Servus! Bei einer Bodenreinigungsmaschine hat sich ein Schütz, (http://www.trombetta.com/dc-contactor-products.cfm?id=5) welches für die Saugmotoren zuständig war, verabschiedet. Da diese Schütze meist gleich viel kosten wie sie Ampere schalten dachte ich an eine Lösung mit MOSFET Transistoren. Die Motoren werden mit 36V Betrieben den Strom schätze ich grob bei 50-100A ein. Nun frage ich mich ob eine Lösung mit Halbleitern überhaupt praktikabel bzgl. Kühlung, Größe usw. ist. Worauf ist außerdem grundsätzlich bei der Peripherie der MOSFET beim Schalten großer Lasten(Motor) zu achten - Reicht das Käferchen oder braucht es noch Schutzvorrichtungen für Gate Überspannungen, D-S Leistungsspitzen? Mfg. Hannes
Kopfkratz Die werden sich bei den Schützen schon was gedacht haben, lieber originale Schütze oder baugleiche nehmen als irgendwas mit MOSFETs frickeln. Notfalls reichen vielleicht Relais mit der passenden Leistung.
> Worauf ist außerdem grundsätzlich bei der Peripherie der MOSFET beim > Schalten großer Lasten(Motor) zu achten Anlaufstrom (=Blockierstrom=Ub/Ankerwiderstand) des Motors, Freilaufdiode am Motor, vernünftige Gate-Ansteuerung (Pegel, Flankensteilheit, Rückstromfestigkeit des Treibers)
Du nimmst ein paar MosFETs und schraubst oder klemmst sie auf einen Kühlkörper, die MosFETs werden parallel geschaltet und jeder bekommt einen 10 Ohm Gate Widerstand. Der MosFET sollte etwas mehr Spannung abhalten können, am besten so 50 Volt oder etwas mehr. Wenn du den MosFET abschaltest induziert der Motor einen Strom in die Leitung, dieser Strom muss abgeleitet werden. Praktisch ist es aber so dass der Strom über die Bodydiode des N-Kanal MosFETs bei negativen Strömen den MosFET schützt, nur bei positiven Strömen musst du eine zusätzliche Diode nutzen die den Strom aushält, sonst steigt die Spannung an Drain über die maximal zulässige Spannung und zerstört deine MosFETs. Schaltest du den Strom eigentlich Highside (Versorgungsspannung von der Last trennen) oder Lowside (GND von der Last wegnehmen) ? Die Verlustleistung lässt sich ja ganz einfach berechnen, durch den Widerstand zwischen Drain und Source gibt es bei 100A (besser 200A einplanen) einen Spannungsabfall. Beispiel: Rds=0.010 Ohm (bei 10V Gate-Spannung), I = 100A Bei einem MosFET mit 10mOhm Innenwiderstand fallen 0.010 Ohm * 100A = 1Volt ab. 1V*100A = 100 Watt ... ist natürlich ungünstig. Jetzt nehmen wir 10 dieser MosFETs um auf 10W permanente Verlustleistung zu kommen, wenn der Kühler jetzt noch mit einem Lüfter gekühlt wird sollte es passen. Schau mal bei Reichelt IRF 2805 :: MOSFET N-Ch 55V 75A 3-Pin(3+Tab), TO-220AB 1.10 Euro RdsON = 4.7mOhm Ugs = 10V Uds = 55V Davon 5 Stück Parallel und es fallen nur 10 Watt bei einem Strom von 100A ab. Wenn du 10 Stück davon parallel schaltest musst du nur noch 5 Watt wegkühlen. Ein paar Dioden wirst du als Schutzdioden für die MosFETs brauchen. MBR 4050PT :: Schottky Diode, TO-247AD, 50V, 40A
Jep, leider sind die Motoren Masseseitig und P-Kanäler sind in der Leistungsklasse weniger vertreten, also kleiner Umbau gefragt... Die Ansteuerung erfolgt über 36V, also Spannungsteiler(z.B. 4,7k/2,2k), ist 2,2kOhm gering genug für das entladen der Gateladung? Muss vor jedes Gate zusätzlich ein 10 Ohm Widerstand oder reicht einer für alle und welchen Zweck erfüllt dieser(Dämpfung der Spitzen?)? Für die D-S Spannungsbegrenzung würde ich eine Zenerdiode parallel schalten (z.B. 1,3W ; 43V) Die interne Schutzdiode schützt vor dem Selbstinduzierten Strom der ind. Lasten, braucht es also grundsätzlich keine zusätzliche Diode über den Motoren/Relais/Spulen wenn sie mit MosFET geschaltet werden? @Hans Jelt: Ich komm grad nicht drauf wo die MBR 4050PT hingehören. Vielen Dank! Mfg.
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Ich habe es mal aufgezeichnet, theoretisch müsste es so passen. Die Dioden schützen den Motor und wenn er Strom induziert fließt dieser einfach wieder in die Versorgungsspannung zurück. So wie ich es aufgezeichnet habe kann keine Spannung entstehen die größer als die Versorgungsspannung + die Durchbruchspannung der Diode ist. Es werden an Drain also höchstens 37V anliegen. Wenn du die MosFETs anschaltest und keine 10 Ohm Gate-Widerstände vorhanden sind kann es passieren dass dort eine hochfrequente Schwingung entsteht, der MosFET geht dabei oft an und aus, das erzeugt Wärme die einen Ausfall des Bauelements hervorrufen kann ... ist einfach sicherer. Der Treiber (NPN+PNP Transistor) dient dazu die MosFETs möglichst schnell an zu schalten, somit produzieren sie während des Anschaltvorgangs nicht so viel Wärme.
Diese Schaltung ist in dieser Form nutzlos und killt nebenbei auch den MOSFET, da sein Gate direkt mit 36V besaftet wird.
Ich schätze mal die Schaltverluste dürften kein Problem sein. Es sei denn Du willst die Motordrehzahl regeln (PWM).
> killt nebenbei auch den MOSFET, da sein Gate direkt mit 36V besaftet wird.
Nein, schau dir mal den Teiler R8/R9 an. Die Spannung am Emitter T1 kann
nicht höher als 12V werden.
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