PolyFuse und PWM?

Jap, das geht alles über die Erwärmung und das ist auch der größte Pferdefuß dieser Polyfuses. Sie lösen erst sehr spät aus. Wenn du sie zum LED-schützen benutzen willst, dann darf der Normal fliessende LED-Strom nur weit unterhalb der maximalen Grenze der LED liegen, weil ansonsten die Polyfuse eher sich selbst als die LED schützt. Also zB bei ner P4 mit 1A Betriebsstrom ist vorher die LED hin bevor die Polyfuse auslöst. Weiters hat das Teil auch noch Thermoderating etc. also ist der Auslösestrom auch nicht konstant sondern von der Umgebungstemperatur abhängig. Summa Summarum zum LED-schützen gibt es besser Möglichkeiten.

Grüße

Fasti

Hallo,

wenn du mal etwas genauer beschreibst was du machen möchtest und bestenfalls einen Schaltplan hast, dann kann man sich überlegen wie man die Schaltung am Besten schützt. Ansonsten ist das immer schwierig, da allgemeingültige Aussagen hier immer gefährlich sind. Nach Murphy schützt nämlich eine Sicherung welche einen Transistor schützen soll meist immer nur sich selbst.

Grüße

Fasti

mhm, was gibt denn dein Netzteil her und was für MOSFETs willst du benutzen. Meist halten die FETs viiieeel mehr Strom aus als das Netzteil liefern kann, von daher würde ich dem ganzen nicht zuviel beimessen, ausser du hast da ein sehr potentes Teil und winzige FETs. Wenn du sowieso einen uC verwendest wäre eine Kurzschlusserkennung über die Netzteilspannung sicherlich auch möglich. Bricht diese über einen längeren Zeitraum zusammen wird der FET nicht mehr aktiviert, fertig. Oder auch Temperaturüberwachung des FET oder Strommessung mittels Shunt oder..... Grundsätzlich eine Polyfuse am Netzteilausgang kann zumindest gröberes verhindern aber ob es die FETs schützt? Ich würde das ganze einfach so auslegen, dass im schlimmsten Falle die FETs etwas warm werden und gut ist. Sogar die kleinen SOT23 FETs halten , vorrausgesetzt es sind gute, einige A bis 20A Pulslast und 2-6A Dauerlast aus.

Grüße

Fasti

Nimm' doch diese beliebte instructables-KSQ (die mit dem Transistor), und berechne den Widerstand auf z.B. 2 A, oder was Du halt normal brauchst - im Normalbetrieb (also wenn Du unter den z.B. 2 A bleibst) ist der Spannungsabfall an dem Teil vernachlässigbar, wenn Du den Ausgang kurzschließt, dann begrenzt die Schaltung den Strom auf 2 A - klar, da muss der Fet dann 24 Watt verheizen, dass kann er auch nicht lange, aber zumindest ist der Strom so begrenzt, dass er nicht gleich durch ist...

könnte man natürlich noch ein Flipflop dazu bauen, also wenn der Transistor bei zu hohem Strom durchschaltet, wird das gesetzt und zieht das Gate dauerhaft auf Masse, dann ist der Ausgang dauerhaft "aus" und der Fet muss gar nichts verheizen - Gerät aus- und wieder einschalten, funktioniert wieder normal...

EDIT: natürlich, wenn Du noch nen Eingang am µC frei hast, ist die Idee von Fasti auch super, das halt einfach in der SW zu machen - brauchst ja nicht mal nen Analogeingang dafür, einfach den Kollektor von dem Transistor in dieser instructables-KSQ benutzen, alle zusammenklemmen an einen Eingang, wenn einer davon gegen GND schaltet (= in irgendnem Kanal zu viel Strom), dann werden einfach alle Ausgänge auf "0" gesetzt, das kann man ja direkt in die PWM-Routine integrieren...

Es kommt natürlich auch darauf an, welchen Maximalen Strom der FET wie lange aushält. Wenn der FET für die eigentliche Anwendung deutlich überdimensioniert ist und bei einem Kurzschluss solange durchhält, bis die Sicherung auslöst, ist das doch in Ordnung. Ich weiß nicht, welche FETs du einsetzen möchtest, aber im TO220-Gehäuse gibt es auch Typen für wenig Geld, die bis zu 80A mitmachen. Begrenzt wird das aber auch eher durch das Gehäuse, als durch den Chip. Und bei einem Kurzschluss müssen diese 80A erstmal durch die meistens dafür viel zu dünnen Leiterbahnen durch...

SOT-23 kann die Leistung nich verheizen, mir wurde zu meinem Dimmer für Ess- oder Couchtischbeleuchtung ein FET in TO252 empfohlen.

Hola, 300W, macht rund 25A bei 12V da brauchts dann etwas dickere FETs. Aber im TO220 oder DPAK wenns SMD sein soll, gibts da einige die das abkönnen, vorrausgesetzt sie werden entsprechend gekühlt. Bei solchen Strömen macht dann eine Kurzschlussüberwachung durchaus Sinn, damit im Falle eines Dauerkurzschlusses mit hohem Duty-Cycle nichts abraucht, schliesslich müssen die Anschlüsse, das Kabel ,etc. auch die 25A abkönnen, nicht nur der FET. Da du offensichtlich ordentlich Leistung fahren willst ist die Instructables KSQ nicht optimal, da der Widerstand einige Watt verheizen muss. Also wird der heiß werden und ziemlich groß. Auch mit Shunts den großen Strom messen geht hier nicht gut eventuell wäre hier sogar ein LEM von Vorteil oder man wertet die Ausgangsspannung des Netzteiles aus. Bricht sie zu stark ein für mehr als 20ms, dann hats eine Kurzen. Aufpassen muss man dann nur allfälligerweise wegen dem Dutycyle der FETs, da bei langen Pausen sich die Spannung u.U. wieder erholen kann.

Grüße

Fasti

Zitat von 2bl

sehe ich das richtig, das ich zu meinem eh verwendeten FET einfach noch den Bipolartransistor und den Widerstand dazuschalte, und das ganze funktioniert wie vorher, ist aber stromtechnisch limitiert?

Nein, das wäre zu schön, um wahr zu sein. Hier muss man zwei Sachen grundsätzlich unterscheiden:

1) Transistor als Schalter: Hier fällt am Transistor nur eine Spannung von RDS(on)*I ab, d.h. er muss max. eine Leistung von RDS(on)*I² verbraten, bei kleinem Tastgrad entsprechend weniger. Für diesen Anwendungsfall gilt:

Zitat von Fasti

Sogar die kleinen SOT23 FETs halten , vorrausgesetzt es sind gute, einige A bis 20A Pulslast und 2-6A Dauerlast aus.

In diesem Fall gibt es aber leider keinerlei Strombegrenzung.

2) Transistor als strombegrenzendes Element: Hier fällt am Transistor die Spannung ab, die nötig ist, um den Strom zu begrenzen, d.h. bei der instructables-KSQ z.B. bis zu einigen V, oder - wenn wirklich ein Kurzschlussschutz gegeben sein soll - auch bis zu 12V. Hier hat Pesi ja schon richtig erkannt:

Zitat von Pesi

dann begrenzt die Schaltung den Strom auf 2 A - klar, da muss der Fet dann 24 Watt verheizen,

und deshalb kommt hier kein SOT23 mehr in Frage, sondern nur ein Transistor auf Kühlkörper (falls der Kurzschluss zeitlich begrenzt ist, reicht auch ein Alublock).

Zitat von Fasti

Hola, 300W, macht rund 25A bei 12V

Zitat von 2bl

sowie 24 Kanaele

Wenn ich das richtig verstehe, verteilen sich die 25A doch auf 24 Kanäle, also 1A pro Kanal. Das wäre bei der instructables-KSQ dann ca. 1/2W pro Emitter- bzw. Sourcewiderstand, das fände ich okay. Dafür wären es aber halt 24 "dickere" Transistoren.

so hätte ich das auch verstanden, dass es nicht 25 A pro Kanal sein sollen...

aber wenn das eben keine Stromregelung sein soll, sondern nur den Fet/NT vorm abrauchen schützen, könnte man ja z.B. den Sense-R für 5 A berechnen, wären dann 0,12 Ohm, also im Normalbetrieb (wenn wir jetzt mal von 1 A ausgehen), nur 0,12 Volt drop bzw. 0,12 Watt Verlust am Widerstand...

und wie gesagt, da ja hier der Strom eigentlich nicht geregelt werden soll, wäre es evtl. schon ne Idee, das so umzubauen, dass der Fet bei Kurzschluß *dauerhaft komplett abgeschaltet* wird, nicht nur der Strom auf 5 A *begrenzt* - mir gefällt die Idee, das gleich den µC machen zu lassen, ziemlich gut - soweit ich weiß, will 2bl an das Teil auch ein Display hinbauen, das könnte dann auch gleich eine entsprechende Meldung ausgeben...

wenn man den Überstrom-Pin in der PWM-ISR mit überwacht, dauert es max. 16 µs von Kurzschluß bis abschalten, so lange sollten der Fet (auch ein kleinerer) und das NT das schon mitmachen...?

Zitat von 2bl

könnt Ihr konkret einen empfehlen, der ähnliche Parameter wie der von mir verlinkte hat (~5A Dauerstrom, Rds_on ~30mOhm), aber in einem Package sitzt, das Mehr Leistung abführen kann?

Das ist relativ leicht, da in einem größeren Gehäuse normalerweise auch ein größerer Chip sitzt, mit kleinerem RDS(on) und damit größerer Stromtragfähigkeit. Der günstigste passende bei Reichelt wäre der IRLU3714Z. Der IRLZ34N ginge auch, ist aber größer und hat wegen der 55V einen höhern RDS(on). Dazu kommt dann noch ein Kühlkörper für die 24 MOSFETs , der die Kurzschlussleistung verheizen oder zumindest kurzzeitig aufnehmen kann (also die 24W, wenn immer nur ein Strang kurzgeschlossen wird). Da an der Kühlfahne Drainpotenzial liegt, müssen die MOSFETs isoliert befestigt werden (Wärmeleitfolie bzw. Glimmerscheiben).

Eine SW-Überstrom-Erkennung im Kombination mit Deinem SOT23 (als instructables-KSQ) müsste etwa innerhalb 1ms auslösen (s. Datenblatt, Fig.3).

Hallo,

bezüglich der 24 Kanäle: im Kurzschlussfall ist die Anzahl der Kanäle egal, weil fast der gesamte Strom dann über den einen FET fliessen wird hinter dem der Kurzschluss ist also muss der eine FET diesen Strom auch aushalten.

Grüße

Fasti

Außer halt, jeder Kanal ist als instructables-KSQ ausgeführt und begrenzt seinen Strom selber. Diese Anordnung würde ich auch dringend empfehlen, sonst muss bei der Anordnung mit den SOT23 der Softwareschutz innerhalb von 10µs greifen. Eine Anordnung ohne Softwareschutz ist dann praktisch unmöglich, da müsste man mind. TO-247-Gehäuse einsetzen, was das Ganze immens verteuern würde.

Dann mal folgender Vorschlag:

die Instructables-KSQ noch dazu, aber nicht um den Strom zu regeln, sondern nur zu begrenzen (eben hier auf die 5 A) - damit der Fet den Strom aushält, also die Begrenzung in HW, damit sie schnell genug anspricht.

vom "oberen Ende" des Sense-R noch ne Leitung zur SW-Auswertung - evtl. sogar zu nem Schieberegister, dann könnte der µC auch feststellen, welche(r) Kanal den kurzen hat, nur den/die deaktivieren (damit man nicht gleich völlig im Dunkeln sitzt) und (wenn mal ein Display dran ist) auch noch Bescheid sagen...

das dauert halt dann etwas länger, aber für die ca. 400 µs müsste doch auch der SOT-23-Fet die 60 Watt Verlustleistung aushalten...?

Ist halt wieder ordentlich extra Verlust durch den Widerstand in der Instructables KSQ und bei 5 Ampere muss der auch einiges verheizen, dass dafür hoffentlich nur kurz. Am einfachsten ist denke ich immer noch eine Spannungsauswertung. Auch hier kann man feststellen welcher Kanal betroffen ist, indem man im Falle einer Unterspannung die Kanäle der Reihe nach auswertet.

Grüße

Fasti

Zitat von Pesi

für die ca. 400 µs müsste doch auch der SOT-23-Fet die 60 Watt Verlustleistung aushalten...?

Könnte so gerade klappen: