Gate-Durchschlag bei Power-MOSFET

[charly_a]

Der tastkopf macht da nix aus, ein 10er teiler hat ein paar pF, dein mosfet etliche nF. Die gatespannung muss hoch genug sein, treiberleistung ist unkritisch, wenn die frequenz nur ein paar kHz beträgt. Da sind die schaltverluste köein zu den statischen verlusten durch den Rds. Klemm die masse der ansteuerung direkt an die source der mosfets, nicht an die batterie, sonst addieren sich alle spannungen (störungen) auf der masseleitung zur gatespannug dazu.

 

[S_a_S]

Über den tatsächlichen Strom kann ich nur spekulieren. Ich denke aber dass die Last beim Starten eines Modellseglers ser viel niedriger ist als beim Anlassen eines Verbrennungsmotors, der sich ja erheblich "wehrt". Ich könnte aber tatsächlich mal einen halbwegs bekannten Strom durch die Zuleitung fließen lassen und dabei die Spannung messen, um daraus dann den Motorstrom abzuleiten.

Daniel,
das hat Michael auch versucht, mit dem Simulationsmodell zu erklären. Bis der Motor beginnt, sich zu drehen, gibt es im Motor keine induzierte Generatorspannung. Also wirkt die volle Batteriespannung erstmal nur auf die Innenwiderstande (=Blockierstrom). Der fließende Strom erzeugt ein Drehmoment, dem die Reibung, die Last und das Trägheitsmoment entgegenwirkt. Reibung ist am Anfang erstmal Haftreibung, die höher ist, als die Gleitreibung, wenn die Sache läuft. Sobald der Motor dreht, wird Generatorspannung erzeugt, die von der Batteriespannung abgezogen wird - und damit sinkt der Strom, aber auch das Drehmoment zum Beschleunigen ab. Bei Leerlaufdrehzahl theoretisch auf 0, aber da kann er auch kein Moment abgeben.
Insofern hast Du recht, dass bei der größeren Last beim Verbrenner der hohe Strom länger anliegt. Aber in beiden Fällen ist am Anfang der Blockierstrom derselbe.

Der Stromanstieg wird zusätzlich noch durch die Induktivitäten begrenzt. Deshalb kann es auch sein, dass der Windenmotor schon die Haftreibung überwunden hat, bevor der Blockierstrom erreicht ist. Steht das Seil schon unter Zug und das Modell ist noch nicht freigegeben, dreht sich der Motor dann etwas länger nicht - und dann wird es eben knapp für die Mosfets.

Strommessungen für Deinen unbelasteten Motor kannst Du auch testweise mal mit "mechanischer" Treiberschaltung machen. Da hast Du eine Leitung mit bekannter Länge und Querschnitt vom Minuspol bis zu den Anschlüssen der Mosfets (ausgebaut) und ab da die Leitung zum Motor, der an der Plusklemme der Batterie hängt.

Masseklemme des Speicher(!)Oszis an den Minuspol der Batterie, Tastkopfspitze an den Mosfetblock. Die Motorleitung dann von Hand kontaktieren (ja, wird einen ordentlichen Funken geben). Bei 1mOhm (einen Rechner dazu habe ich Dir oben verlinkt) werden ~500mV erwartet, also Vertikalverstärkung entsprechend einstellen. Zeit dürften 100ms passen, Trigger auf steigende Flanke.

Grüße Stefan

 

[Weichloeter]

Nabend,

also eine SB580 würde ich nicht verwenden, die kann nur 5A, die würde keine Sekunde überleben.
Die Freilaufdiode muss während des PWM-Betriebs in dem Augenblick, in dem die FETs aus sind, den gleichen Strom tragen wie die FETs im PWM Ein-Zyklus. Bei einem Motorstrom im PWM-Betrieb von 200A also 200A. Da ein hoher Motorstrom meist bei langen Einschaltzeiten des FETs gegeben sind, sind die Freilaufzeiten entsprechend kurz. Und somit der Durchschnittsstrom an der Diode entsprechend kleiner.
Beispiel: Wenn bei 80% PWM 200A Motorstrom fließen, fließen durch die FETs 80% von 200A und durch die Diode 20% von 200A. Der Stromspitzenwert ist bei beiden gleich.

Zur Sache mit dem Anlaufstrom:
Es gibt nur zwei Möglichkeiten die Sache "Stromfest" zu machen:
- Entweder man muss die Endstufe dermaßen überdimensionieren, daß sie auch einen schweren Anlauf bis hin zum kurzzeitigen Blockierfall überlebt (Dimensionierung deutlich jenseits 500A, stabile Gatespannung vorausgesetzt)
- oder man baut sich in die Ansteuerung eine Stromüberwachung mit Begrenzung des Stromes ein. Hätte auch den Charme, wenn einstellbar ausgeführt, daß man damit indirekt das maximale Drehmoment des Windenmotors einstellen kann.

Ich persönlich würde eine sog. "current mode" Strombedrenzung einbauen, welche bei Überschreitung des Endstufenstromes den entsprechenden PWM-Zyklus sofort abbricht. Erst im nächsten PWM-Zyklus wird dann der FET neu durchgeschaltet.

Gruß,
Jochen

 

[Sauerbruch]

Liebe alle,

nach einem langen Winter läuft die Winde wieder. Neben neuen FETs habe vor allem auch die Ansteuerung komplett neu aufgesetzt (damit die kleine heile Welt auch noch ne kleine Weile hält ).

In der Vorversion hatte ein einziger Treiber alle 3 Gates angesteuert, ohne Dämpfungswiderstand, und die Kabel zu den Gates waren auch noch zu einer Art "Zopf" verflochten. War hübsch anzusehen, hat aber sicherlich eine ganz ordentliche Induktivität verursacht.

Jetzt hat jeder Transistor seinen eigenen Treiber (IXDN 604), e dann kommt ein Dämfungswiderstand (51 Ohm), und von dort gehen kurze, gerade Kabel zu den Gates.

Das Signal an den Gates sieht für mich ganz vernünftig aus. Aus reiner Neugier habe ich mal einen der Widerstände überbrückt, da sieht man dann schon ein ordentliches Schwingen.


In diesem Sinne - vielen Dank für Eure Tips!

Daniel