IRF7416 raucht ab

[Thomas (Gast)]

Hallo zusammen,

ich benötige mal Euer Schwarmwissen. Ich habe eine Schaltung mit dem 
IRF7416 Mosfet bei dem dieser immer mal wieder vereinzelt abraucht. 
Angeschlossen wird an diesem eine Heizpatrone mit 24V/150W.

Vielleicht hab ich einfach irgendetwas übersehen - bin momentan aber 
echt ratlos woran es liegen könnte.

Anbei das Schaltbild.

Für jegliche Hilfe/Anregung wär ich sehr dankbar.

VG Thomas

[hinz (Gast)]

Die großen Gatewiderstände bewirken langsames schalten, da wirst du wohl 
schon ausserhalb der SOA sein. Mach die mal deutlich kleiner.

[Helmut S. (helmuts)]

hinz schrieb:
> Die großen Gatewiderstände bewirken langsames schalten, da wirst du wohl
> schon ausserhalb der SOA sein. Mach die mal deutlich kleiner.

Deutlich heißt mindestens Faktor 100 kleiner.
Beachte die dabei sich ergebende Verlustleistung in den Widerständen.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Wie hoch ist die Schaltfrequenz?

Wenn die Heizung nur alle paar Sekunden ein- und wieder ausgeschaltet 
wird, also einfache Zweipunktregelung ohne PWM-Steuerung, dann mag das 
so gehen - aber die Gate-Widerstände müssen kleiner, wie schon angemerkt 
wurde.

Kalkulier mit 16V Gate-Spannung anstelle 12V, je nach FET bringt Dir das 
einen besseren Rds(on) in den Leitphasen und die Flanken beim 
Einschalten werden auch etwas steiler.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Thomas schrieb:
> Ich habe eine Schaltung mit dem
> IRF7416 Mosfet bei dem dieser immer mal wieder vereinzelt abraucht.
> Angeschlossen wird an diesem eine Heizpatrone mit 24V/150W.

Das sind rein rechnerisch 6.25A. Das ist verdammt knapp an den erlaubten 
7.1A aus dem Datenblatt. Der MOSFET hat hoffentlich genug Kupfer an 
seinen Pins, um die Wärme abzuleiten? Und das Heizelement hat auch nicht 
zufällig PTC-Charakteristik und nimmt kalt noch mehr Strom auf?

> Vielleicht hab ich einfach irgendetwas übersehen - bin momentan aber
> echt ratlos woran es liegen könnte.

Wie bereits gesagt ist die Widerstandsbeschaltung rund um das Gate 
verdächtig hochohmig. Besonders beim Ausschalten wird das Gate nur über 
den 100K Widerling entladen. Die Zeitkonstante liegt bei ~200µs. Je 
nachdem, wie oft du schaltest, handelst du dir ordentlich Schaltverluste 
ein. Bei 1Hz PWM mag das noch gehen. Aber schon bei 100Hz ist der MOSFET 
für 2% der Zeit im linearen Bereich mit einer deutlich höheren 
Verlustleistung als den ca. 0.8W, die er durchgeschaltet schon hat.

[Mani W. (e-doc)]

Ich würde da R8 1K und R9 470R wählen, dann geht das sicher
problemlos...

R10 eventuell auch kleiner ansetzen...

[Wolfgang (Gast)]

Mani W. schrieb:
> Ich würde da R8 1K und R9 470R wählen, ...

Aber keine 1/8W Winzlinge ...

[MiWi (Gast)]

Thomas schrieb:
> Hallo zusammen,
>
>
> Vielleicht hab ich einfach irgendetwas übersehen - bin momentan aber
> echt ratlos woran es liegen könnte.


Du hast da vieles übersehen...



> Anbei das Schaltbild.
>
> Für jegliche Hilfe/Anregung wär ich sehr dankbar.
>
> VG Thomas



Abgesehen von den eh schon vorhandenen Ratschlägen das ganze 
niederohmiter zu machen - die GS Spannung ist relativ hoch, liegt so bei 
16V. Das paßt nur dann wenn die 24V nie und nimmer mehr werden.


150W bei 24V brauchen 6,25A. 10% Widerstands- oder Spannungstoleranz und 
Du bist bei 6,9A - und das ist verdammt nah an den 7,1A abs. max. @ 
70°C. iaW: das Ding rennt Dir vermutlich selbst ohne PWM thermisch davon 
wenn es anfängt warm zu werden.


Was aus dem Schaltbild auch nicht klar ist: Wie sieht der Aufbau aus? 
Wenn die 6,3A abgeschalten werden will der Strom noch fließen und wenn 
bei dem FET kein C ist dann passiert am S vom P-FET genau das warum man 
Freilaufdioden bei Relais verwendet: die Spannung steigt ein bischen. 
Und je nach Verkabelung kann das bischen auch viel sein.

Der Varistor gehört übrigens aus dem genannten Grund auf die andere 
Seite vom FET, dort wo der sitzt muß eine Freilaufdiode hin, denn diese 
Heizpatrone hat auch ein L und das macht dann schöne neg. 
Spannungsspitzen am D vom PFET... bei 24V ist also auch die 
Spannungsfestigkeit vom FET gefordert. Der Varistor hat übrigens mit 31V 
deutlich zu viel Spannung bei dem 30V-FET, denn wenn der an dieser 
Position im Schaltplan leiten anfängt beträgt die Spannung -31V 
gegenüber GND - und damit 55V über dem FET. Nicht gut.


mM nach ist das alles ohne wesenltiche Ahnung zusammengeschustert und 
dann klescht es halt wenn die Toleranzen nur ein bischen zu sehr 
angetastet werden.

Abgesehen davon macht man eine vernünftige P-Fet Ansteuerung mit einem 
Emitterwiderstand beim NPN, beschaltet also den NPN als Stromquelle und 
kann damit den GS-Widerstand deutlich niederohmiger auslegen - und hat - 
wenn richtig dimensioniert - keine Probleme mit einer schwankenden 
Eingangsspannung - solange der NPN ausreichend Spannungsfest ist.

[2 Cent (Gast)]

Auch dies noch: Die Gegend "Heating Cartridge" ist mit seinen simplem 
10k gegen die Basis des NPN in Emitterschaltung recht Empfindlich gegen 
Einstreuungen. Blosses dranhalten einen Fingers führt wahrscheinlich 
ebenfalls zum abrauchen des Mosfets.

Alles zusammen: ein Lösungsansatz mit dem NPN in Basisschaltung, muss 
halt passend umdimensioniert werden:
Beitrag "Re: P-Mosfet/Transistor Schaltung - verstehe die Werte nicht."