mosfetschakeling op PWM-uitgang atmega32

dag iedereen,

Voor een schoolproject ben ik een temperatuurregeling aan het maken door middel van een PID-regeling die ik met AVR heb geschreven voor een atmega32.
Ik meet de huidige temperatuur d.m.v. een lm35, dit signaal heb ik 10 maal versterkt voor een groter spanningsverschil te verkrijgen en heb dit aan mijn ADC1 (PIN 40) verbonden, dit werkt allemaal naar wens.
Aan de uitgang van mijn atmega32 (0-5V), OC0 (PIN4) heb ik door middel van een mosfet buz31 een hallogeenlampje (voor de warmte) van 12DC in serie gezet met een gelijkspanning van 12V. dit is van drain naar source.

Mijn probleem is nu, wanneer ik de gatespanning rustig van 0 naar 5V verhoog, dat deze lamp pas begint te branden wanneer ik een gatespanning van 3V bereik. Mijn spanning over de lamp springt dan plots op 7V. En als ik deze gatespanning blijf behouden, dan komt er rustig aan meer spanning over mijn lamp. Na een tijd blijft deze wel constant, maar mijn mosfet warmt zich zeer snel op.
Mijn vraag is of ik dit kan verhelpen door er nog een vermogenweerstand in serie bij te zetten?

dit is een voorbeeld

http://www.circuitsonline.net/forum/view/74588

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (3%)]

Mijn probleem is nu, wanneer ik de gatespanning rustig van 0 naar 5V verhoog, dat deze lamp pas begint te branden wanneer ik een gatespanning van 3V bereik.

Dat is niet verwonderlijk. Maar hoe kom je aan een spanning van 3V op de gate? Je stuurt de FET toch met PWM, zoals de titel laat vermoeden?

Hoezo is dat niet verwonderlijk?

Ik voer mijn frequentie op van mijn uitgang, zo is het net alsof je een analoge spanning op je uitgang krijgt.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (14%)]

Stevilius, het vermogen, in je lamp, maar ook in de mosfet, is de stroom maal de spanning.

Omdat je WEL vermogen in je lamp, en NIET in je mosfet wilt hebben is het zaak om de fet goed aan te sturen: OFWEL je stuurt hem helemaal UIT, dan is de stroom nul, terwijl de spanning hoog is. De lamp heeft dan 0A, 0V te pakken, en levert geen vermogen.

OFWEL je stuurt hem helemaal AAN. Dan is de stroom maximaal, maar de spanning vrijwel nul. Zo is het product toch laag. De lamp levert nu maximaal vermogen: De spanning en de stroom zijn alletwee maximaal.

Als je een vermogen wilt hebben van tussen min en max in ga je PWM gebruiken. Door bijvoorbeeld 50% van de tijd de mosfet -> Lamp aan te sturen, krijg je 50% van het vermogen.

In het datasheet (blz 2) van je buz staat dat de threshold voltage (typ) 3V is. Dat is de spanning waarbij stroom begint te lopen. Dat klopt dus precies.

Een BUZ31 is niet een FET die uitermate geschikt is om direct met 5V uit een microcontroller te sturen. Hij dient gestuurd te worden met 10-15V (meestal 12V) op z'n gate.

Bij 4.5V (wat je mag verwachten als je probeert hem met 5V aan te sturen), heeft ie een weerstand van zo'n 0.5 Ohm en kan je er max 2A doorheen sturen. Je krijgt dan 2A * 0.5 Ohm = 1V over de FET en 1V * 2A = 2W aan verliesvermogen in je FET.

Een fysiek kleinere IRFML8244 (*) is al wat beter. Die kan zonder problemen 2A aan, koeling nauwelijks nodig.

Wat is de stroom die je lamp trekt?

(*) Hij kan ook IRML8244 heten, ik weet het niet meer, je zoekt het zelf maar op....

Bij een stuurspanning van 3,5V heb ik een stroom van 0,8A door mijn lamp.
ik denk dat ik de juiste mosfet gevonden heb denk ik, deze heeft een threshold voltage van min. 2V

IRFM240

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/irf/irfm240.pdf

bedankt voor je uitleg

Hou er ook rekening mee, dat de gloeidraad van een halogeenlamp een erg lage weerstand heeft als hij koud is. Bij een 12V/50W-lampje meet ik 0.29Ω.
Als je dan start met een erg kleine puls/pause-verhouding, warmt hij nauwelijks op en blijft de weerstand laag. Dat kan het rare gedrag van je startpost verklaren, zeker met een BUZ31, die zelf een RDS(ON) heeft van 0.2Ω
Bij een gewone gloeilamp doet zich hetzelfde voor, maar in mindere mate.
Een vermogensweerstand is beter geschikt. Die kan je zelf maken met een eind RVS-draad dat je voor een prikje kan kopen bij de plaatselijke ijzerwinkel of bij een bouwmarkt. Ga die draad niet oprollen, zodat je een spoel bekomt! Maak er liever een zigzag-constructie van.

Of neem hem eerst dubbel, en rol dàt op een vorm.
http://www.uploadarchief.net/files/download/20120106fet_l-free-r.png       Wiki: bifilaire wikkeling

Op 6 januari 2012 12:28:08 schreef stevilius:
Bij een stuurspanning van 3,5V heb ik een stroom van 0,8A door mijn lamp.
ik denk dat ik de juiste mosfet gevonden heb denk ik, deze heeft een threshold voltage van min. 2V

Nee, nu doe je het nog steeds verkeerd.

Je zal eerst opheldering moeten geven over je aanstuurmethode: in de topictitel stel je dat je met PWM werkt, maar ik krijg toch sterk de indruk dat je de gate van je FET met een regelbare spanning stuurt, waar ze over het algemeen niet van houden en zeer snel van opwarmen: dat ga je niet oplossen met een andere FET, je moet de aansturing gewoon veranderen.

Ik denk dat de TS een normaal PWM-signaal op de gate zet, en dan met de multimeter in zijn Spanning-DC stand de gemiddelde spanning van het PWM-signaal meet.

Het zou mooi zijn als de TS dat zou bevestigen.