Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Abschalt-überschwinger am Mosfet -> Z-Diode zu langsam?


von Michael S. (michatroniker)


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Hi,

kurze Frage:

ich hab eine 12V Batterie, daran eine ca. 100m lange Leitung 
(induktivität!), und dann ein Mosfet-paar in reihe (damit der Strom in 
beide Richtungen geschaltet werden kann). Dahinter kann später mal eine 
Spannungsquelle kommen (deshalb die zwei Mosfets), im Moment wird aber 
einfach mal eine normale 90W/12V Lampe geschaltet.
Wegen der Induktivität der Leitung habe ich zwischen den Mosfets (also 
wo die beiden Sources verbunden sind) eine 14V Z-Diode gegen GND 
eingebaut, die die Spannungsspitzen abfangen soll.

Theoretisch sollte also beim Abschalten der Mosfets der Strom 
weiterfließen wollen und über die parasitäre Diode im ersten Mosfet in 
die Z-Diode zwischen den beiden Mosfets nach GND abfließen. Die Spannung 
sollte also nie über ca. 15V steigen.

Leider funktioniert das bei meinem Testaufbau (mit einer normalen Spule) 
nicht. Die Z-Diode scheint garnichts abzuleiten, die Spannungsspitze 
wird dadurch ziemlich hoch (25V).

Kann es sein, dass die Z-Diode einfach nicht schnell genug ist, um die 
Spitze wegzubügeln?  Das Gate der Mosfets wird über einen 470kOhm 
Widerstand entladen, deshalb geht der Abschaltprozess eigentlich sehr 
langsam vonstatten. Wie schnell ist denn so eine standart Zdiode?

Viele Grüße und danke fürs durchlesen =)

Michael

: Verschoben durch Moderator
von stefan us (Gast)


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Zeichne mal einen Schaltplan dazu

von Mike J. (linuxmint_user)


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> Wie schnell ist denn so eine standart Zdiode?
Standard Zener-Diode

Verwendest du einen Gate-Widerstand?

Kannst du das mal aufzeichnen (mit Eagle oder auf einem Blatt Papier), 
dann können sich die Leute hier auch schneller/besser etwas darunter 
vorstellen.

von Michael S. (michatroniker)


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okay, das machts wohl einfacher ;)

Die 100m Kabel habe ich momentan durch eine Spule ersetzt, zum testen. 
Der ganze Aufbau ist noch deutlich komplizierter, hier nur die für das 
Schaltverhalten wichtigen Bauelemente.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Michael S. schrieb:
> Leider funktioniert das bei meinem Testaufbau (mit einer normalen Spule)
> nicht. Die Z-Diode scheint garnichts abzuleiten, die Spannungsspitze
> wird dadurch ziemlich hoch (25V).
Wie lang ist die Spannungsspitze und zwischen welchen Punkten hast du 
sie gemessen?
Fließen dabei 10A? Wie groß ist die Spule?
Welche Z-Diode und Datenblatt?

Hintergrund der Fragen: Wenn du 10A schnell abschaltest, dann fließt er 
getrieben durch die Spule einfach weiter und muss dann in die Z-Diode. 
Wenn diese zu klein ist, dann steigt die Spannung deutlich an.

> Kann es sein, dass die Z-Diode einfach nicht schnell genug ist, um die
> Spitze wegzubügeln?
Die ist schnell genug.

> Das Gate der Mosfets wird über einen 470kOhm Widerstand entladen,
> deshalb geht der Abschaltprozess eigentlich sehr langsam vonstatten.
Stimmt, daher funktioniert meine Theorie oben nur bei einer sehr großen 
Spule.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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@  Michael S.
Du könntest D15, also die Z-Diode entfernen und stattdessen den 
Induktionsstrom über einer normalen Diode (0.7V Spannungsabfall) in 
einen Kondensator fließen lassen.

Da die Energie wieder aus dem Kondensator raus muss kannst du einen 
Widerstand (zum Schutz der Z-Diode) und eine 13V Z-Diode in Reihe 
geschaltet nutzen um die Spannung des Kondensators zu senken.

Du könntest es z.B. mit einen 1000µF Kondensator probieren.
Wenn du eine 0.5W Z-Diode nutzt muss der Strom entsprechend begrenzt 
werden, also 25V-12V = 13V und 0.5W/13V = 38mA.
R = 13V/0.038A = 342 Ohm

Man könnte es erst mal mit 470 Ohm in Reihe zur Z-Diode testen, 
vielleicht reichen auch 8 Ohm wenn die Spannung nach der Modifikation 
mit dem Kondensator nur noch um 2V ansteigt.

von Thomas (kosmos)


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Wenn eine zu hohe Spannung auftritt solltest du diese ans Gate geben 
welcher aber selber nochmal gegen Überspannen geschützt sein soll. 
Dadurch schaltet der Transistor etwas durch und verhindert einen 
weiteren Anstieg der Überspannung.

von hinz (Gast)


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Michael S. schrieb:
> daran eine ca. 100m lange Leitung
> (induktivität!)

Wieviel Henry hat sie denn? Oder vermutest du das nur?

Und hast du an den Spannungsabfall bei 10A gedacht? Selbst bei 2*10qmm 
sind das schon über 3V.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Mike J. schrieb:
> Du könntest D15, also die Z-Diode entfernen und stattdessen den
> Induktionsstrom über einer normalen Diode (0.7V Spannungsabfall) in
> einen Kondensator fließen lassen.

Wenn man nicht aufpasst, gibt es einen Schwingkreis.


Thomas O. schrieb:
> Wenn eine zu hohe Spannung auftritt solltest du diese ans Gate geben
> welcher aber selber nochmal gegen Überspannen geschützt sein soll.

Gute Idee, geht hier aber nicht, weil es ein P-Mosfet ist.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Wenn man nicht aufpasst, gibt es einen Schwingkreis.

Der Strom wandert durch eine Diode in einen Kondensator und von da über 
einen Widerstand und einer Zener-Diode nach Masse, also bewegt sich der 
Strom nur in eine Richtung und ist stark gedämpft ... vielleicht hätte 
ich es doch aufzeichnen sollen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Mike J. schrieb:
>> Wenn man nicht aufpasst, gibt es einen Schwingkreis.
> Der Strom wandert durch eine Diode in einen Kondensator und von da über
> einen Widerstand und einer Zener-Diode nach Masse,

Stimmt. Mit dem Schaltbild ist es einfacher nachzuvollziehen.

Die nötige Größe kann man wie folgt abschätzen:
Energie in der Spule: 0,1 mH x 10 A x 10 A = 10 mJ

Der Kondensator soll sich um 20 V aufladen, hat dann hinterher 32 V:
10 mJ / ( 20 V )² = 25 µF

Rechnung gerade hergeleitet daher ohne Gewähr.

: Bearbeitet durch User
von Helge A. (besupreme)


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Was ist mit der Rückleitung? Du wirst wohl kaum nur einen Einzelleiter 
gespannt haben, oder?

von Horst H. (horst_h44)


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Die Energie steckt in der Spule und die Zenerdiode sollte an der 
Spule/Leitung gegen Masse ableiten(siehe: 
http://www.ichaus.de/wp8_whitepaper_de ).

Eine Energieeinsparung von Leitungsreflexionen ist hier beschrieben:
http://www.ichaus.de/upload/pdf/ei09_21_green_027.pdf

von Michael S. (michatroniker)


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Hi,

Danke erstmal für all die Antworten. Ich habe die Z-Diode mittlerweile 
gegen eine 3W 18V Zener getauscht (die 14V hatte nur 0,5W).
Mein Überschwinger beim Ausschalten ist dadurch mit ca 23V akzeptabel. 
Ein Problem habe ich nur noch, wenn ein Kurzschluss auftritt. Für diesen 
Fall habe ich nämlich eine Schaltung eingebaut, die das Gate der Mosfets 
über einen 470 Ohm Widerstand entlädt. Dadurch wird die Spannungsspitze 
natürlich deutlich größer.

So komme ich im Moment auf eine Spitze von 40V, die etwa 25us andauert.

Die Modifikation, die Mike J. vorgeschlagen hat, sieht mir sehr gut aus. 
Ist denn ein normaler Elko schnell genug, um innerhalb von ca 10us 
aufgeladen werden zu können?

@ Alexander Schmidt:
Wie kommst du denn auf die 0,1 mH? Ist das ein realistischer Schätzwert 
für die Leitung?

@Helge A.:Der Rückleiter ist überall geerdet, da mache ich mir keine 
Sorgen. Deshalb die Highside-Schaltung.

@hinz: Wenn du mir einen guten Schätzwert für die Induktivität nennen 
kannst, wäre ich dir dankbar. Über den Spannungsabfall bin ich mir im 
klaren.

Ich habe mal gehört, dass Mosfets über der maximalen DS-Spannung wie 
eine Zener wirken. Kann das jemand bestätigen? Dann würde die Spannung 
ja automatisch beschränkt auf die DS-Spannung des hinteren Mosfets.. Der 
kann auch gut Wärme ab.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Michael S. schrieb:
> Ist denn ein normaler Elko schnell genug, um innerhalb von ca 10us
> aufgeladen werden zu können?

Locker. Ich würde mal mit 470 µF und 35 Volt starten. Und am Anfang 
Abstand vom Elko halten.


> @ Alexander Schmidt:
> Wie kommst du denn auf die 0,1 mH? Ist das ein realistischer Schätzwert
> für die Leitung?

Ja, die Größenordnung sollte stimmen. Die Unsicherheit würde ich aber 
mit Faktor 4 angeben. Zur Berechnung siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/Induktivität#Selbstinduktivit.C3.A4ten_einfacher_Stromkreise 
(Zwei parallele Drähte)


> Ich habe mal gehört, dass Mosfets über der maximalen DS-Spannung wie
> eine Zener wirken. Kann das jemand bestätigen?

Ja, der Avalanche-Durchbruch. Dabei ist die Energie allerdings begrenzt, 
siehe Datenblatt. Wenn du nicht genau weißt, welche Energie auf den 
MOSFET zukommt, würde ich das aber lassen.


> Dann würde die Spannung ja automatisch beschränkt auf die DS-Spannung
> des hinteren Mosfets..

Diese Spannung ist höher, als die maximale Sperrspannung und meistens 
nicht genau angegeben. -> Datenblatt


> Der kann auch gut Wärme ab.

Er ist ja schon durch den Strom mit (10A)² * Rdson belastet.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Wenn der Elko zu langsam ist kannst du auch einen Keramik-Kondendsator 
parallel zu dem Elko schalten, je mehr desto besser.

Die Induktivität kannst du aus der Fläche bestimmen welche die Spule 
einschließt.
Du hast zwar nur einen langen Draht, aber der befindet sich in einer 
gewissen Höhe zur Erde und schließt somit eine Fläche ein.

Am einfachsten wäre es das zu testen, ich habe damit auch keine 
Erfahrungen.


Diese U_DS Strecke würde ich nicht nutzen, der MosFET geht dir dabei 
wahrscheinlich mit der Zeit einfach nur kaputt.

von Matthias K. (kannichauch)


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Hallo
Zwei Sachen sind mir unklar.
Wieso soll die Zuleitung zur Batterie oder zur Last eine nennenswerte 
Induktivität haben?
Das hat auch schon jemand anders angedeutet.
Die mosfets, können die überhaupt derartig umgepolt werden?
Was sagt das Datenblatt?
Warum kommt die Spannungsquelle für die Gatespannungen nicht von der 
Batterie als kontinuierliche Quelle?
Und ja, Halbleiter dieser Größenordnung brauchen eine kurze Weile, bis 
sie ganz geschaltet haben. Deswegen können Spannungsspitzen aufgrund von 
Strömen aus Induktivitaeten entstehen.
Diese wuerden auch leicht einen fet zerstören.

Einmal andersrum, was soll das?
Einen Verbraucher kannst Du an die Batterie anschließen, an- und 
abschalten wie es beliebt.
Eine Ladespannung kannst Du mit Diode oder Regler zuführen, 
wahrscheinlich auch, wenn gerade Strom verbraucht wird.

Möchtest Du mit einem Fet die Batterie an und abschalten, dann mach doch 
einfach die innere Rückstromdiode eines einzelnen fets mit einer 
externen Diode staerker.
Eine ganz andere Frage ist, wenn es funktioniert, ob das ganze 
impulsfest genug ist. Spannungsspitzen und Stromspitzen. Ich hoffe, ich 
das jetzt mal richtig verstanden
MfG

von Mike J. (linuxmint_user)


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> Wieso soll die Zuleitung zur Batterie oder zur Last eine nennenswerte
> Induktivität haben?

Du hast ja eine bestimmte Fläche die du im Stromkreis einschließt und 
z.B. bei einer Deckenlampe sind das einige Meter Draht die mehrere 
Quadratmeter Luft einschließen und somit eine gigantische Luftspule 
bildet.

Wenn dir manchmal die Glühlampen kaputt gegangen sind ist das oft beim 
einschalten passiert und dabei ist dann auch noch die Sicherung 
rausgeflogen.

Was passiert hier?
Der Schalter wird geschlossen, es fließt ein etwas höherer 
Einschaltstrom durch den Draht, lädt die Spule auf, der Strom sinkt da 
der Draht jetzt glüht, daraufhin will der Strom durch die Spule aber 
weiter fließen und die Spannung an der Lampe erhöht sich.

Da die Lampe schon durch andere Starts vorgeschädigt ist glüht der 
Glühfaden durch und trennt somit den Stromkreis.

Jetzt kommt das interessante:
Da der Strom durch die Spule weiter fließen will baut sich an dem Ende, 
also in der defekten Glühlampe eine hohe Spannung auf, der Funke springt 
über und erzeugt einen Plasma-kanal durch den ein sehr hoher Strom 
fließt, daraufhin löst die 10A oder 16A Sicherung im Stromkasten aus und 
trennt die Verbindung.


> Die mosfets, können die überhaupt derartig umgepolt werden?
Solch ein P-Kanal MosFET kann ja nur den Strom in einer Richtung 
abschalten und im Datenblatt wird ja gesagt dass die Spannug zwischen 
Drain und Source meinetwegen +30V sein dürfen (bzw. -0.5V wegen der 
Bodydiode).

Das Gate hält z.B. +20V und -20V aus, aber nur bei einer negativen 
Spannung (bei P-Kanal-Typen) von Gate nach Source leitet der MosFET.

Er hängt Source von dem MosFET nun an 12V und setzt Gate auf Masse, 
daher ist U_GS nun -12V und das Ding leitet.


Was ich gerade erst nach deinem Beitrag als Option ansehe:

@ Michael S. (michatroniker)
Du könntest ja an den beiden Gates (zwischen R30 und R31) einen 
Kondensator hinzufügen und den Strom somit etwas langsamer an- und 
abschalten.
Deine beiden MosFETs werden dadurch zwar warm da die länger brauchen um 
den Strom zu schalten ... und bei 12V/10A sind das 120W an maximaler 
Verlustleistung, aber wenn er gut gekühlt ist und es nur eine Sekunde 
dauert um den MosFET voll durch zu schalten sehe ich darin kein Problem.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Matthias K. schrieb:
> Und ja, Halbleiter dieser Größenordnung brauchen eine kurze Weile, bis
> sie ganz geschaltet haben. Deswegen können Spannungsspitzen aufgrund von
> Strömen aus Induktivitaeten entstehen.

Es ist genau umgekehrt. Je schneller der Strom abgeschaltet wird, desto 
größer die Stromänderung, desto größer die Überspannung durch die 
Induktivität.


Mike J. schrieb:
>> Wieso soll die Zuleitung zur Batterie oder zur Last eine nennenswerte
>> Induktivität haben?
> Du hast ja eine bestimmte Fläche die du im Stromkreis einschließt

Korrekt. Je größer diese Fläche, desto größer die Induktivität. Wobei 
ganz genau genommen nicht nur die Fläche zur Induktivität beiträgt, in 
praktischen Anwendungen ist dies meist zu vernachlässigen.


> z.B. bei einer Deckenlampe sind das einige Meter Draht die mehrere
> Quadratmeter Luft einschließen und somit eine gigantische Luftspule
> bildet.

Es sind nicht mehrere Quadratmeter, sondern nur die Fläche zwischen 
Neutralleiter und Phase. Die beiden Adern sind meist nur ein paar 
Millimeter von einander entfernt, daher ist die Fläche nicht so groß. 
Ich schätze mal es sind einige µH.


> Der Schalter wird geschlossen, es fließt ein etwas höherer
> Einschaltstrom durch den Draht,

Dieser Einschaltstrom kann nur erhöht sein, wenn keine nennenswerte 
Induktivität vorhanden ist. Sonst würde der Strom ja langsam steigen. 
Der Strom ist anfangs wegen der Kaltleitereigenschaft des Glühdrahts 
erhöht.


> Da der Strom durch die Spule weiter fließen will baut sich an dem Ende,
> also in der defekten Glühlampe eine hohe Spannung auf, der Funke springt
> über

Ich glaube nicht, dass der Funke nennenswert kleiner wäre, wenn die 
Lampe örtlich direkt am Schalter wäre, bin mir da aber nicht ganz 
sicher.


> und erzeugt einen Plasma-kanal durch den ein sehr hoher Strom
> fließt, daraufhin löst die 10A oder 16A Sicherung im Stromkasten aus und
> trennt die Verbindung.

Stimmt, der Plasmakanal hat einen sehr geringen - wenn nicht sogar 
negativen - Widerstand, wodurch der Strom sehr groß wird.


> ... bei 12V/10A sind das 120W an maximaler
> Verlustleistung, aber wenn er gut gekühlt ist und es nur eine Sekunde
> dauert um den MosFET voll durch zu schalten sehe ich darin kein Problem.

Das sind 120 Joule und das ist für ein Die eine gewaltige Menge 
Energie. Zum Vergleich: Der IRLZ34N (TO220) hält einer Avalanche-Energie 
von 50-200mJ stand, je nach Betriebsbedingungen.

von Matthias K. (kannichauch)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Es ist genau umgekehrt. Je schneller der Strom abgeschaltet wird, desto
> größer die Stromänderung, desto größer die Überspannung durch die
> Induktivität.

Ich dachte an Dioden, welche einen Spannungsstoss ableiten sollen.

von Michael S. (michatroniker)


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Hallo,

Ich hab nochmal eine Weile über die Lösung mit dem Kondensator 
nachgedacht. Irgendwie gefällt mir das nicht so ganz,
erstens weil bei einer unerwartet größeren Induktivität das ganze nicht 
mehr funktioniert.
zweitens weil Elkos altern, eigentlich sollte die Schaltung elko-frei 
sein.

Ich hab nochmal über Thomas O.'s Vorschlag nachgedacht, das Gate der 
Mosfets spannungsgesteuert zu entladen. Wie Alexander Schmidt schrieb, 
geht das nicht so einfach, weil es P-Mosfets sind. Aber was haltet ihr 
von der angehängten Schaltung?

Die Mosfets  werden dadurch natürlich kurz im Linearbetrieb ordentlich 
warm, aber das sind 60A Mosfets, die halten das schonmal kurz aus.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Michael S. schrieb:
>Aber was haltet ihr von der angehängten Schaltung?

Diese Schaltung macht folgendes:
Wenn die Last über den MosFET Q8 abgeschaltet wird und es zu einer 
Spannungsspitze (über 16V) kommt und somit der Strom über die Body-Diode 
des MosFETs Q4 fließt wird das Gate vom MosFET Q8 auf Masse gezogen, 
somit wird die Last wieder kurz angeschaltet und die Spannung kann über 
die Last abfließen.

Ich bin mir nicht sicher ob die Zeit dafür ausreicht, die Z-Diode, der 
Transistor und der MosFET haben eine gewisse Ansprechzeit.


Ein gut dimensionierter Kondensator zwischen Gate und Masse verlangsamt 
das sinken der Gate-Spannung so dass der Strom relativ langsam 
abgeschaltet wird und deshalb gar kein Spannungspeak durch die 
Induktivität entstehen kann.

Der Kondensator kann ein ganz billiger sein, da er nicht warm wird und 
nicht belastet wird hält er wahrscheinlich ewig.

R30 ist in deiner aktuellen Schaltung viel zu klein, mach ihn wieder 
1000 mal größer oder gar auf 2MOhm und als Gate-Kondensator reicht ein 
kleiner 4.7µF Keramik-Kondensator.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Michael S. schrieb:
> Ich hab nochmal über Thomas O.'s Vorschlag nachgedacht, das Gate der
> Mosfets spannungsgesteuert zu entladen.
> uc2.png

Ich vermute, dass die Schaltung nicht funktioniert. Man müsste 
wahrscheinlich eine bessere Regelung bauen. Vielleicht gleich eine echte 
Spannungsregelung mit einem OPV aufbauen, die bei über 16 Volt den 
Mosfet etwas öffnet. Alternativ könnte man einen Parallelregler 
einbauen.

Aber die einfachste Lösung dürfte eine oder mehrere richtig starke 
Z-Dioden (5W) sein, evtl. auch eine 16V-Z-Diode, dann wird der 
Überschwinger kleiner.

: Bearbeitet durch User
von Michael S. (michatroniker)


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Mike J. schrieb:
> Ich bin mir nicht sicher ob die Zeit dafür ausreicht, die Z-Diode, der
> Transistor und der MosFET haben eine gewisse Ansprechzeit.
>
>
> Ein gut dimensionierter Kondensator zwischen Gate und Masse verlangsamt
> das sinken der Gate-Spannung so dass der Strom relativ langsam
> abgeschaltet wird und deshalb gar kein Spannungspeak durch die
> Induktivität entstehen kann.
> R30 ist in deiner aktuellen Schaltung viel zu klein, mach ihn wieder
> 1000 mal größer oder gar auf 2MOhm und als Gate-Kondensator reicht ein
> kleiner 4.7µF Keramik-Kondensator.

Wenn die Mosfets normal ausgeschaltet werden, passiert das auch über 
einen 500kOhm Widerstand. Das Problem ist, dass im Fall eines 
Kurzschlusses das Gate sehr schnell entladen werden soll, das ist 
sozusagen der "Worst Case". Deshalb habe ich diesen Fall gezeichnet, in 
dem das Gate über 470Ohm entladen wird.
NAchdem es bei einem Kurzschluss auch wirklich schnell gehen soll, würde 
mir bei einem Kondensator zwischen Gate und Source wahrscheinlich auch 
alles um die Ohren fliegen.

Du meintest ja, dass meine vorgeschlagene Schaltung vermutlich nicht 
funktioniert, weil die Transistoren etc zu langsam sind. Allerdings sind 
ja schon ein paar µs Zeit, und man könnte die Zeitkonstante ja noch 
verlängern, indem man zwischen die Source der Mosfets und GND einen 10µF 
Kondensator hängt? Was hältst du davon?



> Ich vermute, dass die Schaltung nicht funktioniert. Man müsste
> wahrscheinlich eine bessere Regelung bauen. Vielleicht gleich eine echte
> Spannungsregelung mit einem OPV aufbauen, die bei über 16 Volt den
> Mosfet etwas öffnet. Alternativ könnte man einen Parallelregler
> einbauen.

Glaubst du, dass die Schaltung schwingen würde, oder warum denkst du 
dass es nicht funktioniert? Die Lösung mit den Z-dioden finde ich recht 
unschön, meine 3W Zener ist auch schon durchgebrannt. Und teurer ist das 
auch.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Wenn du schnell abschalten willst, dann kannst du natürlich keine Lösung 
einsetzten, um das Schalten zu verlangsamen. Somit fallen weg:
* Kondensator zwischen Gate und Source
* Deine Idee uc2.png

Michael S. schrieb:
> Die Lösung mit den Z-dioden finde ich recht unschön, meine 3W Zener
> ist auch schon durchgebrannt. Und teurer ist das auch.

Eine 5W Z-Diode kostet 0,30€. Wieviele Stück sollen denn produziert 
werden?

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


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Michael S. schrieb:
> zweitens weil Elkos altern, eigentlich sollte die Schaltung elko-frei
> sein.
Man darf sich dann wohl durchaus fragen, warum in fast jedem Gerät 
solche Bauteile drin sind...

Was ich bei dieser Diskussion hier vermisse, sind Informationen zum 
/Messaufbau/: mit welchem Messgerät wurden die Überschwinger an welchen 
Punkten wie gemessen? Und wie sehen die Überschwinger aus?
Denn schon Alexander Schmidt schrieb:
> Wie lang ist die Spannungsspitze und zwischen welchen Punkten hast du
> sie gemessen?

Mike J. schrieb:
> Wenn dir manchmal die Glühlampen kaputt gegangen sind ...
Diese Erklärung ist zwar hübsch detailliert, aber im Detail irreführend. 
Denn die Lampe geht auch kaputt, wenn die Zuleitung keine Induktivität 
hat: der auslösende Funke bildet sich ab ca. 60V allein einfach so beim 
Abschalten. Und immerhin brennen einige Lampen ganz unspektakulär durch, 
ohne Knall und ohne die Sicherung auszulösen...

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael S. (michatroniker)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Wenn du schnell abschalten willst, dann kannst du natürlich keine Lösung
> einsetzten, um das Schalten zu verlangsamen. Somit fallen weg:
> * Kondensator zwischen Gate und Source
> * Deine Idee uc2.png

die uc2.png verlangsamt den Abschaltvorgang doch eigentlich nur so weit, 
wie es unbedingt nötig ist. Ich werde das wohl kommende Woche einfach 
mal fliegend aufbauen und ausprobieren, ich berichte dann hier ;)


> Eine 5W Z-Diode kostet 0,30€. Wieviele Stück sollen denn produziert
> werden?

Man könnte ja zur Sicherheit noch zusätzlich eine 18V Zener einbauen, 
zumindest anfangs. Es sollen schon ein paar Exemplare werden...

Lothar Miller schrieb:
> Man darf sich dann wohl durchaus fragen, warum in fast jedem Gerät
> solche Bauteile drin sind...
naja, oft geht es eben nicht ohne.


Lothar Miller schrieb:
> Was ich bei dieser Diskussion hier vermisse, sind Informationen zum
> /Messaufbau/: mit welchem Messgerät wurden die Überschwinger an welchen
> Punkten wie gemessen? Und wie sehen die Überschwinger aus?

Im prinzip hatte ich einfach mit einem Oszi mit einem Kanal direkt vor 
dem ersten Mosfet gegen GND gemessen und mit dem zweiten Kanal zwischen 
den beiden Sources. Einen screenshot habe ich gerade nicht hier, und ich 
komme erst mitte der Woche zum weiterbasteln.

von Mike J. (linuxmint_user)


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> Mike J. schrieb:
> Und immerhin brennen einige Lampen ganz unspektakulär durch,
> ohne Knall und ohne die Sicherung auszulösen...

Es kommt darauf an wann du den Schalter betätigst, wenn es genau dann 
ist wenn der Strom null ist gibt es gar keinen Funken.
Im Maximum des Strom-Scheitels ist die Induktionsspannung beim 
abschalten maximal.

@ Michael S.
> die uc2.png verlangsamt den Abschaltvorgang doch eigentlich nur so weit,
> wie es unbedingt nötig ist.

Du musst R31 dann auch noch kleiner machen, ansonsten ist die 
Gate-Spannung zu klein.

Die Funktionsweise deiner Schaltung:
Du schaltest Q10A ab, die Gate-Spannung von Q4 und Q8 sinkt sehr schnell 
und die beiden MosFETs schalten ab.
Jetzt baut sich eine Spannung auf da der Widerstand am Ende der Spule 
unendlich ist.
Wenn diese Spannung höher als ca. 14V ist wird T1 leitend und entlädt 
die Gate-Kapazität von Q4 und Q8.
Jetzt ist die Leitung wieder offen und es fließt wieder ein Strom.

Wie lange der Strom fließt hängt von R30 und den Gate-Kapazitäten von Q4 
und Q8 ab. Unter gewissen Umständen könnte die Schaltung schwingen.

Im Anhang ist noch eine Möglichkeit die den Strom etwas langsamer 
abschaltet, wenn der Spannungspeak recht klein ist kannst du auch den 
4.7µF Kondensator etwas kleiner machen um die Zeit Abschaltzeit (ca. 0.2 
Sekunden) zu verkürzen.

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


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Michael S. schrieb:
> gegen GND gemessen
Und wo genau war dieser GND.

Hintergrund meiner Frage sind mögliche Artefakte aus dem Kapitel "Wer 
misst misst Mist!"

von Michael S. (michatroniker)


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Hallo,

ich habe heute die Schaltung uc2.png mit einem zusätzlichen Elko (200µ) 
zwischen den Sources und GND aufgebaut. Es funktioniert viel besser als 
ich dachte - die Spannung steigt an, ist dann wie bei einer Zenerdiode 
glattgebügelt bei ca 15V (Mosfet im Linearbetrieb) und sinkt dann ab. 
Keine Überschwinger, kein zu langsames abschalten. richtig gut.
Wenn ich einen kleineren Kondensator (56µ) und einen kleineren 
Widerstand (500 Ohm) verwende, schwingt das ganze leicht, wird aber 
nicht instabil. Ich werde wohl ca 800Ohm und 100µ verwenden. Als 
Transistor hatte ich einen BC547.

Damit ist das Problem also gelöst. Vielen Dank an alle, die sich 
beteiligt und ihre Tipps gegeben haben!

Michael

von Mike J. (linuxmint_user)


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Michael S. schrieb:
> Damit ist das Problem also gelöst. Vielen Dank an alle, die sich
> beteiligt und ihre Tipps gegeben haben!

Dank dir dass du uns eine Rückmeldung gibst.
Viele lassen einfach nichts mehr von sich hören wenn es funktioniert hat 
und für andere interessierte Leser ist der Tread ohne ein Ergebnis dann 
sinnlos.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Ebenso ein Danke für die Rückmeldung.

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