Durchbrennen von Mosfets

[Duracell (Gast)]

Hallo zusammen,
wodurch kann es eigtl. entstehen, dass Mosfets die einen Motor mit einer 
PWM ansteuern durchbrennen?

Was ich weiß ist:
-Zu viel Wärme.
   Aufgrund zu langsamer Umladezeite;
   zu kleiner Kühlkörper;
   ???

- Zu Viel Strom
  fehlende Freilaufdionde am Motor
  Mosfet zu klein dimensioniert, bzw. zu wenig parallel geschalten
  ???

- Zu hohe Spannung
  ???

- ???

Das heißt meineserachtens,

  Mosefttreiber
+ großer Kühlkörper
+ Freilaufdiode am Motor
+ Mosfets angemessen dimensionieren (Dauerstrom mal 10)
+ Strombegrenzung über die PWM (PWM runterfahren wenn Strom zu hoch)
-------------------------------------------------------------------
= Mosfets bleiben ganz

Ist dass Richtig so, oder was hat noch einflüsse auf die Mosfet 
Lebensdauer?

Gruß Duracell

[speedy (Gast)]

Maximale Schaltfrequenz des FETs bei der PWM beachten, ansonsten ist 
deine Liste schon ganz gut...

[ArnoR (Gast)]

> Das heißt meineserachtens,
>   Mosefttreiber
...
> = Mosfets bleiben ganz

> Ist dass Richtig so, oder was hat noch einflüsse auf die Mosfet
> Lebensdauer?

Geht doch viel einfacher, genauer und effektiver: Das SOA-Diagramm, und 
von den Kurven immer etwas Abstand halten.

[Jonathan S. (joni-st)]

Duracell schrieb:
> Was ich weiß ist:
> -Zu viel Wärme.
>    Aufgrund zu langsamer Umladezeite;
>    zu kleiner Kühlkörper;
> - Zu Viel Strom
> - Zu hohe Spannung


MOSFETs sterben meistens durch Hitze (oder Gate-Durchbruch). Bei zu viel 
Strom entsteht zu viel Hitze. Bei zu viel Spannung kommt es zum 
Avalanche-Durchbruch, welcher den MOSFET an sich noch nicht umbringt, 
aber durch den Stromfluss bei hoher Spannung gibt es viel Verlustwärme 
und der MOSFET überhitzt. Bei zu hoher Schaltfrequenz oder zu geringer 
Schaltgeschwindigkeit gibt es wieder Strom bei hoher Spannung, dadurch 
viel Verlustwärme und der MOSFET überhitzt auch.

MOSFETs sind meiner Meinung nach ziemlich robust, man kann sie fast nur 
durch Überhitzung oder Überspannung am Gate zerstören.


Gruß
Jonathan

[Michael B. (laberkopp)]

> Ist dass Richtig so

Du hast die wichtigen Ausfallgründe erwähnt.

> oder was hat noch einflüsse auf die Mosfet Lebensdauer?

Dine Punkte führen zum sofortigen Ausfall, falls überschritten.

Auf Dauer wirken noch andere Dinge:
Temperaturzyklen, Feuchte in der Umgebung, Defekte an
externen Bauteilen die als Schutz dienen sollten,
bzw. Alterung des Motors und damit dessen Kenndaten,
wie Kollektorfunkenfeuer.


Aber der Hauptgrund, warum MOSFETs wohl kaputt gehen,
ist eine Überschreitung des Stroms, denn man muß bei
Motoren mit dem Anlaufstrom=Blockierstrom rechnen und
nicht mit dem mittleren Betriebsstrom.

[hinz (Gast)]

Duracell schrieb:
> + Freilaufdiode am Motor

Am Schalttransistor! Aber natürlich parallel zum Motor.

[Michael B. (laberkopp)]

Am Motor ist besser wenn man die Entstörwirkung maximieren will,
die Restleitung zum Transistor hat zwar auch Induktivität und führt 
damit zu einer Spannungsüberhöhung, aber in sehr geringem Umfang.

[Sven P. (Gast)]

Insbesondere bei tiefen Trench-FET kann man schnell Wärmenester im 
Silizium produzieren. Bei kleinen Gatespannungen haben die nämlich hin 
und wieder einen positiven Temperaturkoeffizienten für den Drainstrom, 
sodass heiße Siliziumbereiche noch mehr Strom abkriegen und dadurch noch 
heißer werden...

Daher lieber schnell schalten.

[hinz (Gast)]

Michael Bertrandt schrieb:
> Am Motor ist besser wenn man die Entstörwirkung maximieren will,

Ganz das Gegenteil!

[Simon K. (simon)]

Duracell schrieb:
> + Mosfets angemessen dimensionieren (Dauerstrom mal 10)

Wer hat dir denn sowas erzählt? Für eine Last mit 5A Dauerstrom bei 100V 
Sperrspannung willst du also einen 50A/100V Monster nehmen?

Es ist eher so: Man überlegt sich, wie gut man kühlen will, schaut sich 
den ohmschen Widerstand an und denkt dann stark nach, ob die 
resultierende Temperatur noch in den sicheren Arbeitsbedingungen (+ 
Reserve) des MOSFETs liegt.

EDIT: Ach so, da es anscheinend um Motoren geht: Viel wichtiger ist es, 
den Blockierstrom zu beachten. Weil der nämlich wirklich wesentlich 
höher als der Strom im normalen Betrieb sein kann!

EDIT2: Aber ansonsten sind MOSFETs tatsächlich robuster als z.B. BJTs. 
Der Avalanche Durchbruch kann Spannungs-Spikes mit wenig Energie 
beispielsweise auffressen, wohingegen BJTs bei sowas schnell 
durchbrechen. Oft haben MOSFETs auch eine höhere max. 
Junction-Temperatur als BJTs, soweit ich weiß. Die Verluste im 
eingeschalteten Zustand sind dabei in der Regel bei MOSFETs geringer.