Phasenanschnitt - Mosfet geht kaputt

[Markus (markus1338)]

Guten Tag zusammen

ich versuche einen Dimmer für meine Wohnzimmerlampe zu bauen, jedoch ist 
mir jetzt zum zweiten mal das im Plan markierte Mosfet kaputt gegangen.

Die Schaltung hat auf der Werkbank funktioniert und nach ein paar Tests 
war dann das erste Mosfet kaputt. Dann hab ich dieses ersetzt, wieder 
getestet, funktioniert. "Platine" in Lampe eingebaut, getestet und jetzt 
ist wieder das gleiche Mosfet kaputt.

Ursprünglich hatte ich eine PhasenABschnittsteuerung geplant, daher 2x 
Mosfet und kein Triac. Mit der bestehenden Lampe (Osram Halogen 
Superstar 64698 200W) hat das allerdings nicht funktioniert, weshalb ich 
den Code auf Phasenanschnitt umprogrammiert habe.

Hat jemand eine Idee oder einen Tipp was ich falsch gemacht habe?
Schema als PDF und Bild der Umsetzung sollte im Anhang sein.

Grüße
Markus

[Gerald B. (gerald_b)]

Guck dir mal mit einem Oszi die Ansteuerung am Gate an. Ich vermute mal, 
die Mosfets werden nicht schnell genug angesteuert. Entweder wird das 
gate mit den 10K nicht schnell genug entladen oder über den Optokoppler 
steigt die Gatespannung nicht schnell genug an.
Auch wenn 50 Hz noch recht gemächlich sind, aber vermutlich verlässt du 
die SOA (save operating area)

[Roland P. (pram)]

Die Schaltung wäre eigentlich symmetrisch. Ich könnte mir vorstellen, 
dass parasitäre Kapazitäten im 12V DC_iso Netzteil einen geringen Strom 
fließen lassen, so dass hier eine Asymmetrie entsteht. Die 
Gate-Ansteuerung ist auch suboptimal. Durch den 10K Widerstand werden 
die Gates zu langsam entladen.

Hinweis: Ich bastle auch gerne, trotzdem würde ich für so etwas 
heutzutage einen Shelly Dimmer nehmen (Firmware kannst hier auch selber 
anpassen)... der Drehencoder erfordert halt hier etwas Aufwand...

[Markus (markus1338)]

Danke für die Antworten.
Oszi besitze ich leider keines zum analysieren der Gate Ansteuerung, 
lediglich ein Multimeter und das zeigt im Dimm Modus am Gate eine 
Frequenz von 100Hz.

Was schlagt ihr vor, was wäre anstelle des R12 10k Widerstandes eine 
passendere Wahl?


Shelly wäre mMn schwierig wegen dem Drehencoder, der 230V Netzerkennung 
und zudem läuft auf dem ESP noch Homespan (Homekit Einbindung). Daher 
hab ich mich für ein eigenes Board entschieden.

[Gerald B. (gerald_b)]

Roland P. schrieb:
> Die Schaltung wäre eigentlich symmetrisch. Ich könnte mir vorstellen,
> dass parasitäre Kapazitäten im 12V DC_iso Netzteil einen geringen Strom
> fließen lassen, so dass hier eine Asymmetrie entsteht.

Guter Einwand.
Das wird keine Asymmetrie sein, sondern der Blindstrom durch den 
Kondensator, auf PE. Das Gate mag keine Spannungen über 30V, lt. 
Datenblatt. Also versuchsweise mal ne Z-Diode vom Gate nch Masse_Iso. 
irgendwas über 12 und was sicher (auch bei Exemplarstrueungen) unter 30V

[Monk (roehrmond)]

Markus schrieb:
> nach ein paar Tests war dann das erste Mosfet kaputt

Wie kaputt?

Immer aus, immer an, oder halb leitend?

Wie viel Ohm hat er im ausgebauten Zustand zwischen Gate und Source? 
Sollte unendlich viel sein.

[Michael B. (laberkopp)]

Markus schrieb:
> Hat jemand eine Idee oder einen Tipp

Na ja, im Prinzip funktioniert deine Schaltung ja auch, sie müsste sigar 
Phasenabschnitt funktionieren, die Lampe ist ja keine relevante 
Induktivität.

Aber du hast KEINERLEI Schutzmechanismen. Kein VDR (wird bei nur 500V 
MOSFET auch schwer), kein Snubber, keine Notabschaltung bei Überstrom, 
die Abschaltung über 10k ist sowieso ziemlich langsam.

Hast du wenigstens undervoltage-lockout damit die MOSFET nur Schalten 
wenn die 12V stabil sind ?

Kein Wunder, dass er dann GELEGENTLICH kaputt geht, eben wenn es 
Widrigkeiten gibt.

800V MOSFET, 275V~ VDR, 98° Thermosicherung am VDR, 47nF/47R Snubber, 
und

+12V
  |
 |< Opto
  |E
  +--|>|--+-- Gate
  |       |E
  +------|< PNP
  |       |
 10k      |
  |       |
 GND     GND

wäre schneller abschaltend.

[Markus (markus1338)]

Zwischen Gate und Source = 258 Ohm
Zwischen Drain und Source = 70 Ohm
Zwischen Drain und Gate = 307 Ohm

[Monk (roehrmond)]

Offenbar ist dein MOSFET an Überspannung sowohl am Gate als auch an 
Source/Drain gestorben.

[Michael B. (laberkopp)]

Irgendwie habe ich die Überstromabschaltung auch nicht beachtet. Da die 
Ansteuerung galvanisch getrennt ist also ein Stromwandeltrafo in die 
Leitung, der einen Interrupt beim uC bei Überstrom auslöst, und den 
MOSFET in Mikrosekunden abschaltet. Dazu wird man die 
Optokoppleransteuerung beschleunigen müssen.


Oder ACS710 mit fault Ausgang

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Michael B. schrieb:
> kein Snubber, keine Notabschaltung bei Überstrom,

Auf einer Netzleitung sind ab und zu doch Spikes dabei. Die Zuleitung 
zur Lampe und die Zuleitung bis zum dem Gerät haben parasitäre 
Induktivitäten. Da würdest Du mit einem Oszi die Spikes beim Schalten 
sehen.

Bei 12V-Lampenkreis, ohne Oszi könntest Du das nur mit 12V ZD, 
Widerstand und LED in Reihe sichtbar machen, indem die LED dabei kurz 
aufblitzt.

[Manfred (manfredg)]

beachte auch die Kapazität von Gate nach Drain dadurch entstehen beim 
Abschalten hohe Spikes am Gate und können dann zum Ausfall führen.
Ich würde auf jeden Fall einen Z-Diodenschutz eng am Gate vorsehen, und 
auch einen kleinen Reihenwiderstand (47Ohm) zum Gate anordnen, das 
dämpft
schnelle Schwingungen.
Viel Glück,
Manfred

[Markus (markus1338)]

Vielen Dank für euer qualitatives Feedback.
Zugegebenermassen kann ich dir, Michael B., noch nicht in allen Punkten 
folgen da ich mich erst noch in Ruhe in die jeweiligen Themen einlesen 
und lernen muss.

Gerne würde ich mich zu gegebener Zeit wieder melden mit einem 
Lösungsansatz und ggf. Fragen.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Manfred schrieb:
> Ich würde auf jeden Fall einen Z-Diodenschutz eng am Gate vorsehen,

Aus dem Bild kann der TO entnehmen, wie die ZD zu plazieren wäre.

Falls man noch Verbesserungen hinzuzeichnen möchte, hier der Link:
https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgpABZsKBTAWjDACgAzEbbQ8DPjTj8+2FOGhIYkFJ269ukGrWG5lQiVNiyAXiqooUy3nhCHl4gCYMOAQwCuAGwAuTHQwB2DAE5s9PPnNuQlMgqxsHFzdPHzZveUCEQWEUJKhkeDizDHEwAQSRdLA4NiFyPL4wGgsNKuV2AHd9MzShAzxTSDYmtrMjZtS+Lp7hMGJxXqDhgoqCqe65-oCWoYXlwYK1KDYgA

[Peter D. (peda)]

Markus schrieb:
> nach ein paar Tests
> war dann das erste Mosfet kaputt

Miß mal den Kaltwiderstand der Halogenbirne und dann rechne mal den 
Einschaltstromstoß aus.
Um FETs schnell zu schalten, gibt es den Klassiker, pnp+npn in 
Kollektorschaltung (BC807+BC817).

[Carsten-Peter C. (carsten-p)]

Moin,
vielleicht würde ein Optokoppler mit eingebautem Treiber besser gehen.
Gruß
 Carsten

[Hermann S. (fragensteller)]

Welchen Kühlkörper verwendest du?

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Aus dem Bild kann der TO entnehmen, wie schneller entladen werden 
könnte.

Falls man noch Verbesserungen hinzuzeichnen möchte, hier der Link:
https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgjCAMB0l3BWcMBMcUHYMGZIA4UA2ATmIxAUgpABZsKBTAWjDACgAzEbbQ8DPjTj8+2FOGhIYkFJ269ueGrWHYlKiVNiyAXiqq5lvPN0jLxAEwYcAhgFcANgBcmOhgDsGAJzZ6eos25CE0MQS2t7Z1cPbzYveVEFIQMFKjB4SDiwjHEwAQSRKGRMoXI8vjAacyFwKvA2AHd9AuSgk0ym1tCu1MbmzHEuwI6CgYLQkf9TIwUpydmF0XVMpzawmuNs3JAWIrThK1tHJz6psewEcTH5ivyzlGUR1rBiQeEHqkz4sfKt9c-il8-h8-hNAZkAOagwLnNB7PpjEGbEGTdRjVrXPoYmoYnJQU7BMIPNYotgWEnE+7mECHSInJpU0Z4zJAA

(Der 100 Ohm Widerstand müßte dabei entfallen oder noch eine Diode in 
Reihe gesetzt werden.)

[Manfred P. (pruckelfred)]

Dieter D. schrieb:
> Falls man noch Verbesserungen hinzuzeichnen möchte, hier der Link:

Schon wieder ein Blinky-Link vom Oberblödmann.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Manfred P. schrieb:
> Schon wieder ein Blinky-Link vom Oberblödmann.

Trage Du erst mal etwas zu dem Thread bei was dem TO weiterhilft.
Bisher war von Dir kein Beitrag in diesem Thread zu finden.

[H. H. (Gast)]

Dieter D. schrieb:
> Trage Du erst mal etwas zu dem Thread bei was dem TO weiterhilft.

Deine Phantastereien helfen niemand.


> Bisher war von Dir kein Beitrag in diesem Thread zu finden.

Ich wünschte, das könne man von dir auch sagen.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Das ist im Prinzip die Schaltung, wie von Michael bereits am 26.05.24 
gepostet wurde.