Mosfet

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo Miteinander.

Woran kann es liegen, dass ein Transistor als Schalter (2N2222) angesteuert von einem aus LM338 aufgebautem Smith Trigger gut funkt aber wenn ich einen Mosfet statt den Transistor direkt dranhänge passieren (für mich:smile:unerklärliche Sachen. Der Last ist 360mA (Motor+freilaufdiode) die Versorgung 4x 9000mA NiMh Baterien in Reiche. Sobald ich den Mosfet von dem Trigger ansteuere und mit einem Ohmschen Last (Glüchbirne 4,5V 0,5A) belaste funkt tadellos, sobald ich aber den Motor dranhänge würgt er sich ab obwohl der Motor wenige Last bedeutet. Laut Datenblätter sollen die beiden Mosfets mit denen ich bisher probiert habe min. ab 3V Gatespannung gesättigt sein (4,8 liefert der Trigger) und min.6A sicher leiten.
Was noch schleierhafter ist, wenn ich den Gate des Mosfet(APM3055L) in der Luft hängen lasse mit ca. 5cm. Kabel und ich mich bewege, von der Schaltung mich entferne, lauft der Motor plötzlich mit volle Pulle an???
Braucht man beim induktiven Last noch etwas?

Grübel-grübel:smile:

Balázs.

#2

Was noch schleierhafter ist, wenn ich den Gate des
Mosfet(APM3055L) in der Luft hängen lasse mit ca. 5cm. Kabel
und ich mich bewege, von der Schaltung mich entferne, lauft
der Motor plötzlich mit volle Pulle an???
Braucht man beim induktiven Last noch etwas?

Mal vereinfacht ausgedrückt:
Ein Mosfet ist extrem hochohmig - was bedeutet, daß Du mit Deinem floatenden (so nennt man das, wenn’s in der Luft hängt) Gate alles „einfängst“, was „an Potential und elektromagnetischer Strahlung so in der Luft hängt“.

Was Dein Anlaufproblem mit dem Motor betrifft:
Ehrlich gesagt konnte ich nicht entnehmen, was wie genau verschaltet ist - ich hoffe aber, daß Du auch bedacht hast, daß ein Elektromotor im Anlauf ein Vielfaches des Stromes zieht, den er dann zieht, wenn er bereits läuft?

#3

Hi Balázs,

meine Vermutung: Der Motor benötigt zum Anlaufen deutlich mehr Strom, der MOSFET daher auch mehr Spannung zwischen Gate und Source.

Gleichzeitig sinkt durch den hohen Anlauftrom die Betriebsspannung, was ein Absinken der Gate-Source-Spannung zur Folge hat.

Bernhard

#4

Hi Miteinander.

meine Vermutung: Der Motor benötigt zum Anlaufen deutlich mehr
Strom, der MOSFET daher auch mehr Spannung zwischen Gate und
Source.

In diese Richtung vermutete auch ich etwas. Ich werde versuchen die beteiligte Spannungen beim Einschalten messen wie weit, wo, was einbricht. Ob das mit einem Multimeter überhaupt geht? Der Mosfet soll aber nur Spannung brauchen unabhängig von der Last. Nennenswerte Strom ensteht dort nicht, lediglich die Gatekapazietet zu Laden braucht irgenwas nicht mal messbahres. Anders würde es aussechen, venn Paar KHz Schaltfrekvenz in Spiel währe. Auserdem der 2N2222 schaft es ohne zu meckern und der ist nur für 800mA ausgelegt. Der sollte sich sofort verabschieden wenn der Strom so drastisch ansteigt oder?

Gleichzeitig sinkt durch den hohen Anlauftrom die
Betriebsspannung, was ein Absinken der Gate-Source-Spannung
zur Folge hat.

Und damit sackt auch der Ausgang des Komparators ein. Das kann vielleicht als Ursache herhalten. Könnte dort ein Kondensator +Z Diode als Puffer da etwas bewirken. Oder gleich ein großer Kondi paralell mit der Baterien? Bin zimlich unterentwickelt in dieser Disziplin:smile:Muss ich morgen rumprobieren. Und wenn es tatsächlih der Grund ist warum lauft der an nur durch diese winzige Antenne ? Wie kann dort eine stabiele ausreichende Spannung entstähen, um 3V? Rätselhaft.

Balázs.

#5

… Ich werde versuchen die beteiligte Spannungen beim Einschalten messen wie weit, wo, was einbricht. Ob das mit einem Multimeter überhaupt geht?

Hallo Balázs,

normalerweise verwendet man ein Oszilloskop, um den zeitlichen Verlauf gut beobachten zu können. Ein Multimeter ist zu langsam. Du kannst aber einfach den Motor festhalten, dann fließt ständig der Anlaufstrom. Der MOSFET kann dabei aber heiß werden, wenn die Schaltung unterdimensioniert ist.

Der Mosfet soll aber nur Spannung brauchen unabhängig von der Last…

Stimmt.

… der 2N2222 schaft es ohne zu meckern und der ist nur für 800mA ausgelegt. Der sollte sich sofort verabschieden wenn der Strom so drastisch ansteigt oder?

Nicht unbedingt. Das hängt u. a. vom Basisstrom ab. Ein Bipolatransistor benötigt zum Durchschalten weniger als 1 V zw. Basis und Emitter, da ist der MOSFET noch ausgeschaltet.

Und damit sackt auch der Ausgang des Komparators ein.

Genau.

Könnte dort ein Kondensator +Z Diode als Puffer da etwas bewirken.

Nein. Die Z-Diode kann die Spannung nur verringern und der Kondensator am Schaltausgang verschleift die Schaltflanken und benötigt zusätzlich Ladestrom.

Oder gleich ein großer Kondi paralell mit der Baterien?

Vielleicht, wenn die Batterien einen hohen Innenwiderstand aufweisen. Oder hast du zu dünne Verbindungsleitungen?

Und wenn es tatsächlih der Grund ist warum lauft der an nur durch diese winzige Antenne ? Wie kann dort eine stabiele ausreichende Spannung entstähen, um 3V? Rätselhaft.

Physikalisch: Influenz http://de.wikipedia.org/wiki/Influenz kann aber auch leicht die Gate-Isolation des MOSFET zerstören und dann fließt ein deutlicher Strom in den Gateanschluss hinein.

Bernhard

#6

Hallo Bernhard

normalerweise verwendet man ein Oszilloskop,

Erst haben:smile:

Wenn ein großer Kondi paralell geschaltet ist sollte der nicht die nötige Stromstärke für die kurze Zeit bis der Motor angelaufen ist liefern können ohne wesentlich an Spannung zu verlieren? Was für eine Rolle spielt der Inenwiderstand der Baterie hier eine Rolle? Warum soll der Groß sein?
Sei bitte geduldig:smile:

Balázs.

#7

Wenn ein großer Kondi paralell geschaltet ist sollte der nicht die nötige Stromstärke für die kurze Zeit bis der Motor angelaufen ist liefern können ohne wesentlich an Spannung zu verlieren?

Ja.

Was für eine Rolle spielt der Inenwiderstand der Baterie hier eine Rolle? Warum soll der Groß sein?

Durch den Stromfluss durch die div. Widerstände sinkt die Spannung am Verbraucher (deiner Schaltung). Die div. Widerstände sind z. B. die Innenwiderstände der Zellen der Batterie, die Widerstände der Anschlussleitungen, die Kontaktwiderstände usw. Alle sind in Reihe geschaltet. Wenn die Summe z. B. 1 Ohm beträgt und der Motor-Anlaufstrom 1 A, dann sinkt die Spannung beim Anlauf um 1 Ohm · 1 A = 1 V. Wenn die unbelastete Spannung 4,8 V beträgt, dann sinkt die Spannung beim Anlauf auf 4,8 V - 1 V = 3,8 V.

Der Innenwiderstand soll nicht groß sein, im Gegenteil. Bei kleinem Innenwiderstand ist auch der Spannungsfall klein und dann wirkt ein parallel geschalteter Kondensator auch weniger (–> Kond. nicht notwendig).
Oder umgekehrt, je höher der Innenwiderstand (= schlechter), desto besser wirkt ein Kondensator (–> Kond. notwendig).

Bernhard

#8

Hallo Balázs

Du benutzt, wenn ich das bisher richtig verstanden habe, für den 2N2222 und für den MOSFET die gleiche Ansteuerschaltung?

Könntest Du die Schaltung mal ins Netz stellen? Das würde die Diskussion sehr vereinfachen.

Gruß
merimies

#9

Hallo Meremies, Bernhard und alle:smile:

Du benutzt, wenn ich das bisher richtig verstanden habe, für
den 2N2222 und für den MOSFET die gleiche Ansteuerschaltung?

Richtig. Die Schaltung habe ich mit dem 2N2222 aufgebaut und funkt auch. Nur wolte ich den 2N2222 mit einem Mosfet austauschen. Erstens weil der einen besseren W.grad hat zweitens weil ich dabei was lernen wolte und Paar Stück habe.

Könntest Du die Schaltung mal ins Netz stellen? Das würde die
Diskussion sehr vereinfachen.

Bin grade dabei ein Progi zu suchen. Tina ist mir empfolen worden.
Die Schaltung ist aber sehr einfach, besteht aus einem Smith Trigger und dessen Ausgang steuert den Schalttransistor. Sowohl der Trigger als der Motor werden von 4 NiMh Batterien in Reiche geschaltet versorg.

Wenn ich richtig verstanden habe das Problem ist, dass beim Ansteuern des Mosfets die Spannung des Komparatorausgangs des Triggers unter die für den Mosfet nötige Spannung absakt weil der Motor in diesem Moment zu viel Strom aufnimt und die Batterien diese Menge nicht ohne starken Spannungverlust liefern können. Wenn das der Fall ist dann sollte man nur die Spannungsabfall an die Versorgung des Triggerschaltkreis verhindern. Das könnte man mit entsprechend dimensionierten Kondensator erreichen der wiederum mit einer Diode von den Batterien abgekoppelt ist. Der Triggerkreis selbst verbraucht kaum was. Es geht um relativ kurze Zeit. Lauft der Motor schon ist die Spannung wieder ca. 5V und der Kondensator wird wieder geladen. Ist da ein Denkfehler?

Gruß an alle.
Balázs

#10

Hallo Balázs,

welchen Schmitt-Trigger-Baustein hast du verwendet?

… mit … Kondensator erreichen der wiederum mit einer Diode von den Batterien abgekoppelt ist.

Das geht nur ohne Diode, denn an einer Diode verliert man (in Durchlassrichtung) nochmal fast 1 Volt.

Bernhard

#11

welchen Schmitt-Trigger-Baustein hast du verwendet?

Gerade im Ursprungsposting gesehen:

… aus LM338 aufgebautem Smith Trigger …

LM338 ist ein Spannungsregler , kein Schmitt-Trigger!

Du hast vielleicht eine ganz andere Schaltung aufgebaut, als du denkst.

Bernhard

#12

Hallo Bernhard

welchen Schmitt-Trigger-Baustein hast du verwendet?

LM338. Der soll bis 3V sicher arbeiten (laut Datenblatt)

Das geht nur ohne Diode, denn an einer Diode verliert man (in
Durchlassrichtung) nochmal fast 1 Volt.

Das schon aber die Spannung bleibt am Komparator troztdem gut über 4V in Einschaltmoment, die Baterie lifert ja ca. 5,3V, nur im Motorkreis kann kurz darunter fallen, die Diode sperrt jezt. Wenn ich den ganzen Stromkreis mit Kondensator puffere, dann muss ich viel grösseren nehmen weil der Motor dann auch dran zieht. Ich dachte an eine Schotky.
Heute komme ich villeicht noch dazu ausprobieren. Sollte es nicht klappen muss ich leider beim 2N2222 bleiben.

Balázs

#13

Hallo Balázs

bist Du sicher, dass Du einen LM338 und nicht einen LM339 (4-fach Komparator mit open-collector-Ausgang) benutzt?

Mit einem LM339 sähe die Ansteuerung des FET wohl so aus:
http://www.bilder-speicher.de/08052313129187.gratis-…

Gruß merimies

#14

bist Du sicher, dass Du einen LM338 und nicht einen LM339 (4-fach Komparator mit open-collector-Ausgang) benutzt?

Mit einem LM339 sähe die Ansteuerung des FET wohl so aus: http://www.bilder-speicher.de/08052313129187.gratis-…

Hallo merimies,

genau so habe ich mir das auch vorgestellt, bis ich LM338 las. Deine Vermutung mit LM339 klingt plausibel. Mal sehen, was Balázs dazu sagt.

Vielleicht ist der Hysterese-Widerstand im Verhältnis zum Pull-up-Widerstand (4,7 kOhm in deinem Beispiel) zu klein. Dass der Pull-up-Widersatnd völlig fehlt, glaube ich nicht, sonst würde die Schaltung mit einem 2N2222 wahrscheinlich auch nicht funktionieren.

In beiden Fällen steigt die Spannung am Gate nicht hoch genug, um den FET ausreichend einzuschalten.

Gruß Bernhard

#15

LM308 ??
Hallo Balázs & merimies,

Der LM308 (OpAmp) würde auch noch Sinn machen.

MfG Peter(TOO)

#16

Hallo Balázs & merimies,

Hallo Peter(TOO) - und alle anderen Beteiligten

Der LM308 (OpAmp) würde auch noch Sinn machen.

Von der Bezeichnung bietet sich der auch an. Aber ich würde ihn nicht ohne zwischengeschaltete Transistorstufe verwenden, da der swing des Ausgangssignals einen deutlichen Abstand sowohl von der Betriebsspannung als auch von 0V hat.

MfG Peter(TOO)

auch so
merimies

#17

Hallo merimies,

Der LM308 (OpAmp) würde auch noch Sinn machen.

Von der Bezeichnung bietet sich der auch an. Aber ich würde
ihn nicht ohne zwischengeschaltete Transistorstufe verwenden,
da der swing des Ausgangssignals einen deutlichen Abstand
sowohl von der Betriebsspannung als auch von 0V hat.

Fakt ist ja bis jetzt nur, dass die Schaltung nicht funktioniert !!
Also sind alle möglichen Fehler einzubeziehen, auch dieser :wink:

Es kann sogar die Schaltung I.O. sein, aber über den konkreten Aufbau zu Störungen kommen.

MfG Peter(TOO)

#18

Hallo Bernard und all die anderen die mich unter die Fitiche genommen habt.

Hallo merimies,

genau so habe ich mir das auch vorgestellt, bis ich LM338 las.
Deine Vermutung mit LM339 klingt plausibel. Mal sehen, was
Balázs dazu sagt.

Der sagt MEA CULPA. Der hatte sich nähmlich arg vertippt:frowning:
Richtig ist LM358N. Mit LM339 habe ich den Trigger auch aufgebaut sowohl als invertierenden als nichtinventierenden, funkte sogar besser als der 358 aber habe ihn irgenwie kaputgeschossen seit dem nimt er undefinierte Werte an.

Vielleicht ist der Hysterese-Widerstand im Verhältnis zum
Pull-up-Widerstand (4,7 kOhm in deinem Beispiel) zu klein.
Dass der Pull-up-Widersatnd völlig fehlt, glaube ich nicht,
sonst würde die Schaltung mit einem 2N2222 wahrscheinlich auch
nicht funktionieren.

Bei dem 339 war ja dabei(open collektor) 358 braucht ihn nicht. Ich habe immer nach dem Beispielschaltungen auf dem Datenblätter gebastelt. Die Hysterese ist 10K-1,6M.

Die Idee mit dem Kondensator+ Diode nur im Triggerkreis hat voll hingehaut. 3000mF und der Motor lauft flott an obwohl der Komparatorausgang jezt nur 3,5V hat (die Baterien sind fast leer)Der Mosfet bleibt kalt. Allerdings habe ich jezt einen anderen Mosfet genommen 4920M aus einer alten Grafikkarte. Bin richtig happy:smile:Dachte schon ich schaffe es nie.

Nun muss ich für die Baterieladung sorgen. Das Problem: dazu habe ich eine miserable Quele. Die ist der Löschkondensator der Magnetzündung eines kleinen Zweitaktmotors. Dieser Motor hat keine Lichtspule. Im Lerlauf kann ich nur ca. 2V anzapfen(duch eine Diode)damit lauft meiner kleine E Motor nicht (der treibt die Kühlwasserpumpe an). Auf betriebsdrehzal ohne Last liefer bis zu 20V, belastet mit dem Motor hält ca.4V und und fliest 380mA.
Da der Motor abwechselnd ein und ausgeschaltet wird je nach Kühlwassertemperatur (dafür der Trigger)und die Baterie nur für die Lerlauf nötig ist kann ich nicht einfach diese Quelle mit der Baterie paralell Schalten weil diese irgendwann überladen wird.
Wie kann ich es verhindern?

Guß: Balázs

#19

Bei dem 339 war ja dabei(open collektor) 358 braucht ihn nicht. Ich habe immer nach dem Beispielschaltungen auf dem Datenblätter gebastelt. Die Hysterese ist 10K-1,6M.

Die Idee mit dem Kondensator+ Diode nur im Triggerkreis hat voll hingehaut. 3000mF und der Motor lauft flott an obwohl der Komparatorausgang jezt nur 3,5V hat (die Baterien sind fast leer)Der Mosfet bleibt kalt. Allerdings habe ich jezt einen anderen Mosfet genommen 4920M aus einer alten Grafikkarte. Bin richtig happy:smile:Dachte schon ich schaffe es nie.

Der Ausgang des LM358 kommt nur bis etwa 1,2 V an die pos. Versorgung heran (bei 25 °C), der ist dafür nicht besonders geeignet. Auch mit einem anderen FET mit noch niedrigerer Schwellspannung wird die Schaltung vermutlich nicht zuverlässig funktionieren, insbesondere, wenn sie in einem größeren Temperaturbereich eingesetzt werden soll. Der frühere Ansatz mit dem Komparator LM393/339/2901 usw. mit zusätzlichem Pull-up-Widerstand wäre besser. Alternativ ein Operationsverstärker mit „Rail-to-Rail“-Ausgang.

Bernhard

#20

Nun muss ich für die Baterieladung sorgen. Das Problem: dazu habe ich eine miserable Quele. Die ist der Löschkondensator der Magnetzündung eines kleinen Zweitaktmotors. Dieser Motor hat keine Lichtspule. Im Lerlauf kann ich nur ca. 2V anzapfen(duch eine Diode)damit lauft meiner kleine E Motor nicht (der treibt die Kühlwasserpumpe an). Auf betriebsdrehzal ohne Last liefer bis zu 20V, belastet mit dem Motor hält ca.4V und und fliest 380mA.
Da der Motor abwechselnd ein und ausgeschaltet wird je nach Kühlwassertemperatur (dafür der Trigger)und die Baterie nur für die Lerlauf nötig ist kann ich nicht einfach diese Quelle mit der Baterie paralell Schalten weil diese irgendwann überladen wird.
Wie kann ich es verhindern?

Hallo Balázs,

mit einem Spannungsregler (= Spannungsbegrenzer). Weil die Spannung relativ niedig ist, muss der Spannungsregler mit einem niedrigen Spannungsfall arbeiten können. Diese heißen bei vielen Herstellern „LDO“ (Low-drop output). Außerdem eine Schottky-Diode dazwischen schalten, damit kein Strom von deiner Batterie rückwärts durch den Spannungsregler fließt, wenn die Eingangsspannung niedriger ist als die deiner Batterie.

Bernhard