Verwarring rond mosfet

Op 10 december 2016 21:48:43 schreef stenpepelctro:

"Gate weerstand

Zoals je hierboven ziet, is het niet nodig om een gate weerstand toe te passen, zoals bij een bipolaire transistor bij de basis wel vereist is.

In principe correct, maar als je een condensator, wat de gate eigenlijk is, zijn er redenen waarom het wel te doen.
Fatbeard schreef:Over de taak van R2 valt te twisten: stopweerstand tegen oscillaties, stroombegrenzing voor de gate, of stroombegrenzing voor de processorpin; allen vereisen een andere waarde.

Ten eerste kan het zijn dat de MOSFET zodanig "goed" is dat ie zo snel kortsluiting maakt tussen de belasting en de GND dat ie de GND trace "optilt" in plaats van de belasting omlaag.

Laat dat maar achterwege: hou het maar eenvoudig, 'tis al moeilijk genoeg.

Een andere reden kan zijn om de stroom bij het schakelen die naar de gate loopt te beperken. De gate gedraagt zich voornamelijk als condensator. Zou je een output driver van een microcontroller daar direct aanhangen, dan komt de stroom op het moment van schakelen boven de officiele maximum stroom uit. Deze kan je limiteren door er een weerstand tussen te zetten.

Juist

Verder kan het zijn dat het langzamere schakelen juist gewenst is."

Ik kan mij geen toepassing bedenken, anders dan in audioversterkers, maar trager schakelen geeft ook veel meer warmteontwikkeling in de mosfet.

Er staat hier dus dat de stroom te hoog kan worden en dat daar een weerstand voor gebruikt kan worden (R2) maar je zei dat als ik die zo uitreken dat hij de microcontroller beschermt dan stuurt je de mosfet veel te soft aan.
Ook staat er in mijn lesboek een weerstand van 570ohm op de plaats van R2.
Er zijn verder nog meer reacties die zeggen dat R2 niet ter bescherming van de microcontroller dient.
Vandaar de verwarring.

Het principe is dat je een mosfet zo vlug mogelijk moet schakelen wat stroom vereist van de aansturing.
Als je dat met een controller doet moet de weerstand hoger zijn.
Een relais schakelen met bv 570 ohm is geen probleem, met uw motoren daarentegen is het wel een probleem als je die wil PWMen om de snelheid te regelen.

Als hij veel moet schakelen en snel (pwm) moet de weerstand zo laag mogelijk zijn en aangezien een controlleruitgang beperkt is in stroom kun je gebruik maken van driver die je tussen de controller en de mosfet plaatst.

Nu is mijn vraag: is een logic level mosfet meteen 100% open vanaf zijn treshold level?
Want dan zou bijvoorbeeld bij 2v al helemaal open zijn.

Nee, dat is de spanning waarbij hij nog blijft of begint te geleiden.
De inwendige weerstand is nog veel te hoog omdat de chip (dice) maar heel gedeeltelijk wordt gebruikt.
Het gevolg hiervan is warmteontwikkeling.
De spanning die nodig is om de mosfet volledig open te zetten kun je aflezen in de grafieken van zijn datasheet.
Bij een logic level mosfet is dat kleiner dan 5v, bij andere kan dat 10 a 12V zijn.

Is het probleem dat ik de mosfet dan te soft open stuur met een weerstand van 270ohm ook weg?

Ja als je veel stroom wilt schakelen zoals uw 3 motoren.
Voor 1 motortje zou dat nog wel goed werken maar 3 is wat veel.
Daar zijn speciale ic's voor te krijgen zoals een TC4427, makkelijk in gebruik en veilig voor uw controller.

Dat je niet leest geloof ik niet, eerder dat je het niet begrijpt met al die gespecialiseerde info ;)

LDmicro user.

In mijn ogen leest de TS de antwoorden best. Conclusies hierboven zijn zo gek niet. R2 kan weg volgens de meesten, maakt het te traag en voor korstluiting hoeft het niet.

Toch, ik zou 'm er wel in laten, al is het maar voor debuggen. Even de gate kortsluiten, of de R eruit. Voorkomt dat je sporen moet krassen. Hoe groot die R moet zijn hangt af van de gate-capaciteit. RC netwerkje is het en daar kun je aan rekenen. Een paar honderd Ohm lijkt mij geen probleem hier.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
blackdog

Golden Member

Hi,

R2 kan niet weg!!!
R2 kies je met zorg, dit aan de hand van de rest van je schakeling! ( dus de manier hoe je de Fet aanstuurd )
Dit is ook direct gekoppeld aan de bouw wijze, hoelang is de bedrading rond de Fet enz.

Goede conclusies kan je alleen trekken, als je de complete schakeling weet met de eigenschappen van de gebruikte onderdelen.
En een van de andere CO leden merkte al op dat dit al moeilijk genoeg is.
Een simpel lijkende schakeling die complex is. ;-)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Op 11 december 2016 08:31:05 schreef MGP:
[... langzamer schakelen ... ] Ik kan mij geen toepassing bedenken, anders dan in audioversterkers, maar trager schakelen geeft ook veel meer warmteontwikkeling in de mosfet.

Ik wil een aan-uit schakelaar op mijn motor controller. De ontkoppel condensatoren moeten dicht bij de motor controller.

Zet je een schakelaar of relais er tussen dan is de piekstroom zodanig hoog dat die vlot kapot gaan.

Schakel je een mosfet snel, dan geldt daar hetzelfde voor. Ik heb een stuk of vijf mosfets opgeblazen voordat we het circuit uiteindelijk goed hadden. Te snel schakelen van de mosfet levert een stroom boven z'n absoulte max op en dan gaat ie kapot. Die "absolute max" is dus 1200A.... Huidige situatie is dat we met condensatortjes regelen dat de condensatoren in 2s opgeladen worden, met gedurende die 2s een paar watt aan vermogen in de mosfet. Als je dat niet continue doet gaat dat goed.

Op 11 december 2016 10:33:55 schreef flipflop:
Conclusies hierboven zijn zo gek niet. R2 kan weg volgens de meesten, maakt het te traag en voor korstluiting hoeft het niet.

ALS je probeert om onder de 25mA max stroom uit de arduino pin te blijven, dan kies je een weerstand die veel te groot is om snel te schakelen.

[Bericht gewijzigd door rew op 11 december 2016 11:33:07 (16%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

@ TS,

Dus als je de uitgang van je Arduino wil sparen, dan zet je er een driver tussen. Er staan voorbeelden in het artikel, dus doe je voordeel ermee.

Je hebt nu een logic level fet die je met 5VDC open kan sturen, maar een Arduino geeft 3.3V aan de uitgang (of heb ik dat mis, werk nooit met die dingen). Dus de waarden die in de datasheet staan haal je waarschijnlijk niet. En dan wil je er ook nog een weerstand tussen zetten met een te grote waarde. Zelf gebruik ik nooit logic level fets omdat ik dat waardeloos vindt werken, om een relais aan te sturen zal het goed zijn, maar voor andere dingen niet. Maar dat is mijn mening....

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Driver, hmm. Volgens mij gaat het hier om een educatief projectje met een paar simpele motoren eraan. Hele discussie over al dan niet een gate-weerstand, hoe groot mag ie wel/niet zijn. Piekstromen >1000A. Kom op zeg.

TS, kun je eens wat meer detail geven over de opstelling. Waar praten we uberhaupt over? Motoren voor een fiets? Of robotje? 100mA, 3A, 100A,,,?

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein

Lambiek, de arduino werkt normaliter op 5V. Er zijn enkele versies in omloop die 3.3V doen. Het nadeel daarvan is naast dat sommige dingen 5V verwachten, dat de specs voor de atmega328 zeggen dat ie op 3.3V de 16MHz van de standaard arduino niet meer haalt. Je moet dan terug naar 8MHz waardoor je weer voorzichtig moet zijn met het instellen van je arduino omgeving.

Flipflop, de motoren schijnen 3*300mA te trekken. 1A totaal.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

Op 11 december 2016 13:19:56 schreef rew:
Lambiek, de arduino werkt normaliter op 5V.

Oké, ik zie vaak 3.3V voorbij komen vandaar. Maar ik geloof je zomaar rew.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Het is inderdaad nogal complex. :P

Volgens @MGP en @lambiek is R2 te groot en kan ik beter een driver pakken.
Volgens @flipflop zou een paar honderd ohm geen probleem zijn en is een driver misschien wat overdreven voor een educatief projectje.

Ik ga me nu wat meer in die driver verdiepen.

Op 11 december 2016 12:06:54 schreef flipflop:
Driver, hmm. Volgens mij gaat het hier om een educatief projectje met een paar simpele motoren eraan. Hele discussie over al dan niet een gate-weerstand, hoe groot mag ie wel/niet zijn. Piekstromen >1000A. Kom op zeg.

TS, kun je eens wat meer detail geven over de opstelling. Waar praten we uberhaupt over? Motoren voor een fiets? Of robotje? 100mA, 3A, 100A,,,?

Het gaat om 3 motors die bij nominaal koppel 340mA trekken.
Dus in totaal 1,02A
Deze gaan gebruikt worden voor transportbandjes.

Samenvattend: voor een educatief project kan je R2 gewoon op je print ontwerpen. Of op je breadboard zetten. Een waarde als 10 ohm is prima. Je kan ook eens kijken wat er gebeurt als je hem overbrugt. En wat er gebeurt als je er 100 of 1000 ohm in zet. DAT is educatief zeer nuttig. Maar ga over het waarom dan niet zeggen dat ie je arduino heel houdt.

Als je de boel simpel wil houden, en dat wil je, kies dan gewoon voor een geschikte mosfet die het bij 5V goed doet.

[Bericht gewijzigd door rew op 11 december 2016 15:10:35 (18%)]

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 10 december 2016 17:21:35 schreef rew:
De blusdiode is niet nodig. Het enige is dat je dan maximaal 65mJ aan energie in je motor inductie mag opslaan. En je fet mag niet te vaak die 65mJ voor z'n kiezen krijgen. (ongekoeld ongeveer 16x per seconde =~ 1W).

Of je over de 65mJ heengaat is afhankelijk van de motorstroom en inductie. E = 1/2 . L . I2 . Invullen en je weet het.

Het is mij niet duidelijk of ik een diode nodig heb ondanks het is gezegd dat dat wel beter zou zijn.
Ik weet namelijk niet hoe ik aan waarde L kom.

Verder is het gezegd dat als ik een diode pak dat het een fast recovery type moet zijn, echter zie ik verschillende circuits op google langskomen die gebruik maken van een diode uit de 1n4001-1n4007 serie.

Lambiek

Special Member

Op 11 december 2016 14:10:35 schreef stenpepelctro:
Deze gaan gebruikt worden voor transportbandjes.

Even iets anders: En die transportbandjes komen achter elkaar te staan?, of staan die apart ergens bij?

Verder is het gezegd dat als ik een diode pak dat het een fast recovery type moet zijn, echter zie ik verschillende circuits op google langskomen die gebruik maken van een diode uit de 1n4001-1n4007 serie.

En alles wat op internet staat klopt? :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 11 december 2016 15:24:46 schreef Lambiek:
[...]
Even iets anders: En die transportbandjes komen achter elkaar te staan?, of staan die apart ergens bij?

[...]
En alles wat op internet staat klopt? :)

2 van die transportbandjes komen i.v.m. beperkingen in het project achter elkaar te staan en 1 komt er 90 graden langs te staan.

Vergeet niet dat dit forum ook op internet staat ;)

Lambiek

Special Member

Op 11 december 2016 15:34:08 schreef stenpepelctro:
2 van die transportbandjes komen i.v.m. beperkingen in het project achter elkaar te staan en 1 komt er 90 graden langs te staan.

En die ga je met één regeling aansturen, en als er nu één van de motoren iets sneller of langzamer draait? Is het dan handig om maar één regeling te hebben?

Vergeet niet dat dit forum ook op internet staat ;)

Ja, dat weet ik. :) Maar er zitten hier allemaal mensen uit de praktijk met bergen ervaring, waaronder een groot aantal ingenieurs. Dat kun je dus niet vergelijken met één of andere prutser die iets op internet smijt. CO staat wat dat betreft hoog in het vaandel mag ik wel zeggen.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 11 december 2016 16:05:56 schreef Lambiek:
[...]
En die ga je met één regeling aansturen, en als er nu één van de motoren iets sneller of langzamer draait? Is het dan handig om maar één regeling te hebben?

De motorsnelheden hoeven niet identiek te zijn het moet alleen niet zo zijn dat alles zo snel loopt dat het de soep in loopt :P.
Bovendien heeft de microcontroller die we gebruiken maar 2 PWM uitgangen.
Dus als we alle motors apart willen aansturen dan hebben we daar weer een extra microcontroller voor nodig.

Op 11 december 2016 16:05:56 schreef Lambiek:

[...]
Ja, dat weet ik. :) Maar er zitten hier allemaal mensen uit de praktijk met bergen ervaring, waaronder een groot aantal ingenieurs. Dat kun je dus niet vergelijken met één of andere prutser die iets op internet smijt. CO staat wat dat betreft hoog in het vaandel mag ik wel zeggen.

Het was ook maar een grapje :P.

Op 11 december 2016 14:10:35 schreef stenpepelctro:
Het gaat om 3 motors die bij nominaal koppel 340mA trekken.
Dus in totaal 1,02A

Nah, zijn we er uit toch? Paar kleine fetjes via een 100R aan de Arduino en klaar ben je. Types met threshold spanning ver onder de 5V. Alles meer is overkill. Met een scoop controleer je dan nog even hoe de spanning op de gate eruit ziet (maar dat zal een prima blokgolf zijn), leuk voor in je rapportje.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
Lambiek

Special Member

Bovendien heeft de microcontroller die we gebruiken maar 2 PWM uitgangen. Dus als we alle motors apart willen aansturen dan hebben we daar weer een extra microcontroller voor nodig.

Je kunt ook zelf pwm maken op een vrije poort, maar goed hou het maar zo dan.

Ik zou een proef opstelling maken op een bread board, en kijken wat het doet.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 11 december 2016 16:47:28 schreef stenpepelctro:
Bovendien heeft de microcontroller die we gebruiken maar 2 PWM uitgangen.

Ik dacht dat jullie een arduino gebruikten...

Op arduino.cc staat:

On most Arduino boards (those with the ATmega168 or ATmega328), this function works on pins 3, 5, 6, 9, 10, and 11

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

O, het kan dus wel volgens rew. Dan zou ik dat dus doen, dan kun je iedere motor apart regelen. Is wel zo mooi voor je transportbandjes. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Dit is het schema geworden:

Enige wat ik misschien nog wil aanpassen is i.p.v. 1 blusdiode 3 diodes te plaatsen (zo dicht mogelijk bij de motors).

Het kan alsnog zijn dat elke motor apart gestuurd gaat worden.
Iedereen bedankt voor de adviezen! :)

Met "R1 = 270 ohm" toon je m.i. aan dat je niet begrijpt waar je mee bezig bent.

Daarnaast zitten er NOG twee fouten in je schema. School project toch? Zelf zoeken! :-)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Op 13 december 2016 22:37:50 schreef rew:
Met "R1 = 270 ohm" toon je m.i. aan dat je niet begrijpt waar je mee bezig bent.

Daarnaast zitten er NOG twee fouten in je schema. School project toch? Zelf zoeken! :-)

Oei, krijg ik hints? :p

Ik heb nu R1 weer gepakt als stroombegrenzing voor de microcontroller, ik neem aan dat dit dan niet nodig is omdat het om een driver gaat die eraan hangt?

Je zult me een beetje op weg moeten helpen. :)
Zijn het grote of kleine fouten?
Ben ik componenten vergeten of heb ik de verkeerde componenten te pakken?

Moet ik bijvoorbeeld alsnog een pull-down weerstand bij de fet plaatsen?

Ik zie nu in https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/41/5 staan
dat R1 in de meeste gevallen weggelaten kan worden, dat ie alleen nodig is als de driver een bipolaire input heeft.

[Bericht gewijzigd door stenpepelctro op 13 december 2016 23:15:05 (18%)]

Hints:

Grote fout: aansluitingen controleren.

Vragen:
Wat moet je doen om een mosfet het schakelen te beletten als er nog geen gatesturing aanwezig is? maw als enkel de 24V aanwezig is.

Welk component heb je nodig om een ic te beschermen tegen storingen en waar moet je dat plaatsen en welke belangrijke functie heeft dat component nog voor dat IC.

Dat IC heeft digitale ingangen, zijn er dan weerstanden nodig aan de ingang en waarom wel of niet?

En er is nog wat tekst die er niet hoeft te staan, waarom?

LDmicro user.