Vad är fel på denna krets?

[nibman42]

CoilDriver.png

Hej,

Vad är fel på denna krets? Jag önskar åstadkomma en drivkrets som laddar en kondensator via ett förkopplingsmotstånd för att begränsa strömrusning in till kondensatorn när den laddas. När kondensatorn laddats fullt skall man via en signal kunna ladda ur kondensatorn över i en solenoid som kopplas in på J4, J5. MOSFET har förkopplingsmotstånd mot gate samt ett motstånd mot jord för att hålla den stängd när J1 flyter. D2 finns där för att det skall finnas en krets för att kunna ladda kondensatorn. Kondingen är istället 22000uF/35V

Var tänker jag fel, om jag tänker fel? Dioden har jag testat att vända men det blev inte mycket bättre. Kondingen verkar inte ladda i varje fall. MOSFET skall klara upp till 60V men tanken är ca. 12V. Spolen är handvirad med 0,5mm2 koppartråd på ca. 20m.

Alla tips som leder mig vidare mottages varmt!

Mvh,
Nibman

[Icecap]

Kondingen blir uppladd när du tändar transistorn. Men när du släckar transistorn är det inget som laddar ut kondingen.

Är det OK att laddningen av kondingen sker medan transistorn är på?

I så fall ska kondingens minus till GND och L1+flyttas till konding+.

[nibman42]

Hej och tack för svar,

Jag tror att du gav mig svaret ovan, men bara för att beskriva igen vad jag vill åstadkomma, se nedan.

Vad jag vill åstadkomma är en krets där kondingen laddas så fort man kopplar till spänning. Transistorn (MOSFET) skall användas för att ladda ur kondingen genom spolen, så snabbt det går. Om spänning är kopplad laddas kondingen så sant inte MOSFET är på.

Hur åstadkommer jag att kondingen laddas när MOSFET är av? Tanken med D2 var just att den skulle se till detta, dock tror jag att den är felvänd. Jag har testat att vända den och då laddas kondingen (inte som jag sa ovan), men önskat förlopp när MOSFET är på sker dock inte.

Mvh,
Nibman

[Icecap]

D2 kan du kasta, den har ingen funktion.
Kondingens + är kopplat OK, men konding minus skal kopplas till GND.

J5 ska flyttas till kondingens + och då är saken biff.

[MadModder]

Då spänningen över kondensatorn ska in i solenoiden måste den kopplas parallellt med kondensatorn, inte i serie med den.

IMG_3605.jpeg

[nibman]

Tackar, bugar o bockar, då förstår jag till fullo vad jag behöver göra.

[nibman42]

Hej igen,

Nu har det skett flera gånger att MOSFETen har gått sönder och gissningsvis sker det när jag stänger av MOSFET och ström skapas av spolen när magnetfältet försvinner, en "inductor kickback". I MOSFET finns en skyddsdiod om jag förstått korrekt, men ändå verkar ibland MOSFET gå sönder när jag kör denna krets. Någon som har ett tips på hur jag skall undvika att MOSFET går sönder? Ytterligare diod, storlek, typ?

Syftet med kretsen är som jag nämnt tidigare, att kondingen skall laddas upp och därefter laddas ur så snabbt som möjligt i spolen när man "öppnar" MOSFETen. MOSFET skall enligt databladet klara ca 60V och ungefär det samma i ström, men givetvis inte samtidigt. Jag har kört den på runt 20V och då verkar det fungera, men när jag går upp till 30V (mer magnetfält, starkare reaktion) så börjar det gå sönder. Spolen är på runt 3 ohm så rimligtvis borde väl inte mer än max 10A flöda igenom MOSFET när gate öppnar den? Det är dessutom en relativt kort stund, något tiotals millisekunder innan kondingen är nästan helt urladdad.

Då jag styr gate på MOSFET med en Arduino så har jag även vid ett tillfället även lyckats blåsa en pinne på mikrokontrollern. Att placera en diod på utgången från Arduinon som då förhoppningsvis skyddar den är ytterligare en förändring som behövs. Frågan om då spänningen till gate räcker, då styrsignalen bör vara 0.7V lägre efter dioden. MOSFET är av modellen DIT090N06.

Jag läste någonstans att en "inductor kickback" kan generera tusentals volt, kan det stämma? Kan det stämma i detta fallet? Om så är fallet, hur handskas man med det, mer än försiktigt?

Som alltid, ytterligt tacksam för alla tips som för mitt projekt framåt!

Gott Nytt År,

Nibman

[nibman42]

Hej igen,

Kan ju faktiskt nämna att vad som verkar hända när MOSFET går sönder är att den förblir öppen hela tiden. Ström verkar flyta igenom den kontinuerligt och motståndet R3 blir riktigt varmt.

Jag bifogar också det nya kretsschemat.

[Mindmapper]

Jag får det inte riktigt att gå ihop.
Har du 100 ohm i serie med spolen kan den inte få mer än max 120mA genom resistorn. När kondensatorn är uppladdad kan du få en riktigt hög ström genom spolen under en kortare stund. Vad som man behöver veta är vilken styrsignal är. Är det en väldigt långsam signal blir det hela ett DC förlopp. Spolen kommer att få högström från kondingen men när kondingen blir urladdad kommer strömmen att begränsas av resistorn. Strömmen till spolen blir då väldigt låg. Vet ej om jag missat något om vilken funktion spolen har. Är det ett relä får den knappast hållström. Om den körs med en högre frekvens skulle ett relä klappra och slitas ut väldigt fört. En högtalare skulle ge ifrån sig en ton beroende på frekvensen. Men en högtalare vill man inte ha DC igenom. Förstår ej syftet.

Kör man den med snabba till och frånslag medans kondensatorn fortfarande har energi kvar kan man nog köra sönder mosfeten. Ett sätt att förhindra det vore i så fall att sätta en kraftig diod direkt över spolen. Tråddragning kan t.ex spela in. En diod direkt på spolens anslutningar tar död på den negativa transienten vid källan (spolen i det här fallet).
Driver du transistorn dåligt bör du känna det genom att den blir varm. Det är också frekvensberoende. Är det höga frekvenser är det sämre. Har ej tittat i databladen för transistorn, men många mosfet behöver mera drivning än vad en arduino kan ge.

[MadModder]

Enligt första inlägget ska kondingen laddas upp långsamt, och när den är full ska en solenoid slå till.
Vad syftet är kan vi bara spekulera i. Det kan ju vara en dragmagnet som bara ska smälla till något en gång lite kort.

Det kan ju också nämnas att skyddsdioden i transistorn är ganska klen.
Men som tidigare nämnts sätt en kraftig diod baklänges tvärs över solenoiden.

[nibman42]

Jag får det inte riktigt att gå ihop.
Har du 100 ohm i serie med spolen kan den inte få mer än max 120mA genom resistorn. När kondensatorn är uppladdad kan du få en riktigt hög ström genom spolen under en kortare stund. Vad som man behöver veta är vilken styrsignal är. Är det en väldigt långsam signal blir det hela ett DC förlopp. Spolen kommer att få högström från kondingen men när kondingen blir urladdad kommer strömmen att begränsas av resistorn.

Hej o tack för svar.

Jo, det är relativt snabbt förlopp, 10-20ms som urladdningen sker. Det är inte tanken att strömförsörjningen skall kunna bibehålla magnetfältet i spolen, bara en snabb strömstöt från kondingen. Motståndet är där för att förhindra strömrusning in till kondingen när MOSFET inte längre leder och skall laddas upp av strömförsörjningen igen.

En diod parallellt med spolen, med katoden mot positiv spänning, uppfattat. Alltså precis samma sätt att skydda mot kickbacks som med ett relä. Frågan är, finns det något jag måste tänka på i dimensionering av dioden? Är det en vanlig likriktardiod? 1A, 10A?

Vad med skydd mot transienter in mot Arduinon? Bara en diod i serie med motstånd R1?

Idag fungerar det med signal från Arduino för att få MOSFET att öppna, om den bottnar den är jag dock osäker på.

https://diotec.com/en/product/DIT090N06.html

Här nämns "Threshold voltage" mellan 2 till 4 volt. Jag tolkar det som att om jag använder en Arduino som lämnar 5V på utgången kommer MOSFET att öppna fullt även om jag har en diod i serie med R1. Är det korrekt?

[MadModder]

Angående backdioden så är det mer spänningen som är av intresse.
Den negativa spiken kan lätt bli över 100V vid 12V drivspänning.
Jag tänker U * 20 och sen nästa jämna hundring för marginal. Det blir 300V för min diod med hängslen och livrem. Har funkat hittills.

Nu har jag iofs ett gäng likriktardioder 1n4007 i en låda så det är vad jag brukar ta, men det är kanske lite overkill då de tål 1000V.
Det går också med schottkydioder, eller switchdioder.

[nibman42]

Tack för det. Då vet jag vad jag skall välja.

[nibman42]

Hej igen,

Jag fortsätter med min krets där MOSFET går sönder med jämna mellanrum. Det fungerar alltid hemmavid, men så fort jag flyttar kretsen till ett annat hus så går MOSFET sönder när jag testar. Har funderat på luftfuktighet i huset, och ev. statisk elektricitet, att det är i ett jordat uttag som spänningsaggregatet kopplas in i huset där det går sönder, men tror inte riktigt på något av detta. Enligt nedan länk gällande MOSFET står det att den inte är ESD-känslig, vilket jag trodde gällde alla MOSFET?

Det jag däremot tror är att spolen ger en sådan kickback (ibland) att det bara av slumpen sker när kretsen finns i andra huset. Börjar bli smått knäpp på detta.

Som jag nämnt använder jag en MOSFET av modell DIT090N06 med som jag tolkar det tillräcklig spänning- 65V och strömkapacitet 90A för att hantera det den skall göra.

https://diotec.com/en/product/DIT090N06.html.

Vad jag sett att andra gör är att använda en Thyristor (SCR) istället för en MOSFET. De skall kunna hantera bra mycket mer spänning och Ampere om man väljer rätt modell. Nackdelen är kanske att de inte stänger när man väl öppnat dem. Jag har inte testat så jag vet inte.

Vad jag sett att andra gör är att använda ett motstånd i serie med skyddsdioden (D1), ett på 1 ohm 5W (trådlindat) (R4), parallellt med spolen. Kan detta motstånd påverka kickbacken positivt så att det skyddar MOSFET än bättre? Se inkluderat uppdaterat kretsschema.

Vad jag inte berättat tidigare är att jag tre sådana kretsar parallellt med varandra, alla inkopplade till samma spänningskälla, alla inkopplade till samma signalkälla (en Arduino), där signalen skickas till de tre kretsarna i följd, en puls på mindre än 100ms till varje krets. Då skall kondingen urladdas in i spolen. Jag kör inte detta på 12V heller, utan har testat på 20V och 30V, det har fungerat prickfritt när jag kör det hemma.

Hur skall jag undvika att MOSFET går sönder? Vad kan vara orsaken till att den går sönder?

Som alltid, alla svar som kan göra att jag kommer framåt och gör att jag förstår vad som är tokigt med denna krets mottages tacksamt!

God fortsättning på er alla!

CoilDriverNewest.png

[MadModder]

Nej, när du sätter ett motstånd i serie med dioden tillåter detta den negativa spiken att bli högre.
Detta görs ofta för att få reläer/kontaktorer/solenoider att släppa fortare. Men då måste man designa styrkretsen att tåla detta.

Prova sätt dioden direkt på spolen och inte tillsammans med styrkretsen för att undvika att spiken ens kommer ut i kabeln.