Beheizter MOSFET mit LED-Streifen

Ich versuche, die Stromversorgung eines 24-V-LED-Streifens mit einem IRFZ44N- MOSFET umzuschalten. Ich kann den LED-Streifen mit Strom versorgen und den Strom mit verschiedenen PWM-Arbeitszyklen variieren, aber der MOSFET wird sehr heiß, insbesondere wenn die Lichter "gedimmt" sind, dh 0 < duty-cycle < 100. Mit duty-cycle = 0gibt es jedoch keine Probleme mit der Erwärmung.

Der LED-Streifen verbraucht ziemlich viel Strom, 24 W/m, und ich verwende 4 m, also dachte ich, dass ein 4-A-Netzteil ausreichen würde. Die Idee ist, die Spannung, ~10 V, am T3-MOSFET-Gate umzuschalten, indem der Strom an der Basis von T1 und T2 geregelt wird . Zu meiner Hilfe ist ein Raspberry Pi 4B mit 3,3 V GPIO, der 12-V-Eingang beträgt 1 A

Schaltkreis

Ich bin kein EE und entschuldige mich, wenn etwas an dem obigen Schema unklar ist, würde es gerne näher erläutern.

Ich habe hier auf SE einen ähnlichen Beitrag gefunden, der mich die PWM-Frequenz und die T3-Eingangsspannung vermuten ließ: Ich habe viele verschiedene PWM-Frequenzen von 1 Hz bis 10 kHz ausprobiert und auch die Spannung am T3-Gate gemessen, was meiner Multi entspricht -Meter liegt bei etwa 12 V, 10 V + sollten nach meinem Verständnis ausreichen. Ich habe die Punkte, die sie zur Kapazität gemacht haben, nicht ganz verstanden, aber ich habe versucht, den Widerstand an R4 zu verringern, was das Erwärmungsproblem zu verzögern scheint, es aber nicht behebt.

Antworten (1)

Der MOSFET fungiert als Source-Folger und daher ist die Spannung, die er an der Source entwickelt, etwas geringer als die am Gate angelegte Spannung. Wenn also der Kollektor von T2 (sagen wir) 12 Volt erzeugen kann, empfängt das Gate von T3 12 Volt und die Source von T3 ist bei 10 oder 11 Volt etwa ein Volt niedriger (bei einigen FETs möglicherweise sogar niedriger).

Dies bedeutet, dass die Verlustleistung im MOSFET ziemlich hoch ist, da er bei etwa einem halben Ampere von 24 Volt auf etwa 10 Volt abfällt. Der Strom ist eine Schätzung, basierend auf dem Strom, den die LEDs bei angelegten 10 Volt aufnehmen. Wenn 0,5 Ampere fließen, beträgt die MOSFET-Verlustleistung etwa 14 Volt x 0,5 Ampere = 7 Watt.

Lösung: Bewegen Sie die LEDs zum Drain und verbinden Sie die Source mit Masse, und jetzt aktivieren Sie den FET vollständig und erhalten 24 Volt über die LEDs.

Danke Andi für die schnelle Antwort. Das Bewegen der LED hat zwar dazu geführt, dass der MOSFET weniger Wärme abgegeben hat, aber nach einer Weile wird er immer noch sehr heiß, in Minuten statt Sekunden - nicht wie zuvor. Könnten Sie mir einige Hinweise geben, wie ich die Heizungsprobleme weiter debuggen kann? Ich bin etwas ideenlos
@ohmybuddha welcher Strom fließt durch den MOSFET von Drain zu Last? Mit welcher PWM-Frequenz arbeitest du? Wird es bei geringer Helligkeit warm oder scheint es proportional zur LED-Helligkeit zu sein? Warum verwenden Sie einen TIP2955 zum Ansteuern des MOSFET-Gatters? Ist der Schaltplan in Ihrer Frage genau das, was Sie verwenden?
Laut meinem MM beträgt der Strom über der Last 4 A und vom Drain zur Erde 1,8 A und 0 A zwischen Source und Erde. Es scheint bei geringerer Helligkeit / Einschaltdauer genauso heiß zu werden, jedoch nicht bei 0. Ich hatte den TIP2955 herumliegen, habe mir ehrlich gesagt nie einen zweiten Gedanken darüber gemacht. Das Schema ist wie oben, außer dass die LED zwischen +24 und dem MOSFET verschoben wird.
Diese Zahlen ergeben keinen Sinn. Wenn 4 Ampere durch die Last fließen (Strom ist durch, Spannung ist quer) und die Last mit dem Drain in Reihe geschaltet ist, fließen auch 4 Ampere in den Drain. Messen Sie tatsächlich, indem Sie Ihr Messgerät über die Last anschließen und dadurch die Last kurzschließen und einen übermäßigen Stromfluss in den Transistor verursachen? Vielleicht müssen Sie überprüfen, wie Sie das Messgerät verwenden, wenn Sie Ampere messen. Es sollte einige Online-Informationen geben, die Ihnen helfen.
Ich entschuldige mich, Andy, ich hatte alles rückwärts. Ich habe Ihren Rat befolgt und gelernt, wie man das MM richtig benutzt. Anscheinend floss sehr wenig Strom durch die LED, es stellte sich heraus, dass die Verwendung eines Steckbretts eine schlechte Wahl war, es konnte kaum genug leiten. Neue Drähte und etwas Löten, Problem behoben, keine MOSFET-Heizung mehr. Viele Lektionen gelernt. Danke noch einmal!
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