Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet Überhitzung Inverter


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von Era D. (era_d)


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Moin,

hier mal eine weitere Frage zum Überhitzen von Mosfets. Die Bisherigen 
haben keine richtige Antowort gegeben.

Der angehängte Schaltplan ist nur ein kleiner Ausschnitt. Die Mosfets 
BUZ11 sollen durch zwei zueinander invertierte Schaltsignale mit etwa 
10kHz eine 9V Gleichspannung in eine 9V Rechteckwechselspannung 
umwandeln. Anschließend wird ein Trafo gefüttert. Soweit funktioniert 
alles.
Das Problem ist, dass Q6 so heiß wird, dass ich einen Kühlkörper 
verwenden müsste. Die anderen Mosfets bleiben bei Raumtemperatur.
-Gatespannung ist ca. 7V
-die 10kHz Schaltsignale kommen aus einem NE555

Ich habe überprüft:
-TRIG und NEGTRIG sind zueinander invertiert
-kein Kurzschluss
-alles richtig angeschlossen
-alle Mosfets funktionieren und werden angesteuert
Zudem
-Mosfets ausgetauscht
-Schaltfequenz verändert

Die Mosfets steuern zwar wegen der nidrigen Gatespannung nicht komplett 
durch, kann aber meiner Meinung nach nicht die Ursache sein, weil alle 
die gleiche Gatespannung bekommen.

Was habe ich übersehen?

Mfg

von MaWin (Gast)


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Era D. schrieb:
> Gatespannung ist ca. 7V

Gegenüber Masse ?

Era D. schrieb:
> Was habe ich übersehen?

Dass die Gate-Spannung gegenüber Source anzulegen ist und dein Source 
auf 9V hochschnellen soll, du also 16V am high side MOSFET brauchst


Übrigens könntest du die BUZ11 mal deinem Opa zurückgeben und dir 
modernete MOSFETs holen, die machen das Leben leichter, weniger 
Verluste, weniger cross conduction weil schneller umschaltend Dank 
geringerer Gate-Kapazität.

von Era D. (era_d)


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MaWin schrieb:
> 16V am high side MOSFET brauchst

Verstehe ich. Dann dürften Q6 und Q3 aber gar nicht schalten. Q3 macht 
das gleiche wie Q6 nur etwa 0,1ms später.

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


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Era D. schrieb:
> Dann dürften Q6 und Q3 aber gar nicht schalten.

Doch schon, denn im Moment des Einschaltens ist die Source ja noch 
genügend negativ gegenüber dem Gate. Nun schaltet er ein, kommt aber nur 
so weit, das er so viel Strom durchlässt, wie die Regelschleife Ugs zu 
Us erlaubt, er liegt also irgendwo im linearen Bereich und verbrät 
Leistung.

Nimm da lieber P-Kanaler in der Highside, wenn du dir die Ladungspumpen 
sparen willst.
Im Anhang siehst du, wie ich das mache.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Nimm da lieber P-Kanaler in der Highside,

Aber bitte richtig rum, mit Source an Vcc! Nicht wie in deinem 
Schaltplan.

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


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H. H. schrieb:
> Aber bitte richtig rum, mit Source an Vcc! Nicht wie in deinem
> Schaltplan.

Ach, sieh da, habe ich doch noch einen Fehler drin. Mach ich gleich mal 
weg - danke.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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H. H. schrieb:
> in deinem Schaltplan.
Nettes Suchbild. Ich hätte es nicht geschafft, die Ansteuerung von 4 
Transistoren mit 4 weiteren Transistoren so dermaßen zu verknoten, dass 
sich keine einzige gerade durchgehende Linie ergibt...  ;-)

Matthias S. schrieb:
> wie die Regelschleife Ugs zu Us erlaubt
Also korrekterweise die Regelschleife Is = f(Ugs) = f(Ug-Us). Diese 
High-Side Fets werden also gerade so "gut" leiten, dass sie sich mit der 
ansteigenden Us selber den "Saft abdrehen", also bis knapp über Ugsth. 
Denn dann würde der Mosfet tatsächlich sieder sperren, damit Is 0 werden 
und deshalb Us wieder kleiner werden, was dazu führt, dass Ugs wieder 
größer wird usw. usf.

Oder andersrum: wenn man das Gate eines N-Mosfets z.B. auf 5V legt, dann 
kann man ihn ein- und ausschalten, indem man die Source auf 0V und auf 
5V legt.

Man muss sich das einfach 1 mal komplett durch den Kopf gehen lassen, 
dann hat man die Mosfets im Grunde verstanden.

: Bearbeitet durch Moderator
von ächz (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Ach, sieh da, habe ich doch noch einen Fehler drin. Mach ich gleich mal
> weg - danke.

Und ich dachte die Schaltung funktioniert schon seit ewigen
Zeiten. Dagegen schaut's jetzt eher nach unausgegoren aus. Ja,
die Ausführung des Schaltplans lässt dies auch eher vermuten.

Matthias S. schrieb:
> Im Anhang siehst du, wie ich das mache.

von Era D. (era_d)


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Die einzige Sache, die für mich noch unklar ist, ist warum bei Q3 nicht 
wie bei Q6 die Leistung umgesetzt wird.
Beide drehen sich selbst den Saft ab.

von Anarchist (Gast)


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Wenn nur ein BUZ11 überhitzt, dann ist das ein BRUZZ11, geht ja noch.
Ich habe es während eines Praktikums hinbekommen, einen BUZ11 so zu 
überhitzen, dass mein Betreuer sich den Finger daran verbrannt hat, weil 
der nicht damit gerechnet hat, dass der so heiss ist. Da war der 
Fingerabdruck in die Kühlfahne eingebrannt. Ich habe den bis heute 
aufgehoben.

Hier war schonmal einer, der hat mit so einer H-Brücke einen 
Gabelstaplermotor ansteuern wollen. 48V und so. Der hat dann laut 
eigenen Angaben eine 7 cm lange Stichflamme aus dem MOSFET hinbekommen. 
Wie er das gemessen hat weiss ich allerdings nicht.

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


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Lothar M. schrieb:
> Ich hätte es nicht geschafft, die Ansteuerung von 4
> Transistoren mit 4 weiteren Transistoren so dermaßen zu verknoten, dass
> sich keine einzige gerade durchgehende Linie ergibt...  ;-)

Ja, schön, oder? Aber die Schaltung hat einige Evolutionen hinter sich 
und ich habe nur fürs Internet die Schaltung gepinselt, weil ich die 
eigentlich im Kopf entwickelt habe.
Vllt. mache ich das ja irgendwann noch hübscher.

von Hans (Gast)


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Matthias S. schrieb:

Zwei ir2101 würden das Ganze viel zuverlässiger verrichten, auch die 7V 
Gatespannung des oberen N-Channel Fets wäre damit problemlos erreichbar.

> Lothar M. schrieb:
>> Ich hätte es nicht geschafft, die Ansteuerung von 4
>> Transistoren mit 4 weiteren Transistoren so dermaßen zu verknoten, dass
>> sich keine einzige gerade durchgehende Linie ergibt...  ;-)

@ Mattias: Ob z.B. T1 bei 10Khz sauber schaltet, wage ich zu bezweifeln.

von Hans (Gast)


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Sorry:
> Zwei ir2101 würden das Ganze viel zuverlässiger verrichten, auch die 7V
> Gatespannung des oberen N-Channel Fets wäre damit problemlos erreichbar.
>

> Matthias S. schrieb:
>> Lothar M. schrieb:
>>> Ich hätte es nicht geschafft, die Ansteuerung von 4
>>> Transistoren mit 4 weiteren Transistoren so dermaßen zu verknoten, dass
>>> sich keine einzige gerade durchgehende Linie ergibt...  ;-)
>
> @ Mattias: Ob z.B. T1 bei 10Khz sauber schaltet, wage ich zu bezweifeln.

von W.S. (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Nimm da lieber P-Kanaler in der Highside,...

man kann die Brücke auch mit 4x N-Kanal Typen aufbauen, wenn man sich 
aus einem Elko, 3 Dioden und ggf. einem Widerstand einen Booster für die 
Gatespannung der Highside macht, damit man (wie Mawin bereits schrieb) 
auf genügend Gatespannung kommt. Das setzt aber getrennte 
Treibertransistoren voraus.

Und bei deinem Bildchen schätze ich, daß da lediglich die Fet-Symbole 
ein bissel vergurkt gemacht worden sind. Das muß in Wirklichkeit nicht 
zwangsweise ein Schaltungsfehler sein.

W.S.

von Jens G. (jensig)


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Era D. schrieb:
> Die einzige Sache, die für mich noch unklar ist, ist warum bei Q3 nicht
> wie bei Q6 die Leistung umgesetzt wird.
> Beide drehen sich selbst den Saft ab.

Weil Du offensichtlich mit unsymmetrischem Rechteck ansteuerst, oder 
überlappende Schaltzyklen hast ...

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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W.S. schrieb:
> man kann die Brücke auch mit 4x N-Kanal Typen aufbauen, wenn man sich
> aus einem Elko, 3 Dioden und ggf. einem Widerstand einen Booster für die
> Gatespannung der Highside macht, damit man (wie Mawin bereits schrieb)
> auf genügend Gatespannung kommt

Ja, aber für all das sind Brückentreiber-IC schon ewig erfunden, und 
bieten dead time control, undervoltage lockout, Strombegrenzung, 
Regelung der low side Spannung und was weiss ich noch alles.

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


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Hans schrieb:
> @ Mattias: Ob z.B. T1 bei 10Khz sauber schaltet, wage ich zu bezweifeln.

Das ist dein gutes Recht. Ich kann dir aber versichern, das es spielt. 
Du kannst aber gerne sagen, warum du es bezweifelst.
Meine Schaltung ist deswegen etwas anders, weil sie von einem Solarpanel 
gespeist wird. Darum kein Treiberbaustein oder andere tolle Dinge.

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