohm. Du 
wirst sicher nicht so viele Schaltvorgänge/Sekunde haben, das du dir 
Sorgen um eine Überlastung des Steuerpins machen musst.

von H. H. (Gast)


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Domenik schrieb:

> Mosfet wird mit 3V3 Push/Pull angesteuert
> https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRLL2705PBF.pdf

Dieser MOSFET ist nicht für Ansteuerung mit 3,3V spezifiziert!


Und dein Schaltproblem wird von fehlender Masse kommen.

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


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H. H. schrieb:
> Dieser MOSFET ist nicht für Ansteuerung mit 3,3V spezifiziert!

Naja, er sollte es schon schaffen, wenn man dem Gate-Source Voltage 
Diagramm trauen darf. Immerhin zieht der TE nur 1A. Schön ist anders, 
aber klappen sollte es einigermassen. Allerdings vermute ich bei diesen 
Oszillogrammen Aufbaufehler, wie z.B. eine viel zu dünne Powerführung.

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Matthias S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Dieser MOSFET ist nicht für Ansteuerung mit 3,3V spezifiziert!
>
> Naja, er sollte es schon schaffen, wenn man dem Gate-Source Voltage
> Diagramm trauen darf. Immerhin zieht der TE nur 1A.

Der TO nutzt den Mosfet im Schaltbetrieb. Daher nimmt man kein Diagramm 
um den passenden Mosfet auszuwählen, sondern spezifizierte Werte für den 
Rds(on) aus der Tabelle. Daher hat H. H. schon recht.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7048362 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jörg R. (solar77)


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Ich würde R16 auf 100R ändern und noch einen ca. 10k Widerstand vom Gate 
auf GND legen.

Beitrag #7048370 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7048371 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Domenik (Gast)



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Danke euch schon vielmals. Leider habe ich noch keinen Fehler 
identifizieren können.

Timo N. schrieb:
> Wie sieht es aus, wenn du das Gate hart auf GND ziehst?

Das habe ich leider nicht probiert, da Mosfets fest verlötet sind (SMD)

Helge schrieb:
> Die Treiberleistung ins Gate ist zu gering. Die Miller-Ladung steuert
> daher deinen Mosfet wieder auf.

Aber die Gate-Spannung liegt annährend sofort auf Masse (siehe Anhang).

foobar schrieb:
> Signal- und Power-GND sind verbunden?

Sind beide niederohmig verbunden

Matthias S. schrieb:
> Wäre schön, wenn du auch mal dein Einschaltvorgang oszillografierst,
> dann sieht man nämlich den Einfluss des Miller Effekt deutlich.
> Im Moment vermute ich, das der 270 Ohm Widerstand einfach zu gross ist,
> um das Gate zügig zu entladen. Probier mal was um die 10-30 Ohm. Du
> wirst sicher nicht so viele Schaltvorgänge/Sekunde haben, das du dir
> Sorgen um eine Überlastung des Steuerpins machen musst.

Einschaltvorgang wie gesagt direkt und one Verzögerung, sowohl 
Gate-Spannung als auch Last. Das ist es ja, was ich nicht verstehe. Habe 
daher leider keinen Screenshot, könne ich Freitag erst wieder machen.

H. H. schrieb:
> Und dein Schaltproblem wird von fehlender Masse kommen.

Masse ist angebunden

H. H. schrieb:
> Dieser MOSFET ist nicht für Ansteuerung mit 3,3V spezifiziert!

Woran machst du das fest?

Matthias S. schrieb:
> Allerdings vermute ich bei diesen
> Oszillogrammen Aufbaufehler, wie z.B. eine viel zu dünne Powerführung.

Ich habe mal einen Screenshot angefügt

Uwe S. schrieb im Beitrag #7048362:
> Die Lösung ist so einfach, daß es jeder Beschreibung spottet. Liegt
> irgendwo zwischen Physik 8. Klasse und 1. Lehrjahr.
> Aber erstmal abwarten, wie viele sich hier noch als Theoretiker outen.

Ich wäre dankbar, falls du es mir sagen würdest.

von Domenik (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Ich würde R16 auf 100R ändern und noch einen ca. 10k Widerstand vom Gate
> auf GND legen.

Habe ich auch überprüft, aber V(Gate) fällt nahezu perfekt auf Masse.

Beitrag #7048377 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jörg R. (solar77)


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Domenik schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Dieser MOSFET ist nicht für Ansteuerung mit 3,3V spezifiziert!
>
> Woran machst du das fest?

Für Dich sind diese Werte aus der Tabelle wichtig:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/555313/6A34AA85-2FDD-41C2-93A8-E2A3F4D53D69.jpeg

: Bearbeitet durch User
von Timo N. (tnn85)


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Domenik schrieb:
> Das habe ich leider nicht probiert, da Mosfets fest verlötet sind (SMD)

Einfach kleine Drahtbrücke nehmen und Gate und Source miteinander 
verbinden. Sollte ez machbar sein.

von Timo N. (tnn85)


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Jörg R. schrieb:
> Für Dich sind diese Werte aus der Tabelle wichtig:

Oder eben nicht. Denn genau da fehlt in der Spalte "Conditions" die 
R_DSon für V_GS= 3,3V.

von Jörg R. (solar77)


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Timo N. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Für Dich sind diese Werte aus der Tabelle wichtig:
>
> Oder eben nicht. Denn genau da fehlt in der Spalte "Conditions" die
> R_DSon für V_GS= 3,3V.

Deswegen ist der Mosfet für den TO nicht geeignet.

Jörg R. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> H. H. schrieb:
>>> Dieser MOSFET ist nicht für Ansteuerung mit 3,3V spezifiziert!
>>
>> Naja, er sollte es schon schaffen, wenn man dem Gate-Source Voltage
>> Diagramm trauen darf. Immerhin zieht der TE nur 1A.
>
> Der TO nutzt den Mosfet im Schaltbetrieb. Daher nimmt man kein Diagramm
> um den passenden Mosfet auszuwählen, sondern spezifizierte Werte für den
> Rds(on) aus der Tabelle. Daher hat H. H. schon recht.

von Timo N. (tnn85)


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Jörg R. schrieb:
> Deswegen ist der Mosfet für den TO nicht geeignet.

Ja, ich wollte es für ihn nur deutlicher machen.

von Jörg R. (solar77)


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Uwe S. schrieb im Beitrag #7048377:
> Domenik schrieb:
>> Ich wäre dankbar, falls du es mir sagen würdest.
>
> Gern, aber erst, nachdem ich die Leute hier noch etwas vorgeführt habe.

Du führst hier niemanden vor. Du machst Dich nur wieder einmal zum 
Affen.


@TO
Geeignet wäre z.B. der IRF3708.

von Domenik (Gast)


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Timo N. schrieb:
> Domenik schrieb:
>> Das habe ich leider nicht probiert, da Mosfets fest verlötet sind (SMD)
>
> Einfach kleine Drahtbrücke nehmen und Gate und Source miteinander
> verbinden. Sollte ez machbar sein.

ok, werde ich ausprobieren. Ich mache Freitag mal einen Probeaufbau. Ich 
möchte den Controller in der aktuellen Liefersituation nicht verlieren. 
Aber wie gesagt, Gate liegt fällt direkt auf Masse.

von Jörg R. (solar77)


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Timo N. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Deswegen ist der Mosfet für den TO nicht geeignet.
>
> Ja, ich wollte es für ihn nur deutlicher machen.

Das kommt aber anders rüber;-)

von Domenik (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> @TO
> Geeignet wäre z.B. der IRF3708.

Danke, ggf werde ich es damit mal testen, jedoch müsste ich dann eine 
komplett neue und größere Platine erstellen.

von Jörg R. (solar77)


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Domenik schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> @TO
>> Geeignet wäre z.B. der IRF3708.
>
> Danke, ggf werde ich es damit mal testen, jedoch müsste ich dann eine
> komplett neue und größere Platine erstellen.

Sorry, deiner ist ja SMD.

IRLML2502 oder IRLML6344.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Das Störsignal wird durch den nachlaufenden Motor im Generatorbetrieb 
verursacht. Dies kann man insbesondere auch an der sinkenden Frequenz 
erkennen.

von foobar (Gast)


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Ob die Pumpe da als Generator arbeitet?  Hast du als Last mal einen 
ohmschen Verbaucher ausprobiert?

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Andreas S. schrieb:
> Das Störsignal wird durch den nachlaufenden Motor im Generatorbetrieb
> verursacht.

Na endlich.

von Domenik (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Das Störsignal wird durch den nachlaufenden Motor im Generatorbetrieb
> verursacht. Dies kann man insbesondere auch an der sinkenden Frequenz
> erkennen.

Wie könnte man das wegbekommen? Tiefpass? Schnellere Diode? RC-Glied? 
Kondensator? Spule?

Jörg R. schrieb:
> Sorry, deiner ist ja SMD.
>
> IRLML2502 oder IRLML6344.

Dankeschön. Den 2502 hatte ich sogar vorher geplant, jedoch Angst gehabt 
einen SOT23 einzusetzen. 🙈

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Domenik schrieb:
> Wie könnte man das wegbekommen?

Uwe S. schrieb im Beitrag #7048370:
> gar nichts tun

von Domenik (Gast)


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Uwe S. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Das Störsignal wird durch den nachlaufenden Motor im Generatorbetrieb
>> verursacht.
>
> Na endlich.

Das hatte ich mir anfangs auch schon gedacht, jedoch hatte ich Pumpen 
der gleichen Spezifikation (wirkloich 1:1) auf einem Lochraster-Aufbau 
als Prototyp schon in Betrieb. Der einzige Unterschied - und das finde 
ich dann echt erschreckend - ist: Die ersten kamen aus den USA, die 
anderen (wegen Lieferschwierigkeiten) aus China.

von Timo N. (tnn85)


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Jörg R. schrieb:
> Das kommt aber anders rüber;-)

Dachte ich mir schon. Deswegen wollte ich aufklären, damit es nicht von 
dir falsch verstanden wird. Ich weiß was du sagen wolltest. ;)

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Domenik schrieb:
> jedoch hatte ich Pumpen
> der gleichen Spezifikation (wirkloich 1:1) auf einem Lochraster-Aufbau
> als Prototyp schon in Betrieb.

Das Verhalten hat aber egal welche Pumpe mit internem EC-Regler. Erst 
bei Unterschreitung ihrer Mindest-Betriebsspannung KANN der Regler den 
Rotor entweder auslaufen lassen, Bremsen, weiter kommutieren, usw.. Also 
diese elend lange "Flanke" auf dem Oszi ist immer da, nur evtl. mit 
unterschiedlich starken Spikes.
Als mach einfach gar nichts.

von Jörg R. (solar77)


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Timo N. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Das kommt aber anders rüber;-)
>
> Dachte ich mir schon. Deswegen wollte ich aufklären, damit es nicht von
> dir falsch verstanden wird. Ich weiß was du sagen wolltest. ;)

Ok;-)


Noch ein Hinweis für den TO:

V(GS)th ist die Spannung ab der der Mosfet an zu leiten beginnt, im 
uA-Bereich. Oder andersherum..unter dieser Spannung sperrt er.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/555317/3565E33C-C5E4-406B-8706-77A1EE0B4C94.jpeg

Es ist nicht der Wert den man zur Auswahl eines Mosfet für den 
Schaltbetrieb als Kriterium auswählt.

: Bearbeitet durch User
von Timo N. (tnn85)


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Andreas S. schrieb:
> Das Störsignal wird durch den nachlaufenden Motor im Generatorbetrieb
> verursacht. Dies kann man insbesondere auch an der sinkenden Frequenz
> erkennen.

Deswegen meine Frage was passiert, wenn man Gate hart mit GND verbindet. 
Schneller kann das Gate nicht entladen werden. Wenn es dann schon nicht 
geht, dann hat es mit der Treiberstufe auch nichts mehr zu tun.

von Domenik (Gast)


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Uwe S. schrieb:
> Das Verhalten hat aber egal welche Pumpe mit internem EC-Regler. Erst
> bei Unterschreitung ihrer Mindest-Betriebsspannung KANN der Regler den
> Rotor entweder auslaufen lassen, Bremsen, weiter kommutieren, usw.. Also
> diese elend lange "Flanke" auf dem Oszi ist immer da, nur evtl. mit
> unterschiedlich starken Spikes.
> Als mach einfach gar nichts.

Hmmm, ärgerlich, dass ich es nicht ändern kann. Aber wenn ich den 
Hintergrund nun weiß, dann bin ich da zumindest erstmal zufrieden mit. 
Die einzige Möglichkeit wäre dann wohl ein Relais?

von Domenik (Gast)


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Timo N. schrieb:
> Deswegen meine Frage was passiert, wenn man Gate hart mit GND verbindet.
> Schneller kann das Gate nicht entladen werden. Wenn es dann schon nicht
> geht, dann hat es mit der Treiberstufe auch nichts mehr zu tun.

Wie gesagt, das würde ich dann nochmal mit einem Testaufbau probieren.

von (prx) A. K. (prx)


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Was geschieht, wenn der Motor mit Abschaltung kurzgeschlossen wird?

von Domenik (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Noch ein Hinweis für den TO:
>
> V(GS)th ist die Spannung ab der der Mosfet an zu leiten beginnt, im
> uA-Bereich. Oder andersherum..unter dieser Spannung sperrt er.
>
> 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/555317/3565E33C-C5E4-406B-8706-77A1EE0B4C94.jpeg
>
> Es ist nicht der Wert den man zur Auswahl eines Mosfet für den
> Schaltbetrieb als Kriterium auswählt.

Wie würdest du das Diagramm dazu bewerten? Wie gesagt, ich liege bei ca 
1A kontinuierlicher Last.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Domenik schrieb:
> Hmmm, ärgerlich, dass ich es nicht ändern kann.

Warum willst du denn überhaupt was ändern? Der Mosfet sperrt sofort, nur 
die Pumpe läuft noch aus.
Stört es beim Abschalten einfach zu stark? Das sind doch nun wahrlich 
keine hohen Frequenzen, die Pumpe hat sicher auch noch einen kleinen 
Kerko oder sowas eingebaut...

von Jörg R. (solar77)


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Domenik schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Noch ein Hinweis für den TO:
>>
>> V(GS)th ist die Spannung ab der der Mosfet an zu leiten beginnt, im
>> uA-Bereich. Oder andersherum..unter dieser Spannung sperrt er.
>>
>>
> 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/555317/3565E33C-C5E4-406B-8706-77A1EE0B4C94.jpeg
>>
>> Es ist nicht der Wert den man zur Auswahl eines Mosfet für den
>> Schaltbetrieb als Kriterium auswählt.
>
> Wie würdest du das Diagramm dazu bewerten? Wie gesagt, ich liege bei ca
> 1A kontinuierlicher Last.

Gar nicht. Wenn ich einen Mosfet für den Schaltbetrieb auswähle, i.d.R. 
ist dies ja für LEDs bzw. LED-Stripes, sind für mich die spezifizierten 
R(DS)on Werte das Kriterium aus der Tabelle. Screenshot habe ich weiter 
oben gezeigt. Denn diese Werte sind vom Hersteller garantiert.

Der Mosfet soll ja möglichst niederohmig durchschalten, um die 
Verlustleistung so gering wie möglich zu halten.

: Bearbeitet durch User
von Domenik (Gast)


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(prx) A. K. schrieb:
> Was geschieht, wenn der Motor mit Abschaltung kurzgeschlossen wird?

Wie meinst du das? Bzw wie kann ich das testen? (Wir bewegen uns ja 
immer noch im Mikrosekundenbereich).

Uwe S. schrieb:
> Warum willst du denn überhaupt was ändern? Der Mosfet sperrt sofort, nur
> die Pumpe läuft noch aus.
> Stört es beim Abschalten einfach zu stark? Das sind doch nun wahrlich
> keine hohen Frequenzen, die Pumpe hat sicher auch noch einen kleinen
> Kerko oder sowas eingebaut...

Die Pumpen werden getaktet angesteuert (im 100ms Takt) zur 
spezifizierten Volumenabgabe (Uni-Forschungsprojekt). Natürlich kann man 
den Nachlauf einfach mit einberechnen, ist halt nur nicht so schön.

Meinst du, ein parallel geschalteter Widerstand könnte Verbesserung 
schaffen?

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Domenik schrieb:
> Die Pumpen werden getaktet angesteuert (im 100ms Takt) zur
> spezifizierten Volumenabgabe (Uni-Forschungsprojekt).

Bei ca. 250ms Auslaufzeit?! Wird vielleicht etwas schwierig, das 
einzuberechnen ;-)
Wenn die Pumpen wirklich so kurz und/oder präzise getaktet werden 
müssen, hilft wohl nur ein anderer Pumpentyp, oder Kurzschluss.

von H. H. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Das Störsignal wird durch den nachlaufenden Motor im
> Generatorbetrieb
> verursacht. Dies kann man insbesondere auch an der sinkenden Frequenz
> erkennen.

Es fehlt aber der Sprung unmittelbar mit dem Sperren des MOSFET.

von H. H. (Gast)


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Domenik schrieb:
> Die Pumpen werden getaktet angesteuert (im 100ms Takt) zur
> spezifizierten Volumenabgabe (Uni-Forschungsprojekt). Natürlich kann man
> den Nachlauf einfach mit einberechnen, ist halt nur nicht so schön.

Dann muss du den Motor aktiv bremsen, durch anlegen von Gegenspannung.

von Domenik (Gast)


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Uwe S. schrieb:
> Domenik schrieb:
>> Die Pumpen werden getaktet angesteuert (im 100ms Takt) zur
>> spezifizierten Volumenabgabe (Uni-Forschungsprojekt).
>
> Bei ca. 250ms Auslaufzeit?! Wird vielleicht etwas schwierig, das
> einzuberechnen ;-)
> Wenn die Pumpen wirklich so kurz und/oder präzise getaktet werden
> müssen, hilft wohl nur ein anderer Pumpentyp, oder Kurzschluss.

Es sind ja ziemlich genau 200ms Auslaufzeit, ich nehme Proportionalität 
des Volumenstroms an (kann ich noch auslitern) und ergibt dann im Mittel 
100ms Nennstrom. Also einen Takt weniger laufen lassen (38 statt 29 
Takte, Werte <6 kommen nicht vor).

Andere Pumpen wären ein Traum, gibt es aber aktuell keine (passenden) :/

Danke aber schon mal, ich werde die anderen Aspekte nochmal testen und 
berichten

von Drei (Gast)


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Die Auslaufzeit dürfte vom Strömungswiderstand abhängen. Ist der 
konstant? Sonst hilft nur kurzschließen. Ist die geförderte Menge im 
getakteten Betrieb überhaupt reproduzierbar?

von Peter D. (peda)


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Domenik schrieb:
> Geschaltet
> wird eine Pumpe mit nicht mal 1A Arbeitsstrom.

Dann ist das nur einfach das Auslaufen der Pumpe (Generatorprinzip). Der 
FET ist daran unschuldig und funktioniert einwandfrei.


Domenik schrieb:
> Die Pumpen werden getaktet angesteuert (im 100ms Takt) zur
> spezifizierten Volumenabgabe (Uni-Forschungsprojekt).

Normale Pumpen für Dauerbetrieb dürften so einen Pulsbetrieb nicht lange 
mitmachen.
Es gibt spezielle Dosierpumpen, die bei jedem Hub (Einschaltpuls) ein 
genau definiertes Volumen pumpen.

von Uwe S. (bullshit-bingo)


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Drei schrieb:
> Die Auslaufzeit dürfte vom Strömungswiderstand abhängen.

Leider kaum, da nach dem Abschalten ja nicht nur der Pumpenrotor 
ausläuft, sondern auch das Medium verzögert. Es kann den Rotor in diesem 
Moment sogar antreiben, statt ihn zu bremsen. Je nach Randbedingungen.

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