Welche Diode?

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16.11.2011, 15:58
triti

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Welche Diode?

Hi!
Ich hab mir die links-rechtslauf Schaltung für einen Scheibenwischermotor (ca. 5-6A) gestrickt und mit dem PC über RS232 angesteuert.

Aber nur kurz. Weil:
Ohne Motor dran einschalten ok. Umschalten ok.
Motor dran, einschalten, Motor 5 Sekunden laufen lassen. Alles ok.
Alles aus, 1 Sekunde warten, Relais umschalten lassen, wieder einschalten --> Mosfet raucht+stinkt+ kurz eine kleine Flamme.
Langes herumsuchen --> Diode hinüber. WARUM? War eine SB560.

Ich habe mir irgend wo eine Mospec F06C20C ausgelötet und eine GUR460. Was soll ich einbauen damit mir die Diode nicht sofort wieder stirbt? Und warum überhaupt ist die sofort tot?

lg
Triti
16.11.2011, 16:15
dussel07

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Vieleicht schreibe ich ja Blödsinn aber - die Diode soll das/den Mosfet schützen.
Muß sie nicht von S nach D gehen? Und haben Mosfets nicht eine Schutzdiode eingebaut?
Anhang 20567
Edit: Hab mir die Schaltung mal unter RN Wissen angesehen - scheint doch richtig zu sein! Die Diode nach dem Mosfet von Gnd zu V+.
Wie hoch ist deine PWM Frequenz? Und wieviel Ampere zieht der Motor (Einschaltstrom!)?
16.11.2011, 16:30
Besserwessi

Kann es ein, dass beim Motor auch schon eine Freilaufdiode drin ist. Im Auto würde das einen gewissen Sinn machen - hier mit der Umschaltung R/L geht das aber nicht.

Die Position der Diode ist an sich schon richtig. Direkt am MOSFET nützt die Diode nichts und da ist ja auch schon eine intern. Je nach Daten des Motors ist die Diode eventuell etwas knapp ausgelegt - falls der Motor beim Anlaufen doch mal deutlich mehr als 10 A aufnimmt.
Die Diode kann von zu viel Spannung, zu viel Hitze oder zu viel Strom kaputt gehen. Zu viel Spannung ist aber eher unwahrscheinlich, denn da verhindert die Diode im MOSFET, dass die Spannung über die Diode wesentlich über die Batteriespannung geht - kurzzeitig könnte es aber bei eher langen Kabeln und ohne Kondensator an der Versorgung schon mal passieren. Bei mehr Strom (z.B. 3 A) muss die Diode auch schon etwas gekühlt sein - die maximalen 5 A sind nur bei Wärmeabfuhr über die PINs erlaubt. Mit 5 s Laufzeit sehe ich da aber eher kein Problem. Bleibt eigentlich nur zu viel Strom - da sind Schotkydioden nicht unbedingt so tolerant wie normale Dioden.
16.11.2011, 18:19
BMS

Hallo,
also ich sehe das so:
Wenn das Relais in der Stellung ist wie im Moment, liegt an Anschluss 3 +13,8V an und an Anschluss 6 GND. Wenn du umschaltest, wirkt der Motor kurzzeitig als Generator (Trägheit) und liefert eine Spannung mit der selben Polarität wie bei der Ansteuerung. Es liegt folglich im Moment des Umschaltens an Pin4 13,8V und an Pin 5 GND an. Die Diode wird dann also in Durchlassrichtung betrieben, es kann (viel) Strom fließen.
Und der MOSFET muss bei einer abrupten Richtungsumkehr kurzzeitig viel Strom liefern.
Besser wäre es, vor einer Richtungsumkehr den Motor erst abzubremsen.
Liege ich da richtig?
Grüße,
Bernhard
16.11.2011, 18:26
PICture

Hallo!

Zitat:

Zitat von triti

Ich habe mir irgend wo eine Mospec F06C20C ausgelötet und eine GUR460. Was soll ich einbauen damit mir die Diode nicht sofort wieder stirbt? Und warum überhaupt ist die sofort tot?

Die beide von dir ausgelötete o.g. Dioden sind dafür zu "schwach", da bei einem Motor der "normal" 5-6 A braucht, muss man mit ca. 5-fachen Anlaufstrom rechnen und du brauchst eine Diode die min. 30 A leiten kann, sonst wird sie sofort tot. Die meiste Todesursache der elektronischen Bauteilen ist Entstehen grösserer Wärmemenge als abgeführt werden kann ohne die innere Temperatur des Halbleiters (ca. 175 °C) zu überschreiten.
17.11.2011, 09:23
triti

Hi,
danke für die Antworten.
> Wie hoch ist deine PWM Frequenz?
Habe gar keine PWM probiert weil der Mosfet schon vorher im Himmel war.

> Und wieviel Ampere zieht der Motor (Einschaltstrom!)?
KA. Ein ziemlich dicker Scheibenwischermotor aus einem Mazda323, ...

> Besser wäre es, vor einer Richtungsumkehr den Motor erst abzubremsen.
Hab ich ja gemacht. Stop, 1 Sekunde warten, dann erst Richtung umschalten, wieder ein ...*schmurgel*

> ...und du brauchst eine Diode die min. 30 A leiten kann, sonst wird sie sofort tot.
Ah! Ich habe noch ganz fette 2 Dioden ausgegraben (auch ausgelötet), die könnten reichen:
SB3040CT
SBL3040PT
Der Diodentester vom Multimeter zeigt 0,150 an. Ich glaube die sind noch ok.
Das sind Doppeldioden. Ist es besser wenn ich die 2 Eingänge zusammenhänge?

Aber wenn ich das richtig verstehe müssen die ja nur leiten wenn der Rückstrom vom Motor kommt (vom abschalten), also nur ganz kurz. Dann brauche ich keinen Kühlkörper weil ja nicht dauernd hin und her geschaltet wird. Aber wie ist das bei PWM? Da bekommt der Motor ja nur "Strompakete". Gibts da dauernd Rückstrom in den "Pausen"?

(Und ganz am Anfang der Schaltung habe ich eine BYV143 als Verpolschutz reingegeben. Die wird doch nicht stören?)

lg
Triti
17.11.2011, 14:25
PICture

Hallo!

Zitat:

Zitat von triti

Ist es besser wenn ich die 2 Eingänge zusammenhänge?

Sicher, weil dann der gesamte Strom, den sie leiten können, sich verdoppelt.

Zitat:

Zitat von triti

Gibts da dauernd Rückstrom in den "Pausen"?

Nein, nur kurze Impulse bei Unterbrechung des Stromes durch Motor.

Zitat:

Zitat von triti

(Und ganz am Anfang der Schaltung habe ich eine BYV143 als Verpolschutz reingegeben. Die wird doch nicht stören?)

Sie wird nur um ihre Durchflussspannung die Versorgunspannung verringern.
17.11.2011, 14:33
ManuelB

Doch, bei PWM sollte der Motorstrom in den Pausen, also wenn der FET sperrt, auf die Diode kommutieren, ist in jeder Pause ja quasi ein Freilaufbetrieb.

MfG
Manu
17.11.2011, 14:37
triti

Danke, danke...

Muss mir einen neuen Mosfet holen. Hab nur mehr einen IRFL14, der hält das nicht aus.

lg
Triti
17.11.2011, 14:44
PICture

@ ManuelB

Das stimmt, aber so weit ich es verstehe, ist der Strom nur bei Stromunterbrechungen impulsweise höher, bin aber nicht ganz sicher.
17.11.2011, 16:45
Besserwessi

Solange da sich noch Strom von der Generatorfunktion dazu kommt (wenn der Motor doch zu schnell umgepolt wird), ist der Strom durch die Freilaufdioden anfangs so groß wie der, den der FET hinduchschickt. Wenn der FET an ist, steigt der Strom an, wenn es durch die Diode geht fällt der Strom wieder ab. Nach einiger Zeit (z.B. 10 ms) fällt der Strom dann auch auf 0 - bei PWM sollten die Pausen aber gerade nicht so lang sein, sondern so kurz das der Strom eher nur um 20-50% abfällt.

Wenn man PWM Nutzt kann es schon sein, dass man auch für Diode einen Kühlkörper braucht: Wenn der Motor z.B. 6 A zieht, kann die Diode ( bei ca. 30 % Tastverhältniss) auch schon mal im Mittel 4 A abbekommen, was dann bei 0,5 V Spannungsabfall 2 W sind. Da kann man ggf. schon eher beim MOSFET auf die Kühlung verzichten.

Die Diode als Verpolungschutz kann auch ein paar Probleme machen, denn damit wird nicht mehr verhindert das die Spannung auch über die 13,8 V ansteigt, wenn Leistung aus dem Motor zurückgespeist wird. Da sollte dann wenigstens ein Elko und Kondensator an der Versorgung (hinter der Diode) sein. Statt der Diode wäre ggf. ein MOSFET als Verpolungsschutz besser, weil weniger Spannung verloren geht, und es weniger heiß wird.
17.11.2011, 18:58
Bernina

Zitat:

Zitat von Besserwessi

bei PWM sollten die Pausen aber gerade nicht so lang sein, sondern so kurz das der Strom eher nur um 20-50% abfällt.

Einige Empfehlungen gehen sogar von nur 10% Stromschwankungsbreite aus.

Gruß
Ansgar
17.11.2011, 19:40
triti

so

Zitat:

Wenn man PWM nutzt kann es schon sein, dass man auch für Diode einen Kühlkörper braucht: Wenn der Motor z.B. 6 A zieht, kann die Diode ( bei ca. 30 % Tastverhältniss) auch schon mal im Mittel 4 A abbekommen, was dann bei 0,5 V Spannungsabfall 2 W sind. Da kann man ggf. schon eher beim MOSFET auf die Kühlung verzichten.

Kühlkörper gefunden. Hab ja eine grosse Schachtel voll. :-) Uralte PC zerlegen - das bringt Teile!

Zitat:

Die Diode als Verpolungschutz kann auch ein paar Probleme machen, denn damit wird nicht mehr verhindert das die Spannung auch über die 13,8 V ansteigt, wenn Leistung aus dem Motor zurückgespeist wird. Da sollte dann wenigstens ein Elko und Kondensator an der Versorgung (hinter der Diode) sein. Statt der Diode wäre ggf. ein MOSFET als Verpolungsschutz besser, weil weniger Spannung verloren geht, und es weniger heiß wird.

Dachte mir doch irgend wie, dass die nicht gut ist. Ok, Diode fliegt raus, IRF9530 Mosfet kommt rein, der hat ohnehin gerade nichts zu tun.

Zitat:

Nach einiger Zeit (z.B. 10 ms) fällt der Strom dann auch auf 0 - bei PWM sollten die Pausen aber gerade nicht so lang sein, sondern so kurz das der Strom eher nur um 20-50% abfällt.

*kreisch* Was ist das in Hz? Wie viele Millisekunden (Min/Max)am besten an und aus? Ich steuere direkt über QBasic, da gehts nur mit ganz listigen do....loop Schleifen.

lg
Triti
17.11.2011, 20:17
Besserwessi

Die PWM Frequenz ist ein Kompromiss zwischen Schaltverlusten am MOSFET und mehr EMI bei hoher Frequenz und der Geräuschentwicklung bzw. zu großer Schwankung beim Strom (und damit mehr Verlusten im Motor). Ich kenne so etwa 1-5 kHz als PWM Frequenz, oder Zeiten etwas unter 1 ms. Es hängt aber auch vom Motor und der Ansteuerung des MOSFET ab was gut geht.
17.11.2011, 20:46
triti

Danke, werde ich herumprobieren.

MOMENT! Wegen Verpolschutz:

Zitat:

...das die Spannung auch über die 13,8 V ansteigt, wenn Leistung aus dem Motor zurückgespeist wird.

Hab gelesen dass beim P-Mosfet der Drain negativer sein muss wie die Source damit der leitet. Wenn jetzt der Rückstrom kommt wäre das doch umgekehrt? Oder verstehe ich da was nicht richtig?

lg
Triti