(MOS) FETs/Transistoren selber prüfen... Wie geht's?

[Evo2racer]

Hallo Jungs, ich weiss dass es hier unzählige Kapazitäten unter uns gibt, die mir mal ein paar Tips dazu geben könnten , wie man Leistungstransistoren prüft. Ich bin eigentlich schon immer ein stiller Verehrer von euch, und wäre glücklich wenn ich diese Prüfung am Ende dieses Freds beherrsche.

Folgender Hintergrund:

1: Mein Ladegerät ist kaputt, vermutlich FET
Bis jetzt nur erfolglos nachgelötet.

2. Heute hat mich mein Kumpel um Rat gefragt, weil das Verdecksteuergerät seines Cabrios rumzickt. Habe es mal aufgeschraubt und einen Haufen Mosfet oder FETs drin gesehen. Also diese klassischen 4 eckigen 3-Beiner. Gleiches Steuergerät kenne ich noch aus früheren Baujahren, dort sind noch Relais drin... Deswegen war ich überrascht, dass es noch mal ne Neuauflage mit Transistoren davon gibt. Dieses Steuergerät kostet schlanke 1200€... übersteigt fast den Wert des Autos.

Da ich schon öfters beruflich mit defekten FETs konfrontiert worden bin, ist diese innere Unruhe, da noch irgendwas retten zu können immer gegenwärtig, das einzige was mich hindert ist die Angst, mehr kaputt zu machen als schon ist. :razz:

SMD-Lötstation will ich mir schon die ganze Zeit kaufen.

Das Grundprinzip von Transistoren ist mir noch aus der Berufsschule verständlich, aber wie gesagt nur das Prinzip was Basis, Emitter und Kollektor ist... Was ein NPN und ein PNP ist weiss ich auch noch:mrgreen:

Jetzt wollte ich mir so ne kleine Transistor-Prüfstation bauen wo man den 3Beiner dran testen kann. (also Stromquelle, Verbraucher mit Taster für den Steuerstrom etc)
So wie ich bereits gelesen habe, müssen die für eine vollständige Prüfung immer ausgebaut werden...
Aber gibt es für den Fall eines schlecht zugänglichen auch so ne Quick and Dirty Methode, bei der man vielleicht grob was prüfen kann?
In dem Verdecksteuergerät sowie im Ladegerät sind bestimmt je 20 Stück drin. Und keine Ahnung, welcher der defekte sein könnte.

Wie würdet ihr vorgehen?
Wäre über jeden Link, Bild, Beitrag sehr dankbar...
Werkzeug ist eigentlich alles vorhanden, normale Lötstation, Multimeter, sogar den Oszi vom Motor Tester könnte ich dafür missbrauchen...

Mein Kumpel bekommt den Link hier zugeschickt, dann kann er mal mitlesen, er ist zwar beruflich Basketballer, aber interessiert sich auch sehr für sowas, vor allem, wenn er dabei was sparen und lernen kann...

Dann versuchen wir unser Glück mal.

[acanthurus]

Hi..

zunächst mal werden FETs und Konsorten prinzipiell ähnlich eingesetzt wie normale Transistoren, aber deshalb darf man sie noch lange nicht gleich behandeln. Beispielsweise ist da an sich kein (nennenswerter) SteuerSTROM vorhanden, sondern eine Steuerspannung (der Gate-Eingang, der ganz grob der Basis entspricht, ist eher kapazitiv als resistiv wie beim Transistor)

Da gibt es deutlich mehr Typen und Funktionsweisen, und auch die Versagensarten (nur weil wir von einer Reparatur-Wanzenjagd sprechen) sind unterschiedlich.

Typisches Beispiel: bei einem FET ist die interne Freilaufdiode im Eimer (nichtleitend). Sowas passiert sehr leicht bei einer kurzen Falschpolung. In seiner normalen Beschaltung (ohm´sche Last, voll durchgesteuert) wirst du das gar nicht bemerken, der FET arbeitet ganz normal. Sobald da aber eine PWM-Ansteuerung mit Induktivität im Lastzweig verwendet wird, wird das Teil plötzlich Glühheiß und fällt nach kurzer Zeit aus - weil die defekte Freilaufdiode den in den Tastpausen infolge der Selbstinduktion weiterfließenden Motorstrom nicht leiten kann.

Ein Test kann also nicht umfassend über die "üblichen" Transistortestschaltungen erledigt werden.

Zunächst solltest du also erst mal die (interne) Bauart der jeweiligen Typen anschauen, dann kann man sich um ein genaues Testverfahren kümmern - manchmal steht dazu auch was im jeweiligen Datenblatt. EIn idiotensicheres Patentrezept gibt es nicht.

gruß
andi

[Evo2racer]

Hi Andi,
Erstmal vielen Dank für deine Antwort.
Ich denke, viele der Mosfet im Verdecksteuergerät identisch zueinander sind, da sie meistens nur Magnetventile für die Hydraulikzylinder ansteuern. Davon gibt es massenweise im Verdeck.... Bei meinem Ladegerät hingegen (Ultra Duo Plus 50) ist ja alles doppelt vorhanden, da könnte ich Vergleichsmessungen mit dem noch funktionierenden Ausgang machen.
(Fehler: Kurzschluss Ausgang 1 wird angezeigt)

Also fassen wir mal zusammen, ich muss mal ein paar von den Burschen da rausholen und mir die Datasheets dazu besorgen.
Ich fürchte sonst werdet ihr mir nicht helfen können...

Übrigens sagte mir mein Kumpel gerade, dass er jemand gefunden hat, der das Verdecksteuergerät für kleines Geld reparieren will.
Also kann nicht viel kaputt sein.

Denke mal, ich fange mit dem Ladegerät an.... Mal schauen was passiert..

[Crizz]

jaja, die lieben FETs... solange die Ansteuerung okay ist kannste die auch einfach tauschen, nur wehe dir der Treiber hat nen Schuß weg - gerade wenn nur linear An-Aus-gesteuert wird. Da haste dann den gleichen Effekt wie mit der defekten Freilaufdiode, wenn die Steuerspannung nicht mehr paßt und das Ding nicht mehr voll durchschaltet. Das die UGS zu hoch wird dürfte im KFZ-Bereich erstmal auszuschließen sein, die liegt meist bei 20 V, das wäre dann im LKW-Bereich eher zu finden - und da dürfte dein Steuergerät weniger zu finden sein

Aber wenn du da jemanden hast der da fit ist, der kann das gleich mit prüfen (wird er dann sowieso)

[acanthurus]

Ganz typisches Aufallbild auch bei Endstufen, welche aus mehreren parellelen FETs aufgebaut sind... die Toleranzen der umgebenden Bauteile (Gate-Treiber, Ohmsche Widerstände im Lastzweig aus Leiterbahn und Kabel), sorgen dafür, dass einer der FETs höher belastet ist als die anderen. Der wird dann wärmer. Bei einem PTC-verhalten der Bauteile (ohm´scher Widerstand steigt mit der Temperatur, üblich für passive Bauteile) regelt sich das dann selbst.. aber speziell Halbleiter haben ab und an mal ein NTC-verhalten. Der hochbelastete Transistor wird dann niederohmiger und übernimmt noch mehr Last - fffffuppp!
Auf die Weise habe ich schon mehrere der billigen China-Regler der ersten Generation abrauchen sehen.

[Crizz]

yep, da ist dann das Problem auch die thermische Kopplung. Könnte man jeden FET mit eigenem Kühlkörper versehen würde sich das noch relativieren, in dem moment wo dann durch andere auf gleichem KK zusätzlich "geheizt" wird knallt das dann noch eher durch.

[Evo2racer]

Oh Mann ich musste gestern auf der Weihnachtsfeier eure Posts bestimmt 4x lesen, damit ich folgen konnte.
Ist aber wirklich hochinteressant, was ihr da schreibt! Input,Input Input!!!

Um nochmal auf die Freilaufdiode zurückzukommen, habe ml bissi recherchiert, und scheinbar sind die ja in jedem FET schon verbaut.
Der Hersteller weiss ja nicht, ob da später eine kapazitive Last dran hängt. (Darunter verstehe ich Spulen, Motoren,Kondensatoren etc. also alles was sich auflädt?)
Also wenn der FET den Lastausgang abschaltet (zB ne Magnetspule) bricht ja das Magnetfeld zusammen und eine Induktionsspannung entsteht. die den FET überlasten kann, vor allem wenn dies in hoher Frequenz/Taktung des Gate geschieht. Also die Freilaufdiode sperrt den FET-Ausgang nach innen hin ab.
Hoffe ich habe das so richtig verstanden.

Jetzt stell ich mir aber die Frage, wie man die Diode prüft. denn liegt der FET vor mir und ist "unbestromt" mess ich am Ausgang ja nix, also sehr hochohmig zwischen Drain und Source. Bring ich den FET zum durchschalten, messe ich dort niederohmig (zB 0 Ohm) oder ist dort mehr Widerstand zu erwarten?
Sollte ich dann beim Messen am durchgeschalteteten Ausgang trotzdem in eine richtung ne Sperre haben? Denn das Multimeter schickt ja seine Spannung zum prüfen rein, sollte Prüfspannung in Sperrichtung der Diode reingehen, würde ich denken, der FET schaltet nicht durch. Ändere ich die Polarität der Prüfspitzen, sollte doch ein Durchgang messbar sein, und somit ein grober Test, ob die Diode noch funktioniert.

Dann noch ne Frage:
Sind denn üblicherweise direkt nach dem Ausgang Widerstände verbaut?
Denn angenommen eine Magnetspule hat nen Wicklungsschluss, das wäre doch der sichere Tod des FET?

[Crizz]

Nein, es macht keinen Sinn im Lastkreis zusätzliche Widerstände zu verbauen wenn man die nicht explizit zum Energievernichten oder Strom messen (Shunt) braucht, und die sind dann so niederohmig das es keinen Schutz bietet. Für eine Motorsteuerung absolut kontraproduktiv, du willst schließlich Leistung am Motor haben. Lediglich bei Verwendung von Shunts zur Strommessung kann dann elektronisch ein Abschalten des Reglers erreicht werden. Und ob das schnell genug geht um den FET zu schützen hängt von vielen Faktoren ab.

Wenn du eine vorhandene interne Freilaufdiode prüfen willst kannst du das nicht mit nem normalem Ohm-Messbereich machen, dann brauchst du ein Messgerät das eine Diodenprüfung hat, das zeigt dir dann auch den Spannungsabfall über dem PN-Übergang der Diode an. Und ob du beim FET Durchgang oder nicht misst ist wie gesagt zum einen vond er Ansteuerung her wichtig, zum anderen ob es ein selbstleitender oder ein selbstsperrender Typ ist.

[Evo2racer]

Moin Jungs.
Hab mir gestern das hier bestellt:
http://www.elv.de/output/controller.asp ... 3godnUwAlA

Find ich genial!

Hier noch ein Video: