Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll für einen Überlast-Schutz benutzen? In den Datenblättern steht meistens nur der typische und der maximale RDSon drin, sowie eine Kurve für die Temperaturabhängigkeit. Aber mit welchem Wert ist minimal zu rechnen? Falls es hilft, nehmen wir als Beispiel den IRLML6344 mit 5V Ansteuerung und 1A normaler Last. Bei deutlich mehr Strom würde ich abschalten wollen.
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Sender Eriwan sagt ja, oft am Rauch. Besser scheint mir ein kleiner Messwiderstand oder eine Strombegrenzung des Netzteils, welche den Rauch grundsätzlich verhindert. Weiterhin sollte man bedenken, dass bei möglichen Ersatzteilen sich Werte ändern können.
Der IRLML6344 hat. lauf Datenblatt, einen Rdson von maximal 29 milli-Ohm (variiert ein wenig nach Gate-Spannung). D.h. 1A fliesst bereits bei 29mV. Ich nehme an Du hast deutlich mehr Spannung da anliegen - und dann fliesst da auch mehr Strom (bei 3V wären es schon 100A, das liegt sehr deutlich über dem was der FET verträgt). Also: nein, geht nicht.
Lu schrieb: > Besser scheint mir ein kleiner Messwiderstand Dann habe ich aber auch mehr Verluste und Wärme. Genau die will ich mit der Methode vermeiden. > oder eine Strombegrenzung des Netzteils Auch gut. Wenn passend vorhanden, braucht man keine Strombegrenzung in den Schaltausgängen
Hendrik L. schrieb: > Ich nehme an Du hast deutlich mehr Spannung da anliegen - und dann > fliesst da auch mehr Strom (bei 3V wären es schon 100A Ich glaube wir reden aneinander vorbei. Meine Idee war, dass bei einer Überlast mit deutlich mehr als 1 A auch mehr Spannung abfällt, die dann als Abschalt-Kriterium herhalten soll. Also zum Beispiel würden 3 A einen Spannungsabfall von ca 90 mV verursachen. Das könnte man mit einem Komparator auswerten. Deine Anmerkung bezieht sich wohl eher auf den harten Kurzschluss. Ich glaube, gegen den gibt es eh kein wirksames Mittel, außer eine Stromversorgung mit ausreichend begrenzter Leistung.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Viele LiIon Akkuschutz Chips machen das, wohlwissend dass es sehr ungenau ist. Wenn es dir so ungenau reicht... (1:4 ist leicht drin).
Vorteil: Der Spannungsfall in Abhängigkeit von der Temperatur, bei konstantem Strom, ist genau reziprok zum Transistor. Das kommt der geplanten Strombegrenzung entgegen. Nachteil: bei ausgeschaltetem Mosfet fällt die gesamte Spannung an der DS-Strecke ab und der Mosfet lässt sich dann nicht mehr einschalten, weil die Strombegrenzung denkt, es würde der maximale Strom fließen. Es sei denn man verknüpft die Strombegrenzung logisch durch ein UND-Gatter mit der Gateansteuerspannung.
Michael B. schrieb: > Wenn es dir so ungenau reicht... (1:4 ist leicht drin). Das ist doch schon mehr Ungenauigkeit, als mit lieb wäre. Auf 1:3 könnte ich mich noch einlassen. Früher hätte man ein Trimmpoti zum Einstellen eingebaut, aber wer will heute noch so etwas einstellen müssen?
Bevor der MOSFET ein geschaltet wird, fällt an ihm eine hohe Spannung (z.B 12V) ab. Ich müsste dafür sorgen, dass die Überlast erst nach dem Einschalten erkannt wird, aber trotzdem Schnell genug dass nichts durch brennt. Das richtige Timing könnte kompliziert werden.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Michael B. schrieb: >> Wenn es dir so ungenau reicht... (1:4 ist leicht drin). > > Das ist doch schon mehr Ungenauigkeit, als mit lieb wäre. Auf 1:3 könnte > ich mich noch einlassen. Früher hätte man ein Trimmpoti zum Einstellen > eingebaut, aber wer will heute noch so etwas einstellen müssen? Wir wenden das Prinzip in der Serie an. Allerdings wird der Rdson bzw. der zulässige Abschaltwert im EOL Tester einmalig gemessen und im µP hinterlegt. Deshalb sollten manche Baugruppen auch nicht "repariert" werden weil der Ersatztransistor dann andere Werte hat.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? gibt es noch blödere Fragen?
Joachim B. schrieb: > gibt es noch blödere Fragen? Alle Kinder sagen "das geht nicht", außer Stefan, der hat's einfach gemacht.
Joachim B. schrieb: > gibt es noch blödere Fragen? Gibt es noch blödere Gegenfragen, so ganz ohne Begründung? Wenn du die Frage interessant findest, erkläre deine Bedenken. Wenn du sie blöd findest, halte dich raus!
Otto K. schrieb: > Alle Kinder sagen "das geht nicht", außer Stefan, der hat's einfach > gemacht. Noch nicht, aber Thomas: Thomas R. schrieb: > Wir wenden das Prinzip in der Serie an. und Michael B. schrieb: > Viele LiIon Akkuschutz Chips machen das, wohlwissend dass es sehr > ungenau ist.
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Joachim B. schrieb: > gibt es noch blödere Fragen? Ja, hast du gerade bewiesen ;)
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Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? > In den Datenblättern steht meistens nur der typische und der maximale > RDSon drin, sowie eine Kurve für die Temperaturabhängigkeit. Aber mit > welchem Wert ist minimal zu rechnen? Das Prinzip wird bei manchen Schaltreglern angewandt – ob man so eine Schutzschaltung mit entsprechender Kompensation selbst sauber hinbekommt, ist eine ganz andere Frage.
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https://www.infineon.com/dgdl/1099psd1404.pdf?fileId=5546d462533600a401535695b6142b78 https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/switch-mode-power-supply-current-sensing-part-3-current-sensing-methods.html IGBT-Treiber, z.b. HCPL-316J, haben was ähnliches als Notbremse gegen Rauchaustritt
Hallo Stefan. Ja, es funktioniert, ich nutze es als elektronische Sicherung. Der Ansprechstrom kann über Spannungsteiler/Trimmer eingestellt werden. Die Charakteristik Flink/Träge über einen Kondensator. Ist gar nicht so kompliziert, es reichen ein paar passive Bauteile und ein kleiner Bipolartransistor zum FET. Kann man ähnlich aufbauen wie früher die Strombegrenzung von einfachen Netzteilen. Mit ein wenig Nachdenken und der Hilfe von LTSpice kommt man schnell darauf. Tom
Der typische China-Ladebaustein mit TP4056 und DW01 macht genau das, misst den Spannungsabfall über den FET. Der Grenzwert Überstrom ist nicht garantiert, aber als Kurzschlußschutz genügt das.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Ja, das ist kein Problem und wird auch sehr oft so gemacht. So oft, das es dazu bereits integrierte Schaltungen gibt, die die Gatespannung regulieren. Nennt sich Load-Switch und gibts schon ewig und in hunderten Varianten. Diskret baut man sowas nicht auf, eben weil es das in fertig gibt.
Man kann auch aufhören zu kochen, es gibt doch super Konserven. und Man kann auch aufhören zu denken, es gibt doch super KI.
Tom A. schrieb: > Man kann auch aufhören zu denken, es gibt doch super KI. Längst passiert, ganz ohne KI.
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Dann habe ich aber auch mehr Verluste und Wärme. Ob die Verluste nun im Mosfet oder an einem externen Widerstamnd auftreten ist wohl ziemlich egal. Davon abgesehen, daß die meisten heutigen MosFet nicht für Analogbetrieb geeignet sind. Also SOA beachten (die bei den SOT123 Gehäuse recht schnell überschritten werden dürfte)!
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Es gibt da noch was besseres, nämlich SENSEFETs. Die sind sowas wie ein 1000:1 Stromspiegel und liefern an einem Pin direkt einen Ausgangsstrom der dem Drainstrom geteilt durch das Spiegelverhältnis entspricht. Beispiele: MTP40N06M, IRC540
Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Nein.
Andreas B. schrieb: > Ob die Verluste nun im Mosfet oder an einem externen Widerstamnd > auftreten ist wohl ziemlich egal. Allerdings hat man den MOSFET sowieso und der Widerstand käme extra, mit zusätzlichen Verlusten. Arno R. schrieb: > Es gibt da noch was besseres: > MTP40N06M, IRC540 In welchem Jahrhundert bist du stecken geblieben ? Die gibt es alle schon lange nicht mehr, wegen der umständlichen Messwerterfassung.
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Tom A. schrieb: > Man kann auch aufhören zu kochen, es gibt doch super Konserven. > > und > > Man kann auch aufhören zu denken, es gibt doch super KI. Ich werde sehr glücklich sein, sobald alle Menschen, die das Einsetzen integrierter Schaltungen plakativ schlechtreden, weggestorben sind.
Ich rede den Einsatz von IC's nicht schlecht, sondern werde sehr glücklich sein, wenn der Letzte der sie als einzige Möglichkeit für alles sieht gestorben ist.
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Tom A. schrieb: > Der Ansprechstrom kann über Spannungsteiler/Trimmer eingestellt werden. > Die Charakteristik Flink/Träge über einen Kondensator. > Ist gar nicht so kompliziert, es reichen ein paar passive Bauteile und > ein kleiner Bipolartransistor zum FET. Kann man ähnlich aufbauen wie > früher die Strombegrenzung von einfachen Netzteilen. Wenn die Stromgrenze mit dem Trimmer auf 3 Ampere eingestellt wird, dann fällt aber im Kurzschlussfall eine hohe Verlustleistung am P-Mosfet, in Form von Wärme ab! Die Schaltung ist zwar nicht temperaturstabil, aber um kurzzeitige Kurzschlüsse zu unterdrücken reicht's. Nachtrag: Q2 ist natürlich ein PNP-Transistor!
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Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Ja. Wie Spannungsabfall an Leiterbahnen (RDSon ist halt von internen Geometrien/Bahnen abhängig). Geht, birgt die gleichen Gefahren: * Wird nicht gesondert geprüft ("jetzt +10% Schichtdicke umsonst") * Temperaturkoeffizienten ... nicht optimiert * Layoutänderungen * Fertigungstoleranzen (Nebenbei: Für Deine Aufgabe gibt es ICs mit internem oder externem R, beliebig klein. Es ist eine Standardaufgabe, die einfach scheint aber mit genau den Problemen gepflastert ist, die Du schon und noch nicht gefunden hast)
> Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Ich verstehe die Fragestellung so, ob man eine Schutzschaltung zur Strombegrenzung der angeschlossenen Leitung, Schaltung auf Basis einer indirekten Messung eines Spannungsabfalls über einen dynamischen Widerstand realisieren kann. Nun es gibt etliche Artikel zur Strommessung im Internet: * https://de.wikipedia.org/wiki/Shunt_(Elektrotechnik) * https://de.wikipedia.org/wiki/Konstantan * https://en.wikipedia.org/wiki/Current_sensing da werden genaue Anforderungen an die Toleranz des Widerstandwertes und dessen Konstanz gestellt, alles Eigenschaften die der Bahnwiderstand der Drain-Source-Strecke nicht erfüllt. Hinzu kommt, das der Strom in der Leitung auch mal höher sein kann als i_D durch den Kanal (wegen parasitären Induktivitäten oder bspw. nachgeschalteten Kondensatoren deren Entladestrom wegen der p oder n Dotierung des FET-Kanals eben nicht "durch R_DSon" fliesst. Und bei der Annahme das r_DSon konstant wäre, war wohl auch der Wunsch der Vater des Gedanken. Exemplarstreuung, Temperatur, Steuerspannung - alles schon genannt. Zur Erinnerung, für einen Messshunt verlangt man einer Toleranz des Widerstabndwertes im 0.1% Bereich. Wenn man also ne Katastrophe wie Tschernobyl nachfrickeln will - gerne, aber für ne ernsthafte Sicherheitsabschalteinrichtung reicht das vorn und hinten nicht. Noch mehr links: * https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/anasw1.htm * https://data.epo.org/publication-server/rest/v1.1/patents/EP1083658NWA1/document.html * https://electronics.stackexchange.com/questions/32285/mosfet-rdson-question * https://www.rohm.de/electronics-basics/transistors/tr_what9
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Sherlock 🕵🏽♂️ schrieb: > Kann man den Spannungsabfall am Innenwiderstand eines MOSFET sinnvoll > für einen Überlast-Schutz benutzen? Ja, kann man, wenn man nicht zu viel erwartet.. Messung während Schaltflanken ausblenden und berücksichtigen das der RDSon stark streut und temperaturabhängig ist. Als Kurzschlussschutz bei einer ausreichen überdimensioniertem Schaltung möglich, aber relativ aufwendig. Wird m.e. eher bei integrierten Fets gemacht. Wie so vieles theoretisch machbar, aber in der Realität meist schlechtes Kosten / Nutzen Verhältnis.
Andreas B. schrieb: > SOA ... SOT123 Das sehe ich auch sehr spannend. Besonders, wenn man sich auf einen nicht spezifizierten Minimalwert für den Rdson "verlässt". Du kannst die Mosfet beim Hersteller nicht reklamieren, wenn die tatsächlich nur 7mR statt der "garantierten" maximalen 29mR haben. Michael schrieb: > bei einer ausreichen überdimensioniertem Schaltung möglich Aber eben auch nur bei einer ausreichend großzügig dimensionierten Versorgung. Denn es ist besonders dann ungeschickt, wenn das Netzteil auf 3A begrenzt, die auf 2A ausgelegte Abschaltung des Mosfets aber wegen der Toleranzen erst bei 5A passieren würde. Dann tritt nach wenigen ms die Siliziumschmelze ein, wenn nicht irgendein anderer Abschaltmechanismus (wegen "Versorgungsspannung bricht zusammen") zusätzlich greift. Bruno V. schrieb: > Wird nicht gesondert geprüft ("jetzt +10% Schichtdicke umsonst") > Temperaturkoeffizienten ... nicht optimiert > Layoutänderungen > Fertigungstoleranzen Das ist dann in Summe aber immer deutlich weniger als der o.g. Faktor 4.
Andreas B. schrieb: > Davon abgesehen, daß die meisten heutigen MosFet nicht für Analogbetrieb > geeignet sind. Das verhindert eine echte analoge Regelung zur Strombegrenzung. Daher kann die Auswertung meist nur für ein Abschalten des Mosfet sinnvoll verwendet werden. Ausgenutzt wird dabei häufig, dass beim Mosfet an der Sättigungsgrenze die Spannung überproportional steigt. Das sieht man an der I_Drain über U_DS Kennlinie mit verschiedenen U_G. Wenn die Auslösung genauer sein soll, dann helfen die Zuleitungswiderstände der Leiterbahn oder ein Opfer-Widerstand im mΩ-Bereich in Reihe weiter. Es gab früher ein paar LeistungsMosfet-Module, die hatten einen vierten Anschluss als Sensefet, der ausgewertet werden konnte für eine Regelung oder Abschaltung.
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