Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik kurzschlußfester MOSFET ?


von Ron (Gast)


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... gibt es sowas überhaupt oder ist das konstruktionsbedingt unmöglich?

Hintergrund: ich wollte über eine µC-Schaltung (5V Gatespannung) einen 
LED-Strip ansteuern und hatte dazu den IRLZ34N verwendet, der aufgrund 
seiner Daten und auch preislich für meinen Einsatzzweck eigentlich ganz 
gut passt. Leider war auf dem Strip ein Kurzschluß drauf, was den MOSFET 
sofort gekillt hat (der wird nun extrem heiss und schaltet nicht mehr 
durch).

Daher meine Frage, ob man das nicht irgendwie "robuster" bauen könnte. 
Eigentlich hat das verwendete Netzteil (24V, liefert glaube ich max. 
12A) eine Kurzschlußerkennung und sollte sich in so einem Fall 
abschalten, was es aber nicht getan hat. Der IRLZ34N kann ja eigentlich 
bis zu 30A auf der Minusseite schalten und mir ist schon klar, dass er 
dies in der "Verbraucherrolle" dann wohl eher nicht aushält, aber gibts 
vielleicht einen MOSFET, der das (zumindest kurzzeitig) abkann ?

Ich würde mich freuen, wenn jemand eine Empfehlung diesbezüglich hätte. 
Ich suche natürlich auch gern selbst in den Datenblättern, sofern ich 
wüsste, auf welche Angaben ich dabei achten muss.

Gruß + Dank
Ron

von Easylife (Gast)


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Für soetwas wurden mal Schmelzsicherungen erfunden.

von Max H. (hartl192)


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Wenn das Netzteil wirklich nur 12A liefert, sollte der IRLZ34N das 
aushalten.
P=I²*R=(12A)²*0.035Ω=5W Die 5W wollen aber irgendwie vom Chip weg --> 
Kühlen.
Oder du Trennst Stromkreis mit einer Schmelzsicherung, bevor zu viel 
Energie in Mosfet umgesetzt wurde.

: Bearbeitet durch User
von Sepp (Gast)


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Bedenke: Das RDson erhöht (bis zum verdoppeln und mehr) sich bei hohen 
Temperaturen!

von Ingo (Gast)


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Max H. schrieb:
> Wenn das Netzteil wirklich nur 12A liefer, sollte der IRLZ34N das
> aushalten.
Das Dumme ist, dass der Ausgangskondensator des Netzteils kurzzeitig 
riesige Ströme liefert... Fopp

von Floh (Gast)


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Es gibt genügend "intelligente Leistungsschalter" von unterschiedlichen 
Herstellern unter tollen Namen wie PROFET, SMARTFET, ...
Diese Teile limitieren meist den Strom und schalten bei einer 
Überschreitung der zulässigen Bauteiltemperatur ab.

von Uwe (Gast)


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Oder mit Shunt Operationsverstärker und Komperator ne Strombegrenzung 
einbauen die schnell genug ist das der FET nicht abraucht.

von Elektrobratze (Gast)


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Ingo schrieb:

> Max H. schrieb:
>> Wenn das Netzteil wirklich nur 12A liefer, sollte der IRLZ34N das
>> aushalten.
> Das Dumme ist, dass der Ausgangskondensator des Netzteils kurzzeitig
> riesige Ströme liefert... Fopp

Ein gutes Netzteil mit einstellbarer Strombegrenzung sollte mitnichten 
einen Ausgangselko direkt an den Klemmen haben. Manche Bastler schalten 
da gutmütig noch einen extern dran. Das ist natürlich dann der Tod der 
angeschlossenen Schaltung.

von Paul Baumann (Gast)


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Floh schrub:
>Es gibt genügend "intelligente Leistungsschalter" von unterschiedlichen
>Herstellern unter tollen Namen wie PROFET, SMARTFET, ...

Was es geben müßte, wäre ein WÄRMELEIT-FETT, der gleich vom Hersteller 
mit Wärmeleitpaste eingeschmiert ist.
;-)

MfG Paul

von Dorian (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Floh schrub:
>>Es gibt genügend "intelligente Leistungsschalter" von unterschiedlichen
>>Herstellern unter tollen Namen wie PROFET, SMARTFET, ...
>
> Was es geben müßte, wäre ein WÄRMELEIT-FETT, der gleich vom Hersteller
> mit Wärmeleitpaste eingeschmiert ist.
> ;-)
>
> MfG Paul

Was soll denn dieser blöde "Beitrag"?

von FHMensch (Gast)


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Dorian schrieb:
> Was soll denn dieser blöde "Beitrag"?

Das ist Paul... Lass ihn einfach, da kommt er vielleicht sogar noch mit 
einem Gedicht.

von Test (Gast)


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Am einfachsten ist es eine polyfuse zu verwenden. Die limitiert zum 
einen den kurzschlussstrom, zum anderen schaltet die dann auch 
kurzzeitig ab.

von Erkenntnis (Gast)


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Dorian schrieb:
> Was soll denn dieser blöde "Beitrag"?

Das ist ein codiertes Verfahren, um humorlose Leute wie dich zu 
entlarven.

  ;-D

von Paul Baumann (Gast)


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Dorian frog:
>Was soll denn dieser blöde "Beitrag"?

Willst Du wirklich eine ehrliche Antwort darauf? Das kann ich mir nicht 
vorstellen.
;-)
MfG Paul

von Ron (Gast)


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Ich glaube, wir kommen gerade etwas vom Thema ab, wobei ich ja 
eigentlich schon sowas wie einen WÄRMELEIT-FET bräuchte ;)

...

Also an eine Sicherung hatte ich auch schon gedacht, aber eigentlich 
würde es sich ja viel eher anbieten, wenn man den Kurzschluß einfach an 
die Spannungsquelle "weiterreicht" und diese dann mit Abschaltung 
reagiert.

MOSFET mit Temperaturabschaltung wäre natürlich auch eine Idee; 
eigentlich wäre es mir am liebsten, wenn ich wirklich nur den IRLZ34N 
gegen einen anderen MOSFET austauschen bräuchte. Der sollte eben 
ungefähr die gleichen oder bessere Werte haben (max.50-70V/20-30A, 
niedrige Ugs(th) für 5V Logic Level) aber eben nicht den Hitzetod beim 
Kurzschluß sterben.

von henning (Gast)


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Easylife schrieb:
> Für soetwas wurden mal Schmelzsicherungen erfunden.

Mit dem Fet kann man die Sicherung wunderbar schützen. Der Fet ist viel 
schneller kaputt, als die Sicherung. Alles mit "Fuse" ist zu langsam. 
Hier braucht es eine elektronische Lösung.

von Udo S. (urschmitt)


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Ron schrieb:
> Also an eine Sicherung hatte ich auch schon gedacht, aber eigentlich
> würde es sich ja viel eher anbieten, wenn man den Kurzschluß einfach an
> die Spannungsquelle "weiterreicht" und diese dann mit Abschaltung
> reagiert.

Man kann einen Kurzschluss nicht weiterreichen. der Strom der durch den 
Mosfet fliesst, der fliesst auch aus der Spannungsquelle raus.
Und wenn die begrenzt dann funktioniert das auch.

von MaWin (Gast)


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Ron schrieb:
> gibt es sowas überhaupt

Ja, beispielsweise BUK101-50GL (LogicLevel 50V 24A).

von 6A66 (Gast)


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Test schrieb:
> Am einfachsten ist es eine polyfuse zu verwenden. Die limitiert zum
> einen den kurzschlussstrom, zum anderen schaltet die dann auch
> kurzzeitig ab.

Diese polyfuse als auch

Easylife schrieb:
> Für soetwas wurden mal Schmelzsicherungen erfunden.

haben leider eine Ansprechzeit je nach Ausführung und Dimnesionierung im 
Sekundenbereich. Die sollten daher nicht unbedingt schützen.
Bei 24V am Besten intelligente High-Side Switches mit 
Lastbegrenzung/Abwurf. Die gehen dann dauerhaft in den PWM-Modus und 
geben auch noch einen Status dazu ab.

rgds

von Soul E. (Gast)


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Wenn Du einen Ausgang hast, der im Betrieb regelmässig kurzschlussfest 
sein soll, dann nimm einen kurzschlußfesten Highside-Treiber. VND810, 
VND5E160, BTS611L2, etc. Der hat auch einen Diagnose-Ausgang, über den 
er den Fehler an Deinen Controller melden kann, damit dieser den Ausgang 
abschaltet.

Eine Sicherung verhindert ebenfalls einen Wohnungsbrand, muss aber nach 
dem Auslösen getauscht werden.

von Arsenico (Gast)


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Wenn es keinen gibt , dann macht man Einen.
R zwischen Source und Ground.Spannungsabfall daran auswerten
und abschalten.

von Tany (Gast)


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Arsenico schrieb:
> dann macht man Einen.
> R zwischen Source und Ground.Spannungsabfall daran auswerten
> und abschalten.

So macht man das. Für kleineren Strom reicht zusätzlich ein npn 
Transistor, sonst OPV.

von Christopher L. (lokmannz)


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Hallo!

Schau mal beim Datenblatt des IRLZ34N auf die Seite 4 & Fig 8. Maximum 
Safe Operating Area!

Hier sieht man wie lange es dein FET bei einer bestimmten 
Drain-Souce-Spannung und bei einem bestimmt Idrain aushält.
24V mit 12A hält er „nur“ 1ms aus. Dauerhafter Betrieb ist hier gar 
nicht angegeben das wären aber sicher nur ein paar mA.

Hier paar links:
Oder Suche nach Smart High Side Switch oder Smart LOW Side Switch.
Wie oben von soul eye erwähnt.

Achte auch hier im Datenblatt auf die Maximum Safe Operating Area!

http://www.fujielectric.com/company/tech_archives/pdf/44-01/FER-44-01-016-1998.pdf

https://www.btipnow.com/library/white_papers/HITFETs-%20Smart,%20Protected%20MOSFETs%20-%20Application%20Note.pdf

http://www.infineon.com/cms/de/product/power/smart-low-side-and-high-side-switches/smart-high-side-switch-profet-tm/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab69e2d40357

von Uwe .. (uwegw)


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Ron schrieb:

>
> Also an eine Sicherung hatte ich auch schon gedacht, aber eigentlich
> würde es sich ja viel eher anbieten, wenn man den Kurzschluß einfach an
> die Spannungsquelle "weiterreicht" und diese dann mit Abschaltung
> reagiert.
>

Das gibt es schon, nennt sich Crowbar...

von Ron (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ron schrieb:
>> gibt es sowas überhaupt
>
> Ja, beispielsweise BUK101-50GL (LogicLevel 50V 24A).

Danke für den Tipp, MaWin! Speziell der BUK101-50GL scheint zwar 
"outdated" / nicht mehr lieferbar zu sein, aber ich habe zumindest einen 
Ansatz und finde vielleicht einen Nachfolger ...

soul eye schrieb:
> Wenn Du einen Ausgang hast, der im Betrieb regelmässig
> kurzschlussfest
> sein soll, dann nimm einen kurzschlußfesten Highside-Treiber [...]
Arsenico schrieb:
> Wenn es keinen gibt , dann macht man Einen.
> R zwischen Source und Ground.Spannungsabfall daran auswerten
> und abschalten.

@soul eye und Arsenico : das sind auch gute Ideen, aber ich bin eher ein 
Hobbybastler und würde deshalb wahrscheinlich eh nur Murks konstruieren. 
Ich wollte auch eigentlich (wenn das geht) nur eine einfache Lösung 
sprich nach Möglichkeit nur Bauteil A mit Bauteil B austauschen...

Christopher Loidl schrieb:
>
> Schau mal beim Datenblatt des IRLZ34N auf die Seite 4 & Fig 8. Maximum
> Safe Operating Area!
>
> Hier sieht man wie lange es dein FET bei einer bestimmten
> Drain-Souce-Spannung und bei einem bestimmt Idrain aushält.
> 24V mit 12A hält er „nur“ 1ms aus. Dauerhafter Betrieb ist hier gar
> nicht angegeben das wären aber sicher nur ein paar mA.
>
> Hier paar links:
> Oder Suche nach Smart High Side Switch oder Smart LOW Side Switch.
> Wie oben von soul eye erwähnt.
>
> Achte auch hier im Datenblatt auf die Maximum Safe Operating Area!
>

Sehr nice, vielen Dank für den Tipp! "Safe Operating Area" ist scheinbar 
genau die Angabe, die ich benötige (und selbst nicht gefunden habe). 
Damit habe ich zumindest schonmal einen Ansatz, wonach ich suchen kann.

Falls jemand noch einen konkreten Tipp für einen bestimmten MOSFET hat, 
freue ich mich natürlich auch weiterhin darüber, aber so habe ich 
zumindest erstmal einen Ansatzpunkt und bin was dieses Problem betrifft 
nicht mehr ganz so unwissend wie am Thread-Anfang ;)

Wirklich ein tolles Forum hier, vielen Dank an alle !

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