Mosfet Ausfall

Heute ist Stammtischzeit:
Jeden Donnerstag 20:30 Uhr hier im Chat.
Wer Lust hat, kann sich gerne beteiligen. ;)
  • Hallo zusammen,

    ich habe heute meinen ersten Raspberry Pi, die Zero Version, geschickt bekommen. Geplant ist die Ansteuerung eines RGB-LED Bands über eine Webanwendung. Entsprechende Anleitung und Bauplan habe ich dieser Seite entnommen:
    http://popoklopsi.github.io/RaspberryPi-LedStrip/#!/

    Im Vorfeld habe ich mir die beschriebenen Mosfets im 10er Pack gekauft. Nach einigem basteln hat das ganze dann einigermaßen funktioniert, allerdings schienen bereits 2 Mosfets nicht mehr richtig zu funktionieren, bei 0V an Pin haben die LEDs leicht geleuchtet. Auswechseln des Mosfets hat geholfen.

    Nun habe ich vorhin aus Frust den Pi durch abziehen des Stromkabels ausgeschaltet, daraufhin haben alle LEDs auf voller Helligkeit geleuchtet. Mosfets nachgemessen und wie befürchtet alle drei durchgebrannt (kein Widerstand zwischen Drain und Source).

    Die Schaltung ist sonst korrekt, zuvor hat alles gut funktioniert. Ich habe nochmal mit dem Spannungsmessgerät die Ausgänge gemessen und beim Abziehen des Stromkabels am Pi einen leichten Impuls festgestellt.

    Ist es normal, dass die Teile so schnell abrauchen? Gibt es eine Möglichkeit, den Pi sanfter auszuschalten (herunterfahren über Menü ist bekannt, aber später nicht mehr praktikabel).
    Hier hat jemand den Mosfet etwas anders angeschlossen über einen Widerstand, würde so etwas helfen oder kennt ihr andere Methoden?
    http://newtextiles.media.mit.edu/?p=535

    Auch wenn die Mosfets nur 30ct das Stück kosten ist es ja keine Dauerlösung andauernd neue einzubauen.

    Viele Grüße

    Einmal editiert, zuletzt von DEMOA (17. Juli 2016 um 00:04)

  • Es kommt drauf an, was genau du vor hast. Schau mal, ob eine dieser beiden Lösungen passen könnte:

    Ollemo
    12. März 2015 um 21:56
    Neueinsteiger
    14. Juni 2016 um 13:25

  • Ist es normal, dass die Teile so schnell abrauchen? Gibt es eine Möglichkeit, den Pi sanfter auszuschalten (herunterfahren über Menü ist bekannt, aber später nicht mehr praktikabel).
    Hier hat jemand den Mosfet etwas anders angeschlossen über einen Widerstand, würde so etwas helfen oder kennt ihr andere Methoden?
    http://newtextiles.media.mit.edu/?p=535


    Nehme ich richtig an, dass Du die Schaltung aus dem Link 1:1 nachgebaut hast? Du hast also die IRLZ34N FETs verwendet? Falls ja, kann ich kein Problem entdecken - die sollten nicht abbrennen. Kannst Du beim nächsten mal die FETs anfassen (gleich beim Start) ob sie sich stark erwärmen. Auch beim Herunterfahren oder im heruntergefahrenem Zustand: Das wäre ein Indikator, dass die FETs nicht in den Schaltbetrieb gehen - damit killst Du Sie... irgendwann...
    Eines gefällt mir an der Schaltung im Tudo nicht: Wenn der Raspberry nicht läuft, ist Gate nicht definiert (falls nicht der Raspi was vorgesehen hat - das weiß ich nicht). Du solltest meiner Meinung nach das Gate mit z.B. 10K zwischen Gate und Source des FET auf Masse ziehen...

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:


  • [quote='DEMOA','http://test.forum-raspberrypi.de/forum/index.ph…1472#post231472']
    Eines gefällt mir an der Schaltung im Tudo nicht: Wenn der Raspberry nicht läuft, ist Gate nicht definiert (falls nicht der Raspi was vorgesehen hat - das weiß ich nicht). Du solltest meiner Meinung nach das Gate mit z.B. 10K zwischen Gate und Source des FET auf Masse ziehen...

    Das könnte Ursache für den MOSFET-Ausfall sein:
    Das Gate hat nach dem Abschalten des RP irgendeine Spannung, die langsam absinkt (Leckströme im Gate) und damit den MOSFET linear "runterfährt"... damit in den Bereich kommt, in dem richtig Verlustleistung entsteht und wenn die Teile dann keine Kühlung haben, gehen sie kaputt.

    Also: Pulldown-R nach Masse (oder Vss - ist fast egal) mit ca. 10k-100k - stört den normalen Betrieb nicht, entläd die Gatekapazität hinreichend schnell und sorgt für definierte Verhältnisse..

    Grüße, das Zen

  • Danke, das klingt plausibel. Schaltung und Bauteile sind exakt wie angegeben.
    Damit ich es richtig verstehe, die Schaltuhg so lassen und einen Widerstand (10-100kOhm) zwischen Gate und Source setzen oder wie ist das mit auf Masse bringen gemeint?

  • Ich bin jetzt nicht genau im Bilde (habe den Thread nicht von Anfang an gelesen), welchen Typ von MOSFET du einsetzt: der Widerstand kommt zwischen Gate und (GRDN / VSS - je nachdem, welches Potential den MOSFET in den Sperrzustand bringt).

    Also entsprechen der Grundregel des Systemdesigns: Im Fehlerfall den energieärmsten Zustand anstreben.
    Automatisch zusammengefügt:
    Ok, also der n-kanal MOSFET STP16NF06 braucht den Widerstand nach GRD


  • Ok, also der n-kanal MOSFET STP16NF06 braucht den Widerstand nach GRD


    Wie kommst Du auf den STP16NF06 - der ist NICHT empfehlenswert: Er geht beginnt erst ab 4V UGS zu schalten. Im der vom TE verlinkten Anleitung wird der IRLZ34N vorgeschlagen - der schaltet schon bei ca. 2,5V.

    Damit ich es richtig verstehe, die Schaltuhg so lassen und einen Widerstand (10-100kOhm) zwischen Gate und Source setzen oder wie ist das mit auf Masse bringen gemeint?


    Ja, mit Masse ist Ground (GND) in diesem Fall auch Minus gemeint - Du ziehst also das Gate jedes FETs mit einem Widerstand gegen GND/Masse/Minus. Source vom FET hängt am GND/Masse. Sagt also alles das Gleiche aus. Wenn also das Gate vom PI nicht mehr angesteuert wird, "sagt der Widerstand" wo's hingeht.
    Ich würde nicht mehr als 10K empfehlen - also lieber 3K3 bis 10K verwenden, wenn verfügbar. Und probier, ob eine Kühlfläche der FETs heiß wird - so kannst Du einen allfälligen Fehler noch erkennen bevor's raucht.

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:

    Einmal editiert, zuletzt von VeryPrivat (17. Juli 2016 um 20:11)


  • Wie kommst Du auf den STP16NF06 - der ist NICHT empfehlenswert: Er geht beginnt erst ab 4V UGS zu schalten. Im der vom TE verlinkten Anleitung wird der IRLZ34N vorgeschlagen - der schaltet schon bei ca. 2,5V.

    Wie ich schon schrieb, weiß ich nicht, welchen MOSFET er einsetzt - ich bin dem Link gefolgt, den er in seinem 1. Beitrag... und dort wird dieser MOSFET verwendet, also nahm ich das an - letztlich geht es hier um's Prinzip.
    Automatisch zusammengefügt:
    Jetzt hab ich die Anleitung aus dem 1. Link gesehen... hatte ich übersehen...

    Wenn ich das richtig deute (Schaltung gibt es ja nicht) wird das Gate des MOSFET direkt mit dem GPIO verbunden...
    Quasi schon fast eine Anleitung zum RasPi-töten!
    (Wie ich diese Frickel-Anleitungen hasse! - Schneller Erfolg, langfristig unzuverlässig... keiner hat dann eine Ahnung, warum...) :wallbash:
    ::
    Der Ladestrom des Gate-C (so um die 25nC) kommt direkt und nur durch inneren Widerstand der GPIO und der Leitungsimpedanz begrenzt aus dem GPIO-Pin... da dürften kurzzeitig >>100mA (Stossstrom) fließen... wenn das mal lange gut geht...

    Mit der bisher besprochenen R-Beschaltung ist dann der MOSFET halbwegs geschützt, der GPIO-Pin des RP wird u.U. der nächste Ausfallpunkt sein...

    Ich empfehle diese Seite, um sich mit dem sicheren Betrieb von MOSFETS mal auseinander zu setzen...
    - dann dürfte auch klar werden, warum ich das oben so geschrieben habe...

    Grüße,
    das Zen

  • ach zen, ich kann dir nur zustimmen......

    immer wieder das selbe ElektroTheater, keiner hat einen Plan aber viele DIE Lösung

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Guten Abend in die Runde!

    Ich verfolge dieses Thema schon von Beginn an mit großem Interesse, da ich selber mit der Zeit schon etwa 12 Mosfets gekillt habe ;)

    Soeben habe ich mir den Link von Zentris zu den Treibern durchgelesen, jedoch bin ich mit der Fülle an Möglichkeiten ein wenig überfordert.

    AFAIK haben die hier verwendeten LED-Strips eine gemeinsame Anode, also brauchen wir einen Low-Side-Schalter. (?)
    Die drei dargestellten Beispiele entziehen sich aufgrund ihrer Komplexität meinem Verständnis, aus den Erklärungen würde ich jedoch davon ausgehen, dass 2b für uns stimmig sein müsste, da wir nur ein Signal bis 3,3V haben und gleichzeitig schnell schalten wollen (PWM; deshalb nicht 1.).

    Sind meine Annahmen so richtig oder habe ich etwas grundsätzlich falsch verstanden? :s

    Vielleicht grille ich dann bald keine Mosfets mehr und bin gleichzeitig auch dieses fiese fiepen/pfeifen los, dann kann ich mich endlich wieder auf die Software die ich um vielfaches bevorzuge konzentrieren. :bravo2:

    Vielen Dank schon mal,

    Kleiner Mann


  • ...schon etwa 12 Mosfets gekillt habe ;)

    Oh je... =(


    ...mit der Fülle an Möglichkeiten ein wenig überfordert.

    Das ist keine Schande: Man wächst mit seinen Aufgaben :thumbs1:
    Ich hab auch immer wieder Dinge vor, wo ich schier verzweifle...



    Die drei dargestellten Beispiele entziehen sich aufgrund ihrer Komplexität meinem Verständnis, aus den Erklärungen würde ich jedoch davon ausgehen, dass 2b für uns stimmig sein müsste, da wir nur ein Signal bis 3,3V haben und gleichzeitig schnell schalten wollen (PWM; deshalb nicht 1.).
    Sind meine Annahmen so richtig oder habe ich etwas grundsätzlich falsch verstanden? :s

    Nein, du hast es richtig verstanden.
    Die 2b Schaltung ist die sicherste, weil zum einen der Pegel angepasst wird und zum anderen die beiden Transistoren den Umladestrom übernehmen, ohne einen Ruhestrom zu haben
    (Ich hab das in meinen Schaltungen zur Erdfeuchtemessung auch noch "falsch" - Danke an den Forumuser jar an dieser Stelle, der mir da die Augen geöffnet hat...)

    Die Schaltung ist diskret aufgebaut relativ aufwändig, so dass ich inzwischen dazu neige, eine integrierte Halbbrücke verwenden zu wollen (das sind quasi halbe Motortreiber..)
    Bin allerdings noch nicht so richtig fündig geworden, welche ich da einsetzten kann - ich suche derzeit und lese immer mal wieder in den Datenblättern.... noch keine Entscheidung gefallen (Ich will drei Leistungs-MOSFET mit einer Gate-Ladung von ca. 30nC schalten (PWM), die Schaltfrequenz liegt bei ca. 200Hz, zu schaltende Werte: 12V / 35A... soviel dazu).


    ... auch dieses fiese fiepen/pfeifen los...

    Hm, das muss andere Ursachen haben: Da du PWM verwendest, könnte es sein, dass da Spulen oder die Verkabelung mitschwingen...
    Sowas lautlos zu machen ist recht aufwändig... - zuerst solltes du klären, woher dieses Pfeifen kommt.

    Mfg,
    das Zen


  • Hm, das muss andere Ursachen haben: Da du PWM verwendest, könnte es sein, dass da Spulen oder die Verkabelung mitschwingen...
    Sowas lautlos zu machen ist recht aufwändig... - zuerst solltes du klären, woher dieses Pfeifen kommt.

    Die Kondensatoren auf dem Stripe können auch pfeifen, die sind piezoelektrisch!

    Meist hilft es die PWM Grundfrequenz zu ändern.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Hey, Leute, was ist los mit euch?
    Ich habe doch versucht konkrete Hinweise zu geben und das der von Zentris vermutete FET Probleme machen würde?
    Dafür erhält man lediglich irgendwelche nichtssagenden Aussagen wie - es geht ja nur ums Prinzip - oder "keiner hat einen Plan aber viele DIE Lösung"...

    ...wenn Software nicht so hard-ware ;) ...

    Freue mich über jeden like :thumbup:


  • Hey, Leute, was ist los mit euch?
    Ich habe doch versucht konkrete Hinweise zu geben und das der von Zentris vermutete FET Probleme machen würde?

    Der TO schreibt nix über die Länge des Stripes und die Stromaufnahme!
    bei 3,3V aus dem PI sind nur noch unter 7A am Transistor schaltbar.
    Fig.3
    http://www.tme.eu/de/Document/f6…848/irlz34n.pdf
    Der FET hat fast 1nF Gatekapazität die mit kleinem Strom nicht schnell umgeladen wird!
    Nicht mal einen Begrenzungs R zum GPIO und Ein C welcher umgeladen werden soll ist erst mal ein Kurzschluß!
    Deswegen mein harscher Kommentar und deine Hilfe geht am Kern vorbei!

    Der PI hat nur eine begrenzte Stromlieferfähigkeit empfohlen max. 3mA


    Dafür erhält man lediglich irgendwelche nichtssagenden Aussagen wie - es geht ja nur ums Prinzip - oder "keiner hat einen Plan aber viele DIE Lösung"...

    und würdest du weiterlesen statt zu meckern würdest du die Hilfe sehen!


    Die Kondensatoren auf dem Stripe können auch pfeifen, die sind piezoelektrisch!
    Meist hilft es die PWM Grundfrequenz zu ändern.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)


  • Hey, Leute, was ist los mit euch?
    Ich habe doch versucht konkrete Hinweise zu geben und das der von Zentris vermutete FET Probleme machen würde?
    Dafür erhält man lediglich irgendwelche nichtssagenden Aussagen wie - es geht ja nur ums Prinzip - oder "keiner hat einen Plan aber viele DIE Lösung"...

    :denker:

    Das heißt, du hast die Hinweise, wie ein MOSFET richtig betrieben wird, nicht verstanden?
    Sonst hättest du erkannt, dass der Typ des MOSFET da keine Rolle spielt.

    Und weiter (bezogen auf die Anmerkung von jar):
    Wir sehen hier sehr oft "LÖSUNGEN", die auf nur sehr geringes Wissen bzgl. der Elektronik bzw. elektrotechnischer Zusammenhänge beim Autor schließen lassen und oft den Verlust von Bauteilen oder sogar ganzer RasPi's nach sich zieht.

    Edit: ganz frisches Beispiel aus einen anderen, aktuellen Thread: https://www.sunfounder.com/learn/Univers...or-pi.html
    Aufgabe: Erkenne den Fehler!

    Immer wieder... jede Woche eine neue Aufführung... mit wechselndem Titel. :angel:
    Und bei manchen Aufführungen kommen einem fast die Tränen... =( =(

  • Hallo zusammen,

    gibt es eigentlich eine Statistik, wieviele der rund 8 Millionen verkauften Raspberry Pi's mittlerweile wegen unsachgemäßer Behandlung das Zeitliche gesegnet haben?

    Man kann hier und anderswo aufpassen, wie man will - immer wieder gibt es irgendwo einen, der ein Killer-Tutorial postet, andere dies taub-stumm-und-blind (hirnamputiert wollte ich nicht verwenden) nachmachen. Und erst nach den Schilderungen, dass irgendwas nicht mehr so ist wie früher, kann man mutmaßen: "Jetzt isser hi - der Pi"

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

  • Das Pfeifen kommt von dem Netzteil ist jedoch nur sehr selten zu hören, sodass es nicht wirklich stört. Wenn es öfter vorkommt werde ich es weiter untersuchen :s

    hab ich den Schaltplan richtig verstanden wenn ich ihn so anschließen würde?

    Ein paar weitere Gedanken bei denen ich mir nicht sicher bin:

    • R30 ist als Widerstand dargestellt, symbolisiert jedoch eigentlich den LED-Strip und hat deshalb keinen angegeben Wert.
    • Solange ich GND vom Pi und vom Netzteil verbunden habe, ist ja egal wo ich was anschließe, entscheidend ist ja nur das die Schaltung mit GND verbunden ist ;)
    • D7 ist als UF4001-7 angegeben, hier müsste für die LED-Strips eine UF4001 reichen, da der Unterschied zwischen den Versionen nur die maximale Spannung betrifft und die UF4001 bis irgendwas über 20V kann.
    • Alternativ dazu könnte ich auch eine Halbbrücke verwenden, wie Zentris es vor hat und noch sucht?

Jetzt mitmachen!

Du hast noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registriere dich kostenlos und nimm an unserer Community teil!