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Thema: Verständnisfrage oder Problem: P-FET Rechtecksignal an Gate, dahinter "verschwunden"

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Verständnisfrage oder Problem: P-FET Rechtecksignal an Gate, dahinter "verschwunden"

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    Mahlzeit in die Runde!
    Ich hab ein fieses Problem, dass ich mir nicht erklären kann:
    PWM , ca 150Hz , Taktverhältnis 50%.
    Rechtecksignal kommt aus NE555
    Ansteuerung N-FET funktioniert, bei P-FET verschwindet mein Rechtecksignal auf magische Weise:
    Ich kann mit dem Oszi das Rechteck vom NE555
    -über BC338/BC328 als Treiber
    -direkt über 100Ohm ans Gate
    -mit einem N-Fet als Low-Treiber
    Das Rechtecksignal bis zum P-FET verfolgen, am Gate kann ich das Signal noch messen, aber am Lastpin des P-FETs ist das Signal weg, und ich habe plötzlich 100% Einschaltdauer.

    Als Last verwende ich einen 24V/2,7A (Inenn) Gleichstrommotor,
    der mit 14V betrieben wird und frei läut.

    Über die Schaltung soll später ein 250W Kühlerlüfter angesteuert werden.

    Ich habe schon vermutet, dass evtl mein Taktsignal zu Leistungsschwach ist, und das Gate nicht schnell genug umladen kann, bei 150Hz reicht ja aber normalerweise sogar ein 1k Widerstand noch zum sauberen durchschalten..

    Um den NE555 zu entlasten, habe ich eine Treiberstufe mit bc338/bc328 verwendet.
    Die Schaltung invertierend/nicht invertierend ist dabei bei 50% fester Einschaltdauer egal.

    Als NE555 Schaltung kommt exakt folgende zum Einsatz:
    http://www.roboternetz.de/community/...1&d=1302354752
    (Nachher drumrum natürlich Schutzbeschaltung,Glättung etc,
    der Teil tut aber auch soweit problemlos).

    Los geht das Problem, wenn ich das Signal auf meinen gewünschten P-FET ausgebe:
    IRF4905

    http://www.roboternetz.de/community/...1&d=1302355478

    Richtig rum eingebaut ist der P-FET ( evtl falschrum eingezeichnet),
    wenn ich das Gate von hand auf plus lege schaltet er ab, auf gnd schaltet er ein.
    Source an 14V , Drain an Motor: Gate an 14V =Aus, Gate an Gnd =Ein

    ############

    Weil ich mal was anders probieren wollte, habe ich mir dazu alternativ noch einen BTS555 bei Reichelt gegönnt. Der hat zwar recht lange Ein-Ausschaltzeiten (600µS + 200µS),
    aufgerundet also 0,001 Sekunden Schaltzeit, reicht aber für die 150Hz auch noch.
    (und hat sicherheitsfunktionen drin)

    Wenn ich von meiner einfachen NE555 Schaltung aber nun auf das Gate vom IRF4905 oder vom BTS555 (Signalpin auf gnd = ein), verschwindet in beiden Fällen das PWM signal von davor nach dahinter.

    Mit einer alten NE555 & N-FET Schaltung von mir funktioniert immerhin das antakten des BTS555 nach GND (da habe ich den irf4905 nicht getestet), ich weiß aber elektronisch keinen Unterschied zwischen meinem alten Aufbau und dem neuen.

    Das ganze soll hinterher entstört+verlustarm im Auto meinem Kühlerlüfter eine Sommer-Stau-Lüftervorstufe verpassen, weil mein Kühler nur eine hat. (Ich warte im Hochsommer immer darauf, dass die Vollepullestufe mal nichtmehr anspringt...).
    Da der Lüftermotor in der Hauptstufe über ein Relais nach Plus geschaltet wird und die Sicherung im Masse-Strang sitzt, will/muss ich den Motor mit einem P-FET antakten.

    Bordelektronik/Steuergerät hat mein Auto nicht (Vergaser), das einzig elektrische für den Motorlauf ist Zündung und Spritventil.


    Das Antakten des BTS555 zum Kühlerlüfter hin funktioniert
    (ohne spürbare Erwärmung,Freilaufdiode leicht),ich weiß aber einfach nicht, warums im Nachbau nicht klappt:
    Aufbau:
    Steuerung: NE555 auf N-FET (irl3803) (Frequenz variiert etwas)
    Lastteil BTS555: das Signalpin des BTS555 wird durch den N-FET direkt auf gnd getaktet.
    Video:



    KANN ES SEIN:
    Dass die Induktivität des 24V Motors irgendwie den P-FEt stört, so dass eben der Strom "irgendwie" weiterfliesst? Irgendwelche Ideen, oder hoffentlich irgend ein saublöder Denkfehler meinerseits??


    Vielen Dank fürs lesen!


    edit: IFR4905 nicht IRF4905
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken NE555_PWM.JPG   PWM_auf_IRF4905.jpg   PWM_auf_BTS555.JPG  
    Geändert von PsiQ (09.04.2011 um 15:49 Uhr) Grund: IFf4905 falschrum eingezeichnet in Schaltplan
    GrußundTschüß \/
    ~Jürgen

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo PsiQ!

    Beim Schalten jedes (MOS)FET's zählt nur die Ugs Spannung.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Richtig rum eingebaut ist der P-FET ( evtl falschrum eingezeichnet),
    wenn ich das Gate von hand auf plus lege schaltet er ab, auf gnd schaltet er ein.
    Source an 14V , Drain an Motor: Gate an 14V =Aus, Gate an Gnd =Ein
    Wenn das soweit funktioniert, dann liegt der Verdacht nahe, dass beim Ausschalten das Gate nicht positiv genug wird. Nachdem Du einen Oszi zur Hand hast, kannst Du mal messen, welche definitiven UGS Pegel bei Deiner Ansteuerung vorliegen.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Die Spannung die ich direkt am Gate des PFETs messe ist wie gesagt ein schönes rechteck, mit sehr geringem unterschied zu +14V und gnd
    (leider ist das oszi alt und pixelig,aber es tut).
    Das signal liegt auch direkt am ne555 pin und am gate (hinter einem strombegrenzungswiderstand) optisch nicht unterschedbar an.


    Ich steck das mal eben zusammen und poste ein bild vom oszi, moment....
    GrußundTschüß \/
    ~Jürgen

  5. #5
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    Zitat Zitat von PICture Beitrag anzeigen
    Hallo PsiQ!

    Beim Schalten jedes (MOS)FET's zählt nur die Ugs Spannung.
    Ja und wenn der durchgeschaltet ist und Strom durch den Motor fliest, fällt über dem Motor beinahe die volle Versorgung ab. Dann liegt auch S an diesem Potential.....Das kann zu Schaltfehlern führen. Besser + > Motor > Fed > GND dann hat man "klare" Pegel Am Fed.

    Gruß Richard

  6. #6
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    So. also. Leider kapier ich bei dem ding nicht so ganz die Anzeigeeinteilung, weil sich z.B: nichts mehr ändert, ob ich nun 0,1V 0,2V oder 50mV, aber die Pegeländerung kann man trotzdem sehen:

    Hier der Ausgang vom NE555 ( den ziehe ich mit 1k noch nach plus)
    [img=http://s2.postimage.org/238ic1vms/Signal_Output_NE555.jpg]

    Das identische Signal liegt am P-FET Gate an: (trotzdem dort gemessen)



    Aber wenn ich nun am Drain-Pin des FETS messe, kommt nur das bei raus:
    (Source identisch)



    Habe nun versuchsweise komplett auf einen begrenzenden widerstand zwischen ne555 und gate verzichtet.
    Was man auf den bildern nicht sieht, auf dem oszi nur ein pixel,
    aber mein multimeter mir auch anzeigt: bis zum gate sinds 52% PWM, dahinter 98%,also etwas "auszeit" ist mit dabei.

    Gemessen wurde gegen masse:
    2 Kästchen von unten = GND/0V
    2 Kästchen von oben = 14V/+
    (Mitte wären demnach 12V)

    Jetzt schau ich ob ich noch gate gegen 14V/+ hinbekomme,
    aber da spinnt meine oszi anzeige etwas.
    GrußundTschüß \/
    ~Jürgen

  7. #7
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    Es wird wohl seinen Grund haben dass es ein P-Kanal Fet sein soll, ich nehme an der Motor kann nicht von GND getrennt werden.
    Der Source Anschluss des P-Kanal Fet ist also an der positiven Versorgunsspannung?
    Source an 14V , Drain an Motor: Gate an 14V =Aus, Gate an Gnd =Ein

    Es sollte dann wirklich laufen.
    Beim statischen Anschalten der Gatepotentiale läuft es?
    Auch über 10k Ohm?
    Der PWM Generator bringt den Pegel?
    GND des NE555 ist mit GND des Motors verbunden?

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    @ PsiQ

    Ich denke, dass genaue Skizze deiner tatsächlicher Schaltung mit Bezeichnung (z.B. für Messpunkte) für weitere Diskussion am besten wäre, weil sonst alles "in der Luft" hängt
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    So, also:
    Ich musste etwas Stecker ranlöten, nun sieht mans aber schön:



    Links der NE555:
    Rein gehen:
    +14V (rot)
    GND (schwarz)

    Raus kommen:
    +14V (rot)
    Signal 52% / 150Hz PWM (auf blaue Leitung)
    GND (schwarz)

    Mitte: Treiberplatine BC338/BC328 (invertierend)

    Rein gehen:
    +14V (rot)
    Signal (blau)
    GND

    Raus gehen:
    +14V (rot)
    Signal verstärkt (gelb)
    GND (schwarz)

    Rechts: Der P-FET IRF4905

    Rein geht:
    +14V rot an Source (Pin 3)
    Signal (gelb) an Gate (Pin 1)

    Raus geht:
    +14V (eigentlich getaktet..) an Drain (Pin 2)


    Messungen:
    (Jeweils von Masse nach Messpunkt)

    blaue Leitung/Signal NE555:


    gelbe Leitung/Signal nach Verstärker/Signal an Gate:



    Messung an Motor[+]:



    Meine Bewertung:
    Wie man am Signal am Gate sieht, wird der Pin nicht ganz auf Masse gezogen, aber ganz auf high (14V). Die Theorie sagt nun, dass der P-FET aber trotzdem seine -10V Ugs hat (sind ja gesamt 14V), er leitet ja auch ohne warmzuwerden.
    Theoretisch müsste er auch AUS sein, während das gate die sichtbaren 14V hat...

    Laufen tut der Motor auch, aber eben nahezu volle Pulle statt gedimmt. Keine Freilaufdiode drin.


    PS.: Aufbau Treiberplatine:


    EDIT:
    P-FET Richtung/Funktionstest:
    Wenn ich gelb abstecke und auf 14V halte => Motor Aus
    Gelb auf GND => Motor an

    Edit2:
    Wenn ich die Treiberplatine weglasse, und direkt Gelb/Signal vom P-FET an den NE555 Ausgang stecke das gleiche Spiel:
    Am Gate das Rechteck, hinterm FET Dauerplus (mit 13,xxVolt)
    Geändert von PsiQ (09.04.2011 um 21:16 Uhr)
    GrußundTschüß \/
    ~Jürgen

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    10.970
    Ist wirklich SL1/3 mit SL2/3 verbunden ?
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

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