Hallo Zusammen, kann mir jemand sagen warum diese Schaltung zuerst ca 10-15 Minuten lang genau so funktioniert wie ich möchte und mir dann der OP um die Ohren fliegt? "Um die Ohren fliegt" meine ich wörtlich. R3 und R4 sind eigentlich ein 10k Digital Poti der die Spannung (3v3, habe ich im Plan vergessen anzugeben) eines Arduino teilt. Die Batterie ist eine 24V LiFePO4, die angegebenen 26,8V Batteriespannung sind gemessen. Der OP sollte laut Datenblatt 32V Versorgungsspannung vertragen. Ziel ist mit dem MOSFET den Strom (bis ca. 12A) durch die Last zu begrenzen, funktioniert auch mit Netzteil am MOSFET ganz hervorragend. Die OP Aktion soll das ganze mit einem Arduino über den Poti steuerbar machen, was auch zunächst gut funktioniert hat (schätze 10-15min in denen ich verschiedene Spannungswerte eingestellt habe), bis der OP mit einem Knall und fliegenden Funken sich in zwei halbe OPs verwandelt hat. Kurz vor dem Knall ging der Drainstrom am FET für ca 2 Sekunden auf 0, obwohl eine UGS da war, zumindest wenn man den angeschlossenen Multimetern trauen darf. Den MOSFET habe ich hinterher überprüft, der ist in Ordnung. Ist meine Schaltung Mist? Wenn ja warum? Falscher OP? Wäre für Hilfe dankbar. Viele Grüße, Pit
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Du hast einen Oszillator gebastelt, durch zu viel kapazitive Last am Ausgang des Opamp. Da solltest du unbedingt noch einen Gatewiderstand einfügen. Aber wenn du den Strom regeln/begrenzen willst, dann braucht es einen Shunt. Und man sollte dringend die SOA des MOSFET beachten, sonst ist das nächste Knallbonbon vorprogrammiert.
Pide P. schrieb: > Hallo Zusammen, > > kann mir jemand sagen warum diese Schaltung zuerst ca 10-15 Minuten lang > genau so funktioniert wie ich möchte und mir dann der OP um die Ohren > fliegt? > "Um die Ohren fliegt" meine ich wörtlich. > > R3 und R4 sind eigentlich ein 10k Digital Poti der die Spannung (3v3, > habe ich im Plan vergessen anzugeben) eines Arduino teilt. Die Batterie > ist eine 24V LiFePO4, die angegebenen 26,8V Batteriespannung sind > gemessen. > Der OP sollte laut Datenblatt 32V Versorgungsspannung vertragen. > > Ziel ist mit dem MOSFET den Strom (bis ca. 12A) durch die Last zu > begrenzen, funktioniert auch mit Netzteil am MOSFET ganz hervorragend. > Die OP Aktion soll das ganze mit einem Arduino über den Poti steuerbar > machen, was auch zunächst gut funktioniert hat (schätze 10-15min in > denen ich verschiedene Spannungswerte eingestellt habe), bis der OP mit > einem Knall und fliegenden Funken sich in zwei halbe OPs verwandelt hat. > > Kurz vor dem Knall ging der Drainstrom am FET für ca 2 Sekunden auf 0, > obwohl eine UGS da war, zumindest wenn man den angeschlossenen > Multimetern trauen darf. Den MOSFET habe ich hinterher überprüft, der > ist in Ordnung. > > Ist meine Schaltung Mist? JAAAAA! > Wenn ja warum? Überlege einmal wie die Rückkopplung funktioniert, woher die ihr Signal bekommt und wie dieses Signal mit dem Strom zu tun hat.... > Falscher OP? soweit ist es noch nicht... denn der ist eigentlich unschuldig und nur Opfer Deiner Schaltung. > Wäre für Hilfe dankbar.
Pide P. schrieb: > die Last Was für eine? Welcher Strom würde durch sie fließen, wenn der Mosfet durch eine Drahtbrücke ersetzt würde?
Der IRF540 dürfte gerne völlig zu Recht explodieren, der LM358 jedoch nicht mal, wenn der MOSFET Spannung auf dessen Ausgang gibt. Die Schaltung ist grober Schwachsinn, die Gate-Spannung eines MOSFETs einzustellen um einen Drainstrom festzulegen, denn der Drainstrom hängt mehr von der Temperatur des MOSFETs als von der Spannung ab. Und ein IRF540 hält linear geregelt sowieso nicht, der darf höchstens 10ms gleichzeitig Strom und Spannung verbraten und ansonsten lieber geschaltet sein. https://www.vishay.com/doc%3F91021 Es besteht also die Vermutung dass der LM358 starb, weil Transienten auf der Akkuleitung beim Durchlegieten des MOSFETs (wie gross war dessen Kuhlkörper, wie lang die Leitungen, wo gab es Induktivitäten ?) zu Überspannung führten. Wenn du einen Akku belasten willst, nutze entweder Schaltungen einer elektronischen Last die den Strom regeln, nicht die Gate-Spannung, halte immer die SOA ein und den MOSFET auf 25 GradC, oder nutze besser Widerstände.
Pide P. schrieb: > ... durch die Last ... Was für eine Last? > Ziel ist mit dem MOSFET den Strom (bis ca. 12A) durch die Last zu > begrenzen Und woher soll der OP wissen, wieviel Strom fließt? Wie hast du den FET gekühlt?
Bei Deiner Schaltung vom ersten Post kann U_gate zu U_source des Mosfet auch 25V groß werden. Guck mal ins Datenblatt was die maximalen Werte sind.
Dieter schrieb: > Bei Deiner Schaltung vom ersten Post kann U_gate zu U_source des > Mosfet > auch 25V groß werden. Guck mal ins Datenblatt was die maximalen Werte > sind. Ja, der IRF540 darf natürlich nur 20V Ugs.
Es wäre super, wenn Du Deinen "echten" Schaltplan lieferst, denn nur mit dem LTspice-Bild fangt man wenig an. Wie hast Du den zweiten OPV auch beschaltet? (am besten als Spannungsfolger und den Eingang auf ein Potential legen, hier vielleicht auf das gleiche Potentiometer, dann kann man am Ausgang diese Spannung gleich messen). Kommt aus dem Digitalpotentiometer bzw. von der Ansteuerung eine Brummspannung, sind die Massen ordentlich verbunden? Eventuell Stütz-C in die Eingangsschaltung; Warum hast Du eine Verstärkung von etwa 3 beim OPV gewählt? Kann es sein, dass die Last zum Teil induktiv ist?
Ja, und dann sollte man dem OPV ein RC-Filter in der Betriebsspannung spendieren, damit sich Lastschwankungen, und damit Spannungsschwankungen nicht so sehr auf den OPV auswirken (vor allem bei höheren Frequenzen, wo die PSRR deutlich schlechter wird ....)
Wurde das Thema nicht hier schon vorgestellt? https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst%C3%A4rker_und_Transistor mfg
Thomas K. schrieb: > Es wäre super, wenn Du Deinen "echten" Schaltplan lieferst, denn nur mit > dem LTspice-Bild fangt man wenig an. Vielleicht noch sinnvoll zu ergänzen wäre, wenn Du die LTSpice-Datei postest, könnte Dir auch ein Forumsmitglied die Änderungen dort einbauen und posten, statt mühseliger Erklärungen.
MaWin schrieb: > Die Schaltung ist grober Schwachsinn, Darüber herrscht Einigkeit. > die Gate-Spannung eines MOSFETs > einzustellen um einen Drainstrom festzulegen, denn der Drainstrom hängt > mehr von der Temperatur des MOSFETs als von der Spannung ab. Da widerspreche ich, wenn dem so wäre, könnte man keine Analogverstärker bauen. > Und ein > IRF540 hält linear geregelt sowieso nicht, der darf höchstens 10ms > gleichzeitig Strom und Spannung verbraten und ansonsten lieber > geschaltet sein. Der IRF540 ist kein Schalter, der ist relativ flach und wurde für analoge Anwendungen konzipiert - die Dinger hatten wir früher in Audio-Leistungsverstärkern. In meinem Akkutester habe ich IRF540 und steuere über die Gatespannung dessen Strom, das funktioniert bestens. Es liegt zusätzlich ein Widerstand in der Sourceleitung, der den thermischen Effekt etwas gegenkoppelt. Es ist natürlich auch eine echte Regelschleife vorhanden, die U(GS) nachführt. Rein zufällig, oder auch nicht, bleibe ich innerhalb seiner thermischen Belastbarkeit.
Achtung: es gibt einen IRF540 der ganz gut im Analogbetrieb geht und einen "neuen und verbesserten" IRF540N der wesentlich weniger robust ist
A-Freak schrieb: > Achtung: > es gibt einen IRF540 der ganz gut im Analogbetrieb geht und einen "neuen > und verbesserten" IRF540N der wesentlich weniger robust ist Hier das Datenblatt vom IRF540 (ohne N) von Vishay: https://www.vishay.com/docs/91021/irf540.pdf Und hier das Datenblatt vom IRF540N (mit N) von Fairchild: https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Fairchild%20PDFs/IRF540N.pdf Bei 100°C Umgebungstemperatur darf ich 20A bzw. 23A durch Drain schicken. An welchem Paramter/Diagramm kann ich jetzt herausfinden, ob ein MOSFET (ganz allgemein) für Schaltbetrieb oder für Analogregelbetrieb tauglich ist?
Bernd schrieb: > An welchem Paramter/Diagramm kann ich jetzt herausfinden, ob ein MOSFET > (ganz allgemein) für Schaltbetrieb oder für Analogregelbetrieb tauglich > ist? Daran, dass im SOA Diagramm auch eine DC Kurve angegeben ist, nicht nur eine 10ms Kurve. Und möglichst nicht nur ein SOA Diagramm für 25 GradC, sondern noch eines für 75 GradC Die Temperatur.
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Hi, wohl das obige Schaltbild aus dem Dabla verwendet. Was liegt jetzt genau an Pin 3 an? Wurde oben schon gefragt. Gleiches Bezugspotenzial? Und: Kernanwendungsfeld des LM358 ist von Hause aus Komparator (kein absolut direkter 1:1 Vergleich zu Universal-OPV LM741 möglich, obwohl genau so uralt, so schnell bringt diesen nichts aus dem Konzept, da müssen noch andere Fehler vorliegen.) Und wie sieht der Regelkreis aus? Ich sehe da nichts. Nur einen gequälten Mosfet. Das ist schon gesagt worden. Ich würde ihm im allerersten Versuchsaufbau zumindest noch einen 10 Ohm Widerstand in der Gateleitung spendieren. Oben wurden schon weitere Verbesserungsvorschläge gemacht. ciao gustav
A-Freak schrieb: > es gibt einen IRF540 der ganz gut im Analogbetrieb geht und einen "neuen > und verbesserten" IRF540N der wesentlich weniger robust ist Das ist ja eine nette Falle. Danke für den Hinweis! Bernd schrieb: > ob ein MOSFET (ganz allgemein) für Schaltbetrieb > oder für Analogregelbetrieb tauglich ist? Dafür dürfte der Wert "Forward Transconductance" interessant sein, der zwischen IRF540 und IRF540N deutlich unterschiedlich ist, siehe dazu die Datenblätter von IRF.
Manfred schrieb: > Dafür dürfte der Wert "Forward Transconductance" interessant sein, der > zwischen IRF540 und IRF540N deutlich unterschiedlich ist, siehe dazu die > Datenblätter von IRF. Und unbedingt auch das Datenblatt von 1982 ansehen! Die Spec des IRF540 hat sich mehrfach geändert, auch ohne 'N'.
Das sind dann wohl diverse geschrumpfte Die aus verschiedenen Generationen. Wäre was für Richard. Eine mögliche Erklärung für die wechselnde Effektivität als Kurzwellentransistor.
Moin Zusammen, haben sich ja doch einige Antworten angesammelt, vielen Dank schonmal dafür. Ich versuche mal auf alles einzugehen. Die Last ist ein Wechselrichter, hätte ich den an der Batterie ohne Alles, dann würde der irgendwas Richtung 12A ziehen (bei ca. 26V), da der bei etwa 300W begrenzt ist. (So auch schon getestet und gemessen.) Der zweite OP im LM358 ist erstmal nicht beschaltet, ist das ein Problem? Die Verstärkung von 3 habe ich gewählt um von den 3v3 in einem Bereich für UGS zu landen in dem ID entsprechend steuerbar ist. Dem MOSFET geht's dabei wie gesagt gut, der hat einen großen Kühlkörper, der in großen Bereichen (ID) gar nicht warm wird, und sonst auch höchstens "handwarm", auch direkt neben dem FET. Mit meinen 3,3V und der Verstärkung von 3 und ein Bisschen komme ich ja auch noch nichtmal in die Nähe der erlaubten 20V GS. Gate Widerstand im Bereich (<100 Ohm ?), damit nichts schwingt und der OP-Ausgang mit der Kapazität des MOSFET-Gates klarkommt. Verstanden. Nicht dass ich auf meiner Schaltung beharre, aber ich verstehe noch nicht ganz warum die Schaltung so ansonsten nicht funktionieren soll. Im Prinzip gebe ich doch (angenommen ich verstelle an meinem Poti gerade nichts) eine feste Spannung an Gate-Source, bei der bei einem festen UDS ein fester ID fließen kann, nicht? Wenn ich dann UGS auf einen anderen Wert setze stellt sich ein anderer ID ein Klar, verändere ich die Last ändert sich UDS, dann ändert sich auch mein Strom, dann muss der OP wissen wie er gegensteuern muss. Bei der Shunt Variante müsste ich dann die Spannung am + Eingang des OP relativ stark runterscharauben, da der Shunt einen kleinen Widerstand hat, also auch nur eine kleine (von ID abhängige) Spannung abfällt. Der OP regelt dann am FET nach, sodass UShunt = UOP+, richtig? Bei Shunt = 0.1 Ohm und einem Zielwert von ID = 5A wäre die UOP+ = 0,5V. Sind die 0.1 Ohm aus der Artikelsammlung Konstantstromquelle in Ordnung für den Shunt?
Karl B. schrieb: > Kernanwendungsfeld des LM358 ist von Hause aus Komparator Häh ? Ahnungslosigkeit schön und gut, aber musst du die hier im Forum so verbreiten ?
Pide P. schrieb: > Nicht dass ich auf meiner Schaltung beharre, aber ich verstehe noch > nicht ganz warum die Schaltung so ansonsten nicht funktionieren soll. Du hast viele Baustellen: 1. Du versuchst über eine Spannungssteuerung des gates einen konstanten Strom zu erhalten. Das funktioniert nicht, weil der Strom durch einen Mosfet nicht nur von der Gate Spannung abhängt, sondern auch von der Temperatur des Mosfets. Du benötigst eine Regelung, also eine Istwerterfassung des Stroms und davon ausgehend eine schnelle automatische Einstellung der Gatespannung. Eine Konstantstromquelle. Siehe: Konstantstromquelle 2. Du benutzt einen ungeeigneten Mosfet. Viele Mosfets sind nur für den Schaltbetrieb ausgelegt, und nicht dauerhaft für den Betrieb im Widerstandsbereich des Kennlinienfeldes. Siehe Hinweis auf DC Kurve bei den SOA 3. Wenn du einen Doppel-Op benutzt, sollte der ungenutzte nicht irgendwie frei in der Luft hängen, sonst könnten manchmal lustige Sachen passieren. Falls dazu nichts im Datenblatt steht und der OP stabil bei Verstärkung 1 ist, ist es gut den invertierenden Kanal auf den Ausgang zu legen und den nichtinvertierenden Eingang auf die Mitte zwischen positiver und negativer Versorgung (Impedanzwandlerbeschaltung) 4. Ob die Lösung deinem Wechselrichter einfach den Strom zu begrenzen sinnvoll ist wage ich zu bezweifeln. Zum einen verbrätst du einen Haufen Energie in der linearen Stromquelle, ausserdem müsste man erst mal herausfinden ob der Wechselrichter überhaupt stabil arbeiten kann wenn man ihm den Strom begrenzt.
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Udo S. schrieb: > 3. Wenn du einen Doppel-Op benutzt, sollte der ungenutzte nicht > irgendwie frei in der Luft hängen, sonst könnten manchmal lustige Sachen > passieren. > Falls dazu nichts im Datenblatt steht und der OP stabil bei Verstärkung > 1 ist, ist es gut den invertierenden Kanal auf den Ausgang zu legen und > den nichtinvertierenden Eingang auf die Mitte zwischen positiver und > negativer Versorgung (Impedanzwandlerbeschaltung) Richtig. Der 358 (2904) hat da explizit im Datenblatt (ti.com) beschrieben. Aber wer liest schon die Datneblätter(in der nötigen Tiefe) .... ;-)
Pide P. schrieb: > Mit meinen 3,3V und der Verstärkung von 3 und ein Bisschen komme ich ja > auch noch nichtmal in die Nähe der erlaubten 20V GS. Wennn das Stellpoti rumpelt, d.h. kleine Aussetzer auf dem Schleiffeld hat, kann eine kurze Spitze auftreten. Daher kleiner Gatevorwiderstand und Zenerdiode um den Peak abzuschneiden. Der Gatevorwiderstand reduziert auch die Rückwirkungen durch die parasitäre Source-Gate-Kapazität. Es gibt da durchaus lutige Dinge, die mit dieser Kapazität in Reihe mit Induktivitäten in der Last auftreten können. Wobei die bessere Lösung eine simple Begrenzung der Versorgungsspannung des OPV wäre. Benötigt eine ZD, einen Transistor und einen Widerstand. Beitrag "Re: Linearer Spannungsregler mit Zenerdiode und Transistor" Den zweiten OPV im Gehäuse kannst Du elegant für die Strombegrenzung verwenden.
Danke für das Feedback. Udo S. schrieb: > Das funktioniert nicht, weil der Strom durch einen > Mosfet nicht nur von der Gate Spannung abhängt, sondern auch von der > Temperatur des Mosfets. Okay, das kann ich nachvollziehen. Zum Verständnis: Das Problem ist hier nur, dass sich für eine Bestimmte Spannung UGS nicht immer der gleiche ID ergibt. Es ist nicht so, dass es so GAR nicht geht, nur halt nicht sauber. Ist also auch nicht der Grund warum mir der OP um die Ohren fliegt, richtig? Udo S. schrieb: > 2. Du benutzt einen ungeeigneten Mosfet Den IRF540 habe ich gewählt, weil er hier https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht als für den Linearbetrieb geeignet angegeben wird. Habe hier im Forum gelesen, dass International Rectifier für viele MOSFETS die DC Kennlinie die nicht im Datenblatt vorhanden ist nachträglich veröffentlicht hat. Daher habe ich die Angabe in der Tabelle einfach hingenommen, auch wenn der 540 nicht explizit in der Liste von IR drin stand. Abgesehen davon, nochmal: Der MOSFET Teil der Schaltung mit UGS aus dem Labornetzteil funktioniert wunderbar. Udo S. schrieb: > Wenn du einen Doppel-Op benutzt, sollte der ungenutzte nicht > irgendwie frei in der Luft hängen Werde ich beim nächsten Versuch beherzigen.
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MaWin schrieb: > Daran, dass im SOA Diagramm auch eine DC Kurve angegeben ist, nicht nur > eine 10ms Kurve. Ok. Die DC-Kurve gibt ist nur im Datenblatt von 1982 (Seite 352): http://www.bitsavers.org/components/internationalRectifier/1982_International_Rectifier_Hexfet_Databook.pdf Ich hätte ja den "Maximum continuous drain (vs case temperature)" herangezogen. Spricht da was dagegen? Andrew T. schrieb: > Aber wer liest schon die Datenblätter(in der nötigen Tiefe) .... ;-) Immer erst, wenn irgendwas nicht geht. Und selbst dann braucht es manchmal noch mehrere Anläufe, bis man die richtige Stelle gefunden hat.
Pide P. schrieb: >> 2. Du benutzt einen ungeeigneten Mosfet > Den IRF540 habe ich gewählt, weil er hier > https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht als für > den Linearbetrieb geeignet angegeben wird. Der ist für Linearbetrieb einsetzbar, das wusste ich, bevor ich µC-net kennengelernt habe. > Der MOSFET Teil der Schaltung mit UGS aus dem Labornetzteil > funktioniert wunderbar. Wenn Du das Gate schon am Labornetzteil hast, kannst Du ja seine Kennlinie aufnehmen. "funktioniert wunderbar" glaube ich nicht, es gibt am FET keine Gegenkopplung (Widerstand im Source), damit hat der zumindest eine deutlichen Temperaturdrift. Unabhängig davon, wer eine solche Frage stellt: Pide P. schrieb: > Der zweite OP im LM358 ist erstmal nicht beschaltet, ist das ein > Problem? wäre mit einem Anfängerbausatz von Pollin oder einem Kosmos-Kasten besser bedient. Vermutlich schwingt Dein ganzer Rotz, das würde den sterbenden OP erklären.
OK wenn die Last ein Schaltregler ist, kann deine schaltung oszillieren auf der Frequenz des Spannungswandlers. Es kann eine Wirkung über die Miller-Ladung auf den Ausgang deines OP geben. Das machts bissel komplizierter :-) Jedenfalls in diesem Fall mindestens die Versogung des OP gut entkoppeln. Im übrigen dürfte das Mittel der Wahl nicht eine Stromsteuerung sein, sondern eine Spannungssteuerung, um deinem Wandler den Stromhunger im Fall ohne Last abzugewöhnen. Aus meiner Erfahrung ist das mit dem Linearbetrieb aktueller Mosfets nicht so arg schlimm, wenn man nur ein paar wenige (0-4)V vom durchschalten entfernt ist. Meine Festspannungsnetzteile laufen jedenfalls ohne Ausfall. Bei Spannungssteuerung läßt sich das gut erreichen, bei Stromsteuerung eher nich so.
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