Köszönöm. Azt hittem, van valami előnye vagy hátránya.

Lenne egy óriási problémám a műszeremmel, eddig nem derült rá fény, és nem jelezte senki, remélem, hogy ez azt jelenti, hogy mással nem történt meg ez a hiba.
Valamilyen oknál fogva elszáll a MOSFET, ha a bemenő feszültség magas (38-40V) körüli. Elég csak 2A-t beállítani, és azonnal elszáll a bizti és a FET.
Amiket megpróbáltam:
1) a programot módosítottam, hogy az áram referencia szép lassan közelítse meg a beállított értéket - nem segített...
2) a hardware-t módosítottam, gate-tel soros ellenállás (R1) 200 Ohm helyett 20 Ohm, az LM358 kimenete és invertáló bemenete közötti (C8) 22nF-dal sorba raktam 220 Ohm-ot, levettem a bemeneteken levő offszet eltolásért felelős alkatrészeket (2db 39k, R21, R28), így az ott levő 2db 22nF (C13, C14) nem befolyásolja a jelet.
Tanácstalan vagyok.
El tudok lőni még pár FET-et, de mit mérjek szkóppal? A söntön eső feszültséget? A gate feszültséget? A bemenő feszültséget, hogy esetleg keletkezik-e rajta valami induktív feszültségcsúcs?
Először 24V-os akkupakkot mértem, amikor ilyen baleset történt. Módosítottam a programon kicsit, megszűnt a probléma. 20V alatti feszültségnél semmi gond, sőt, 8V 12A meg se kottyan a műszernek.

Azt gondolom, hogy valamiért a magas feszültség miatt átüt a FET.
Azt is figyelembe kell venni, hogy ha pl. 15A folyik, akkor a soros dióda is eldisszipál jelentős hőt (15*0.7V=10,5W), így a MOSFET-nek kevesebbet kell (a 100W-nyi maximális disszipációt az akksi feszültségéből és az áramból számolom). De ez a 10W-nyi különbség mégsem kellene hogy a MOSFET végét jelentse, mert 40V 2A az még csak 80W, mégis átüt...

A FET gate-je 12V-nál nagyobb feszültséget nem kap.

A FET, amit használok IRF3710, vagyis 100V 55A, megbízható helyről.
Az akku, amivel pukkasztgatom a FET-et: 10S lipo BMS-sel, szóval csak annyit veszek észre, hogy eltűnik a feszültség (15A-es a BMS). Ha labortáppal adok neki 40V-ot, nem történik baj... Gondolom esik is a feszültség, meg a táp is lassan tud utánszabályozni.
A kapcsolási rajz: Bővebben: Link, de feltöltöm képként is.

Köszönöm a segítséget.

Azt elfelejtettem írni, hogy a borda mindig hideg, és a terhelés legelején száll el a FET, amint megközelíti a kb. 80W-nyi teljesítményt. A módosított software pl. kb. 2mp alatt tornázza fel az áram referenciát a szükségesre, időt adva a műveleti erősítőnek, hogy a gate feszültséget pontosan be tudja állítani.
A következő méréseket tervezem: söntön eső feszültség és a gate feszültség, majd bemenő feszültség és söntön eső feszültség. Hátha kimutatja a foga fehérjét...
Az áram referencia szépen emelkedik a software-ből növelem, majd RC tag símítja. Előző software-ben az előre kiszámolt, végleges értékű kitöltési tényezőjű PWM jelet adtam az RC tagnak, így is egy szép, emelkedő feszültséget kapott az LM358, most pedig még lassabban változtatom, és az áramtól függ a kitöltési tényező... Mindkét esetben elszáll a FET.

Ötleteket szívesen elfogadok.
Köszi.

Az nem lehet, hogy a BMS belengeti a feszültséget és ezzel begerjeszti a rendszert? Az invertáló bemeneten lévő R19 - R20 - R21 - C13 kombó mi célt szolgál? R8 soknak, C8 kevésnek tűnik, de ezek csak tippek.

Valamelyik műveleti erősítő nem reteszelődhet? (Valamelyik bemenete valahogy rövid időre a GND-nél negatívabb feszültséget kap.) Ő kibírja, de amíg tápot kap úgy marad és a kimenete beáll fixen az egyik végletbe. Én áramgenerátornál jártam így, amikor váltottam menet közben 1A és 100mA között, pedig nem szakadt meg az áramkör, csak a párhuzamos mérő ellenállások közül az egyiket ki vagy be kapcsoltam az áramkörbe. A bemenetek (Katódok) és a negatív táp (Anódok) közé bekötött schottkyk megoldották. (Lm324 et használtam, ami 2 db 358 egy tokban.)

Két féle BMS (35A-es minőségi, és 15A-es kínai, de megbízható) is tette már tönkre a műszert, de nagyon magas feszültséggel, 42V-tal labortáppal is ment már tönkre. BMS-sel, jól terhelhető akkival 37V is elég (talán kevesebb is...). 24V-os akkupakk BMS nélkül is okozott gondot, de azt korábban a software lassítás megoldotta...
Az R19-R20-R21-C13 ki van véve az egyenletből, az egy minimális offszet feszültséget vitt be az LM358 bemenetére, de nélküle is gondok vannak.
Az R8 értékének az R7 és R9 párhuzamos eredőjének kellene lenni, szóval kb. 1.9K, de ezt megemeltem 6K8-ra, még ha egy kis hibát okoz...
A C8 értékét nem tudom, mi alapján lehetne korrekten meghatározni. Nélküle ugrált az áram, valószínűleg kisebb is elegendő lenne... De mekkora?

A műveleti erősítő bemenete egy PWM-el van hajtva, amit RC szűrővel símítok, szóval nem lebeghet sehogy sem. Negatívabb feszültség nincs jelen az áramkörben, szkópon sem láttam az áram referencián semmi anomáliát.
Holnap mérek párat, hátha mutat valami érdekeset...
Köszi a tippet, neked is Bakman.

Ha tudsz, próbálj bele egy 330 nF-os kondit, az jobban csökkenti a lengést. Már ha ez a gond. Elsősorban a FET Gate és Drain lábain kell méregetni oszcilloszkóppal.

A tranzisztor adatlapjában lévő SOA görbe alapján nekem úgy tűnik, hogy magasabb drain-source feszültség esetén csökken a tranzisztoron megengedhető maximálisan teljesítmény. Lehet ez miatt megy tönkre a FET.
Uds=40V, Id=3A, Tc=25°C

Jó tipp, köszi! Megpróbalom majd másik FET-tel, pl. IRF3205 SOA görbéjén 40V 6A-t olvasok le 10ms-nál, míg, ahogy írtad is, IRF3710 csak 40V 3A-t tud. 10ms mondjuk nem DC, de összehasonlításként felhasználható. Fene neki, 100V-os FET kevesebbet bír mint az 55V-os...
Köszi!

Készítettem egy ábrát, néhány, általam könnyen beszerezhető, és relatív olcsó MOSFET-tel, 10ms és 40V-nál (összehasonlításhoz megfelelő). Érdekesek a grafikonok, könnyen elképzelhető, hogy ez volt a baj, de ki fog derülni hamarosan Köszi mégegyszer.

A maximális disszipációnál még mindenképpen vedd figyelembe, hogy 25°C-os tok hőmérsékletre vonatkoznak az adatok. A Linear Derating Factor=1.3W/°C az IRF3710, IRF3205-nél. Érdemes kicsit többel számolni, hogy legyen tartalék.

Rendeltem IRFZ48-at, meglátjuk, hogyan bírja a terhelést, ugyanúgy 1.3W/°C-t ír.

Ez rosszabb mint az IRF3710.

Miért? Kifejezetten a SOA görbe alapján válogattam, a maximális disszipáció ugyan kevesebb, de 40V 3A-nál még sokkal jobban a SOA görbe alatt maradok, mint az IRF3710-zel.

Látom már mi a gond. Én pontosan IRFZ48VPBF-t rendeltem a conrad-tól, ennek 1.5W/°C a termikus együtthatója, max. 150W disszipáció. Basszus. Ahány verzió, annyi adatlap És a SOA görbe is teljesen más, mert én a sima IRFZ48-at néztem, google első találatát...

Még jó, hogy írtál! Gondolom te is más adatlapot néztél (mondjuk a Hestore-osat).
Töröltem is megrendelést, és vásárolok IRF3205-öt: Ezzel az adatlappal. 40V-nál 8A-t mutat a SOA, meg 200W-nyi pdiss.

A SOA görbe bal alsó sarkában az áll, hogy "single pulse", ami annyit tesz, hogy egyszer 10ms-ig terhelheted a görbéknek megfelelően, aztán hagyni kell visszahűlni.
Így fogod használni?

Mivel nincs DC, ezért a 10ms görbét nézem. A DC görbe ez alatt van nem sokkal. Ha a 10ms dupláját tudja, mint ami nekem kell, elvileg a DC-vel is benne lesz a SOA tartományban.

Beraktam az új IRF3205-öt. Labortáppal adtam neki 36V-ot, beállítottam 2.3A-t, majd start. Felkúszott az áram 2.3A-ig, majd halk csattanás, labortáp áramkorlát LED-je világít.
Kb. 80W juthatott el a MOSFET-re.
Igazából azt sem tudom, mit mérjek.
Ha zárlatba megy a FET, és több áram folyik, mint a beállított, akkor az opamp kimenete 0V-on lesz (kivéve, ha a gate üt át a drain vagy a source felé). Ha kevesebb folyik, felmegy 12V-ra a gate feszültsége. Mérés alatt kb. 5V-on van.
Az áram referencia pedig nagyobb áram miatt lefelé fog változni, kisebbnél felfelé. Az áramkör minden másik része tökéletesen működőképes marad, csak a FET búcsúzik el.

Amikor engedélyezem a terhelést, az áram szépen lassan növekszik, tehát nincs az, hogy a gyors változásnál túllövés lenne. Gerjedést sem látni...
Lehet, hogy csak ennyit tudnának ezek a FET-ek?

Eddig maximum 12V-ig használtam őket, sosem mentek zárlatba. Mostanában akartam 42V-os akkupakk kapacitását mérni, és ezért tapasztaltam a problémát.

Mivel hűtöd FET-et a teszt alatt?

Ezzel. De a borda hideg, amikor elszáll a FET. És az sem jelenthető ki, hogy nem "nem tud a hő eltávozni", mert pl. 10V 10A-t simán elbírja.

Megnéztem, hol van a maximális áram, amit még elbír, FET pukkantással.
Kb. egy ilyen grafikont kaptam. Számomra nagyon érdekes, az oka érdekelne.
Az értékek nem pontosan a maximális értékek, mivel elég óvatos voltam, de pl. 29V 3.3A-nál és 38.3V 2.0A-nál pukkant a FET... Szóval ezek között lehet nagyjából egy egyenest húzni...
Alul a feszültség, bal oldalt pedig a maximálisan eldisszipálható hő van.

Egy TO220 tokozású FET-tel a gyakorlatban üzembiztosan, maximum olyan 30...40W-ot lehet elfűteni. TO247 tokkal kicsit többet. Az egyik korlátozó tényező a félvezető és a tokozás, ill. a tokozás és a hűtőborda közötti hőellenállás. A másik, hogy a félvezetőlapkán az áram, csak alacsony feszültség esetén oszlik el egyenletesen, relatíve nagyobb feszültségek esetén helyi túlmelegedési pontok alakulhatnak ki a félvezetőn.
Van egy harmadik probléma is: a kapcsolástechnika. Az alkalmazott megoldásnak van egy bekapcsolási tranziense, ami túlterhelheti a félvezetőt, de mint írtad ezt szoftveresen kezelted lágyindítással.
Ha ezt a kapcsolást meg akarod tartani, akkor sokkal jobb FET kell bele. A SOA miatt érdemes a nagyobb feszültségű tipusok között szétnézni, mert pl. egy 200V-os FET esetében csak olyan 80V-tól kezd csökkenni a biztonságosan eldisszipálható teljesítmény.
100W-hoz az lenne a korrekt megoldás, ha legalább 2db TO247-es tokú FET, (de inkább 3db) fűtené el. Természetesen mindegyik saját opampos szabályozókörrel.

Hőmegfutásra tippelek, íme egy elég jó leírás: ST appnote

Nézzük konkrét számokkal: a félvezetőlapka és a tok között van kb. mondjuk 1°C/W hőellenállás. A tok és a borda között hasonlóképpen, ha van szigetelő + hővezető paszta. Ha a szigetelés elmarad akkor kicsit jobb a helyzet. Ha a FET mondjuk 50W-ot fűt el, akkor a félvezetőlapka 100°C-al lesz melegebb mint a borda (50W * (1°C/W + 1°C/W)). Ha a borda 25°C-os, akkor a félvezető belül 125°C. tipusfüggő, hogy mennyi a megengedett maximális félvezető hőmérséklet, de ez már eleve nem a hosszú élet titka. Ha az árameloszlás nem egyenletes a félvezetőn, akkor a hőeloszlás sem, és ez tovább rontja a helyzetet. Azon kívül a hűtőborda néhány perc után már biztosan nem 25°C-os lesz, hanem jóval melegebb,és a félvezetőlapka is annyival melegebb lesz belül...
Tehát már az is szerencse, hogy 100W-ot neked kibírt egyetlen FET, de ha ki is bírja, a max hőmérséklet közelében már nagyon gyorsan öregszik, és idővel tönkre fog menni - látszólag véletlenszerűen.

"A másik, hogy a félvezetőlapkán az áram, csak alacsony feszültség esetén oszlik el egyenletesen, relatíve nagyobb feszültségek esetén helyi túlmelegedési pontok alakulhatnak ki a félvezetőn."
Erről még nem hallottam, de itt a bizonyíték rá... Van erre valami szakkifejezés?
A jelenlegi információk alapján alapjaiban át fogom gondolni a műszer kialakítását.
Ideiglenes megoldásnak azt találtam ki, hogy 24V-tól felfelé 36V-ig korlátozom a max. disszipációt, 100W-ról 65W-ra csökkentve, lineárisan. Így legalább a már elkészült műszerek is használhatóak lesznek.
Az öregedés itt annyira nem számít, mert a FET nem 0-24-ben disszipál, hanem csak ha a műszer használva van. Egyébként alacsony feszültséggel használva nem jelentkezett még ilyen véletlenszerű meghibásodás, hanem szerencsére könnyen előidézhető.
Korábban még azt is megengedtem, hogy a teszt indításakor 125W-ot disszipáljon pillanatnyilag a FET, mivel az akku feszültsége terhelésre esni fog, és ez is stabil megoldásnak bizonyult alacsony feszültségen, de egy 24V-os akksit 100W-tal merítve megtörtént az első "eset".
Nem ragaszkodok a kapcsolástechnikához. Találtam szuper SOT23-as műveleti erősítőt, így FET-enként alig kell pár alkatrész, és máris kész az áramgenerátoros terhelés.
Szétnézek a 200V-os vagy nagyobb feszültségű FET-eknél, egy próbát megér. Szerencsére a FET zárlatán kívül semmi sem hibásodik meg, még a biztosítékot sem kell cserélnem, hála a 15A-es BMS-nek. Ha minden esetben leégne az egész nyák, nem lennék ilyen bátor

PBalazs: köszi, átolvasom, nem 10 perces "mese"

Köszönöm mindenkinek a segítséget!

Kapcsolj 3-4 FET-et párhuzamosan, az megoldja.

Szia, ezek a MOSFET-ek nem lineáris üzemre vannak optimalizálva, ezért sincs például a SOA görbén DC. Ennek ellenére lehet lineáris üzemben használni őket, de ahogy már a többiek írták inkább csak 30..40W-tal számolva FET-enként. Az itt kimásolt SOA görbék marketing célokat szolgálnak. Nincs olyan üzem, hogy a félvezető 175 fokos a tok meg csak 25 fokos. Ez max. egy pillanatig tarthat, utánna durran.

Léteznek lineáris üzemre szánt FET-ek is, de kifejezetten drágák, pl: IXTK90N25L2
Itt is inkább csak példának hozom, mert ennek a SOA diagramja már sokkal jobban mutatja a DC üzemet.
Eleve két görbét is megadnak, az egyik a marketing 25 fokos tok hőmérséklet, és a másik a valós üzemhez jobban közelítő 75 fokos tokhőmérséklet.

Ha összehasonlításként ezen a 10mS-os görbét nézed a 25 fokos tokhőmérsékletnél 80V-nál 12A.
A DC görbe a 25 fokoson 80V-on 10A felett van, de a 75 fokoson ez már csak 7A.

Azaz amit a 25 fokoson nézel 10mS-os impulzussal, annak kb. felét tudja DC-ben a lineáris üzemre optimalizált FET. Ami nem erre van optimalizálva meg valószínűleg ennyit sem.

Az IRFP150 görbe milyen adatlapból van?
A IR-eset néztem, én a 10mS 40V-nál 6A-t látok, és nem 16-ot.

Amit felraktam régebben SOA grafikonok, azokat el lehet felejteni, azoknak nincs semmi jelentősége... google első találata, de közben rájöttem, hogy gyártó és pontos típus specifikusak a SOA görbék, és óriási eltérések vannak, már ha csak egy betű is különbözik a MOSFET típusának a végén...
Kipróbálok majd egy nagyobb feszültségű FET-tet, ahogy Skori javasolta, hátha az jobban bírja a terhelést.
Egyébként a SOA grafikon, még ha tartalmazza is a DC görbét, azt úgy érti, hogy a FET az RDS-on-jával vezet, rajta alig esik feszültség, ahogy pedig én használom, az speciális eset, az egész feszültség és áram szorzata rajta alakul hővé
Mindegy, mindig tanul az ember.