Hallo MandyZitat von Mandi Nice
Wenn du eine H-Brücke verwendest-ist der defekte FET zufällig einer der "unteren", also einer von denen, deren Source an Masse liegt?
Meinst du mit "blau angelaufen" zufällig Metallverfärbungen, wie sie bei hohen Temperaturen entstehen? Dann würde ich mal darauf tippen, daß dieser eine Mosfet nicht richtig abgeschaltet wird, sondern nur in einen halb-ohmigen Zustand gebracht wird. Dann könnte der Motor beim Austrudeln einen anständigen Strom durch den FET treiben, wobei am FET eine Spannung abfällt die deutlich über dem liegt, was über dem FET für längere Zeit abfallen sollte. Beides zusammen führt zu einer enorm gesteigerten Verlustleistung. Das hat nichts mit Freilaufdioden zu tun, sondern mit schlichter Überlastung.
Mal kurz rechnen:
Wir nehmen einfach mal einen Betriebsstrom von 10A und eine Betriebsspannung von 24V an.
Der FET ist für diesen Strom ausgelegt, im durchgeschalteten Zustand habe er eine Gate-Source-Spannung von 1V.
Ist der FET durchgeschaltet kommt so eine Verlustleistung von 10W zustande. Das macht kleine Kühlkörper durchaus handwarm, ist jetzt aber auch nicht wirklich viel.
Jetzt soll der FET abgeschaltet werden, aber aufgrund eines Fehlers sperrt der FET nicht richtig, der Motor arbeitet nun als Generator, der von der austrudelnden Last angetrieben wird. Somit stellt der FET eine Lastimpedanz dar, über der jetzt, mal angenommen, 18V abfallen. 18V deshalb, weil der Motor bei Lastdrehzahl eine Gegenspannung liefert die unter der Eingangsspannung liegt, außerdem hat auch ein Motor als Spannungsquelle eine Innenimpedanz an der etwas Spannung abfällt.
Die Impedanz des FETs im leitenden Zustand beträgt R=U/I -> R=1V/10A -> Rfet=0,1Ω.
Nun nehmen wir einfach mal an, die Sperrimpedanz des FETs (die jetzt eigentlich sehr hoch sein sollte) beträgt aufgrund des besagten Fehlers nur 2Ω. Der Strom, den die Motorquelle nun treibt, beträgt demnach I=U/R =18V/2Ω -> I=9A
Das bedeutet für den FET, daß er in diesem Moment eine Verlustleistung von P=U*I -> 18V*9A ->Pv=162W wegstecken muß. Tatsächlich sollte es so sein, daß die Verlustleistung in diesem Moment eine Funktion darstellt, die bei 162W startet und mit dem Austrudeln des Motors auf Null abklingt.
Wenn du das auch noch mehrmals hintereinander machst wird das deinem FET ganz bestimmt zu warm. Auch wenn der sonst 140A wegstecken kann, wenn die Kühlung nur die 10W wegstecken soll ist die Stromtragfähigkeit des FETs ziemlich wurscht.
Ohne Kenntnis deines Schaltplans ist dieses Szenario natürlich reine Spekulation. Ich habe lediglich mal eine Vermutung angestellt, wie die von dir beschriebenen Probleme zustandekommen könnten. BLDC -> PWM -> Probleme wegen Überspannung unwahrscheinlich, wenn die Schaltung eine gewisse Zeit ihren Dienst tut. Externe Freilaufdiode hin oder her. Mehrmals abschalten und diese Hitzekurve öfter in kurzer Zeit durchfahren, der betroffene FET kann nichtmal abkühlen, dann ...
Ich vermute mal, du verwendest eine H-Brücke oder ein ähnliches Konstrukt. Wenn du die Gates der FETs nicht vernünftig ansteuerst und z.B. Ableitwiderstände weglässt, dann ist mein Szenario durchaus realistisch. Ströme von 20A können durchaus das Gate eines FETs ansprechen und diesen zum Schalten anregen. Und das ist dann ein EMV-Problem. Möglicherweise ist im Schaltplan sogar ales richtig und das Platinenlayout ist einfach kacke und ruft diese Fehler hervor.
@Peter:
Nicht daß ich es wagen würde dir irgendwo zu widersprechen oder dich gar zu belehren, aber ich will doch meinen daß in deiner Ausführung ein Eselsohr steckt.
So weit gehe ich mit, aber:
Der Motor ist eine SPANNUNGSquelle. Liefert also nur eine Spannung. Wenn die Schaltung nun hochohmig wird, liegt die Spannung an und I geht gegen Null. Damit erzeugt der "Motorgenerator" ein Drehmoment, daß gegen Null geht, die mechanische Leistung wäre ebenfalls gegen Null.
Stromdurchflossene Spulen verhalten sich wie Stromquellen wenn man den Strom abschalten will, treiben also einen Strom, notfalls auch durch recht hohe Impedanzen unter hohen Spannungen. Aber ein austrudelnder Motor an sich ist keine abgeschaltetete Induktivität, das Entmagnetisieren der Induktivität und und das Austrudeln der rotierenden Masse sind zwei Vorgänge mit sehr unterschiedlichen Zeiten. Das Entmagnetisieren dauert, je nach Resistanz, Nano- bis Millisekunden, das Austrudeln dauert auch bei kleinen Massen mehrere Sekunden und kann bei großen Massen sogar Stunden dauern. Rotierende Masse -> externes, zeitvariantes Magnetfeld -> induziert Spannung (!= treibt Strom)
Oder habe ich den ganzen Felder-Quark durcheinandergebracht?
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