Hallo Leute, Möchte mit zwei Mosfet 2 Heizstäbe mit je 800W 16,7A 48VDC schalten. Habe mir mal die Schaltung im Anhang überlegt. SW+ und SW sind ein normaler Thermostat mit 2°C Hysterese. Versorgung kommt von einem Akku, welcher separat abgesichert ist. Kann die Schaltung funktionieren und ist alles richtig dimensioniert? Reichen die BAT54 bei einer Heizung aus? mfG Der Heizer
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@ Heizer (Gast) >Möchte mit zwei Mosfet 2 Heizstäbe mit je 800W 16,7A 48VDC schalten. >Habe mir mal die Schaltung im Anhang überlegt. Geht so. >Kann die Schaltung funktionieren und ist alles richtig dimensioniert? >Reichen die BAT54 bei einer Heizung aus? Naja, man kann es auch mit der Sparsamkeit übertreiben. UNd wozu SMD? Nimm eine einfache 1A Diode ala 1N4004 und gut. Hast du für deine MOSFETs passende Kühlkörper? Mal die Verlustleistung berechnet?
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Der Spannungsteiler 3k9 zu 1k an den Gates impliziert, dass du eine Steuerspannung von 50 V ansetzt?
Bei einem Heizstab vermute ich Wendeln und Stahl. Daher dür D2 und D4 vielleicht besser größer (1A). Hat es einen speziellen Zweck, mit einem Schalter 2 Kreise gleich zu schalten? Das ginge doch auch mit nur einem Mosfet.
Die 2 Kreise habe ich getrennt, damit, falls ein Fehler in einem Teil der Schaltung auftritt der 2.Teil noch weiter funktioniert. Werde als Mosfet den IRFP4368PBF verwenden. Dann fällt nicht soviel Verlustleistung ab.
Heizer schrieb: > Kann die Schaltung funktionieren Ja, aber meiner Meinung nach vollkommener Overkill. 2 Gate Schutz-Z-Dioden, 2 pull downs, 2 MOSFETs obwohl alles über denselben Eingang gesteuert wird. +48V | 40A | +--+--+ * | | Thermo Heizung | | 3k6 | | | +----|I | |S 1k2 | | | +--+--+ | GND Reicht meiner Meinung nach völlig, die Heizung ist nicht induktiv, einzig der Thermoschalter solle mit einem Mindeststrom gefahren werden (hier 1mA) damit die (eventuell leicht oxidierten) Kontakte kontaktsicher schalten. Die 40A Sicherung schützt höchtens vor einem Kurzschluss von * nach Masse, interessanter wäre eine Übertemperaursicherung falls es schädlich ist wenn die Heizung dauernd an ist wegen defekten MOSFET oder Thermoschalter. Jedes Wärmegerät hat so eine zusätzliche Thermosicherung, schon aus Produkthaftungsgründen.
Such' mal nach 'ner Möglichkeit R2 und R5 zu verkleinern.
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Sodala. Habe mal die Schaltung geändert. Was hält ihr davon? Ist die Dimensionierung der Widerstände jetzt so richtig? Der Mosfet soll nachher auf den Heizungstank aufgebaut werden, welcher bis zu 100°C heiss werden kann. Hält er das aus? Spezifiziert ist er ja bis 175°C. Darunter würde ja der Tank als Kühlkörper fungieren.
Heizer schrieb: > Spezifiziert ist er ja bis 175°C. Darunter würde ja der Tank als > Kühlkörper fungieren. Ahja. Und wie sieht deine überlegung hinter der Aussage aus?
Weil die 2W was der Mosfet verheizt an den Wasertank übergeben werden.
Heizer schrieb: > Weil die 2W was der Mosfet verheizt an den Wasertank übergeben werden. Und wie kommst du auf diese 2W? Entweder hängt mein Kopf noch von Gestern Abend in der Rauschwelt des Alkohols, wie das nach einer Geburtstagsparty so üblich ist, oder ich habe einen komplett anderen Denkfehler... ich komme allerdings auf 21,47W.. Ausserdem funktioniert das mit dem "übertragen an den Wassertank" nicht ganz so einfach, wie du dir das vorstellst.
Warum? Es sind insgesamt 33,4 A RDSon max = 1,85mOhm P = I *I *R P = 33,4 * 33,4 * 0,00185 P = 2,063786 Oder sehe ich da was falsch?
Heizer schrieb: > Warum? > Es sind insgesamt 33,4 A > RDSon max = 1,85mOhm > > P = I *I *R > P = 33,4 * 33,4 * 0,00185 > P = 2,063786 > > Oder sehe ich da was falsch? Nein ist korrekt. Bedingt mein Fehler, ich ging noch von einem IRF540 aus deinem ersten Schaltplan aus und habe dann mit einem RDSon von 77mOhm gerechnet. So stimmt das ganze natürlich. Sorry!
Dann sollte die Montage auch kein Problem sein, oder? Bei 2W? Stimmt die Schaltung nun im übrigen?
Heizer schrieb: > P = I *I *R > P = 33,4 * 33,4 * 0,00185 > P = 2,063786 > > Oder sehe ich da was falsch? Nur indirekt. Rechnungsweg ist korrekt, allerdings vergesst ihr beid dass RDSon max. für eine Betriebstemperatur von 25°C spezifiziert ist. Der wird mit zunehmender Temperatur grösser, siese dazu im Datenblatt den Graph "Normalized On-Resistance vs. Temperature."
@Heizer Bist du sicher, dass es 2,063786W sind? Nicht dass es am Ende gar 2,063787W sind und dein MOSFEt kaputt geht!
Heizer schrieb: > Spezifiziert ist er ja bis 175°C. Das ist die maximale Sperrschichttemperatur. Also etwas, von dem man eigentlich weit wegbleiben sollte. Aber weil du deine "Kühlkörpertemperatur" tatsächlich auf 100℃ festlegen kannst, dürfte das bei guter thermischer Kopplung funktionieren...
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Was mir geundsätzlich an der Schaltung nicht gefällt, ist daß im ausgeschalteten Zustand 48 Volt an der Heizwendel anliegen. Das hat mehrere gravierende Nachteile: 1.) Gibt es irgendwo einen Kurzschluß zu Masse/Erde brennt das unkontrolliert bis in die Ewigkeit. 2.) Gefährliche Spannung im ausgeschalteten Zusatnd ist ein Sicherheitsrisiko und verwirrend. 3.) Das Bezugspotential der Heizwedel ist nicht Masse, mißt man also die Spannung an der Heizwedel gegen Masse ist das nicht die Spannung, die an der Heizwedel tatsächlich abfällt. Insofern unbedingt die Versorgungsspannung schalten und nicht die Masse. Damit fallen alle diese negativen Punkte weg.
Frank schrieb: > 1.) Gibt es irgendwo einen Kurzschluß zu Masse/Erde brennt das > unkontrolliert bis in die Ewigkeit. > 2.) Gefährliche Spannung im ausgeschalteten Zusatnd ist ein > Sicherheitsrisiko und verwirrend. > 3.) Das Bezugspotential der Heizwedel ist nicht Masse, mißt man also die > Spannung an der Heizwedel gegen Masse ist das nicht die Spannung, die an > der Heizwedel tatsächlich abfällt. Bei Punkt 1 & 2 stimme ich dir zu. Punkt 3 naja... Wer immer gegen Masse misst ist selbst schuld. Zumindest wenn es darum geht den Spannungsabfall über einem bestimmten Teil herauszufinden... fast jeder hält da das Multimeter einfach direkt an das betroffene Bauteil und nicht eine Spitze an Masse. Aber ist natürlich schon etwas schöner, wenn alles gegen Masse gemessen werden kann.
Frank schrieb: > Insofern unbedingt die Versorgungsspannung schalten Aber Frank, die Versorgungsspannung beträgt -48V. Das sollte DIR doch klar sein, wie jedes Telekomnetz erdet man besser den positiven Pol der galvanisch vollkommen potentialfreien Akkuspanung um Korrosion zu vermeiden. Natürlich hängt damit also das Heizlement an Masse und trennt der MOSFET die Spannung, eben die negative Spannung. Und das schönste am potentialfreien Akku, man kann es sehen wie man will, und nicht so wie du es seíhst.
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Frank schrieb: > Was mir geundsätzlich an der Schaltung nicht gefällt, ist daß im > ausgeschalteten Zustand 48 Volt an der Heizwendel anliegen. Das hat > mehrere gravierende Nachteile: > > 1.) Gibt es irgendwo einen Kurzschluß zu Masse/Erde brennt das > unkontrolliert bis in die Ewigkeit. > 2.) Gefährliche Spannung im ausgeschalteten Zusatnd ist ein > Sicherheitsrisiko und verwirrend. > 3.) Das Bezugspotential der Heizwedel ist nicht Masse, mißt man also die > Spannung an der Heizwedel gegen Masse ist das nicht die Spannung, die an > der Heizwedel tatsächlich abfällt. Zu Punkt 1. Darum sind die 48V DC + abgesichert. Jeweils einzeln. Zu Punkt 2. Ja stimmt. Zu Punkt 3. Ansichtsache. Was hält ihr con meinem Layout? Was ist daran verbesserungswürdig?
Dafür braucht man doch keine Platine.
MaWin schrieb: > Frank schrieb: >> Insofern unbedingt die Versorgungsspannung schalten > > Aber Frank, die Versorgungsspannung beträgt -48V. Sagt wer? Der Themaersteller sagt eher was ganz anderes, deshalb nimmt er auch einen n-Kanal FET. > Das sollte DIR doch klar sein, wie jedes Telekomnetz erdet man besser > den positiven Pol der galvanisch vollkommen potentialfreien Akkuspanung > um Korrosion zu vermeiden. Welche Akkuspannung und welche Korrosion? > Natürlich hängt damit also das Heizlement an Masse und trennt der MOSFET > die Spannung, eben die negative Spannung. Woher beziehst Du diese Informationen? Es liest sich so, als wärst Du im falschen Thema? Und zu der Schaltung, ich mache es mal ein klein wenig deutlicher: Diese Schaltweise ist eigentlich grob fahrlässig. Selbst für den Eigengebrauch sollte man so was nicht machen, aber man sollte noch viel vorsichtiger sein, wenn man sowas für jemand anderen macht. Der Unterschied ist salopp gesagt, wenn Du die eigene Bude abfackelst ist die Fahrlässigkeit durch die Branschutzversicherung wohl gedeckt, weil Du der Versicherungsnehmer bist. Das trifft auf eine fremde Bude natürlich nicht zu. Zu der Messung gegen Masse nochmal. Ich weiß nicht wie ihr meßt, natürlich kann man immer beide Prüfspitzen an ein Bauteil halten, aber es ist nun mal deutlich praktischer die Masse anzuklemmen und dann mit einer Spitze durchzutesten. Gut der Punkt allein würde vielleicht keinen höheren Aufwand rechtfertigen, aber die Sicherheitsanforderungen schon. Man sollte grundsätzlich immer am Potential schalten und nicht an der Masse.
Achso ja @Heizer, die Sicherung ist natürlich besser als nichts, aber nicht ausreichend, wenn man sich überlegt wie viel da fließen kann bevor die Sicherung anzieht. Falls sie anzieht, denn der Schluß kann ja auch irgendwo an der Heizwendel sein, oder aus anderem Grund den hohen Strom nicht überschreiten. Insbesondere dann, wenn ausgeschaltet ist, kann die Heizwendel auch voll ein sein, wegen Schluß. Da macht die Sicherung dann garantiert nichts.
Heizer schrieb: > Versorgung kommt von einem Akku, welcher separat abgesichert ist. Da würde ich lieber 2x 800W EINZELN ansteuern um den hohen Geamtstrom auf die unbedingt nötige Anlaufzeit zu reduzieren. Wer die Akkukennline näher betrachtet, weiß daß hoher Strom weniger Laufzeit zur Folge hat. Wenn dagegen nur die halbe Heizung läuft, lässt sich das Endstadium feiner regeln sofern das Volumen zur Heizleistung passt.
Frank schrieb: > Zu der Messung gegen Masse nochmal. Ich weiß nicht wie ihr meßt, > natürlich kann man immer beide Prüfspitzen an ein Bauteil halten, aber > es ist nun mal deutlich praktischer die Masse anzuklemmen und dann mit > einer Spitze durchzutesten. Gut der Punkt allein würde vielleicht keinen > höheren Aufwand rechtfertigen, aber die Sicherheitsanforderungen schon. Bei Leistungselektronik sind solche Messungen idR weniger aussagekräftig. Frank schrieb: > Man sollte grundsätzlich immer am Potential schalten und nicht an der > Masse. Das sehen viele Leute anders. Abgesehen davon, gibt ist dein "Potential" und Masse schalten äquivalent bis aufs Vorzeichen. Das in spezifischen Fällen die Sache anders gelagert ist, sehe ich ein. Etwa im Automotive Bereich, dafür gibts dann die Smart High-Side Switches.
oszi40 schrieb: > Heizer schrieb: >> Versorgung kommt von einem Akku, welcher separat abgesichert ist. > > Da würde ich lieber 2x 800W EINZELN ansteuern um den hohen Geamtstrom > auf die unbedingt nötige Anlaufzeit zu reduzieren. Wer die Akkukennline > näher betrachtet, weiß daß hoher Strom weniger Laufzeit zur Folge hat. > Wenn dagegen nur die halbe Heizung läuft, lässt sich das Endstadium > feiner regeln sofern das Volumen zur Heizleistung passt. Die Energie ist letztlich bis auf Schaltverluste die gleiche. Ob sich das lohnt?
Das heist, ich muss meine Schaltung mit zwei P-Chanel betreiben. N Channel gibts es ja mit so kleinem RDSon nicht :-( Muss also wieder auf die Schaltung mit den 2 zurückgreiffen, damit ich einen Highside Switch aufbauen kann. Oder kennt jemand, der auch die 48V ab kann mit dem Strom. Wichtig: Kühlkörper wird der Wasserbehälter mit 100°C !!! Wird mit Wärmepaste aufgebracht. Fläche ist Plan gefräst.
Der Heizer schrieb: > Das heist, ich muss meine Schaltung mit zwei P-Chanel betreiben. > N Channel gibts es ja mit so kleinem RDSon nicht :-( ? N-Ch sind die beschten. PMOS ist normalerweise schlechter.
Kann aber eine N Channel ohne Bootstrap nicht als Highside switch verwenden. Bootstrap wird mir davonlaufen, weil zu lange geschalten wird.
Und bei D2 / D4 noch mal durchrechnen, wie sich hier die Induktivität der Last im Abschaltmoment mit 16,7A Laststrom auswirkt.
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Hallo Leute, In diesem Tread wurden einige schlechte Fackten über meine Schaltung genannt. Beitrag "48V 17A mit Mosfet schalten -> Schaltung so korrekt?" Also habe ich nochmals vorne angefangen. Diesmal wird ein N-Chanel verwendet, welcher von einem Treiber betrieben wird. Der Heizstab hat 800W an 48V DC (also 16.7A) und wird von einem Akku aus betrieben. Hält also eine Stunde (Ausprobiert). Und das ist genug. Welche Kritikpunkte gibt es an dieser Schaltung? Habe ich alles richtig dimensioniert? Funktioniert das so richtig, mit der Z-Diode für die Absenkung der Betriebsspannung für den LT1910 Treiber? mfG Heizer
Das ist ein Test, stimmts ? Ich habe jetzt keine drei Bauteile gefunden deren Beschaltung einen besonderen Sinn ergeben würde.
Heizer schrieb: > Also habe ich nochmals vorne angefangen. Und dabei hast Du eine wesentlich schlechtere Schaltung entworfen. Da passt doch nun wirklich gar nichts mehr zusammen. Rund die Hälfte der Leistung (200 W von 400 W) wird dabei im MOSFET verbraten. Und was Deine komischen ESD-Schutzdioden da sollen, ist auch völlig unklar. Von denen geht doch nur ein unnötiges Risiko aus. Kondensatoren sind viel bessere ESD-Schutzbauteile.
OK. Dann erklähre ich mal ein bischen was: D2,D3,D4 sind nur Schutzdioden, die die jeweilige Spannung auf 77V begrenzen. (Surge/Burst ESD) D6 dient dazu die Betriebspannung abzusenken, um im Fehlerfall von 77V die maximale Betriebsspannung von 60V nicht zu übersteigen. F1 sichert mir die "Steuerspannung" ab, damit ich nicht mit 4qmm zum Thermostaten fahren muss. R2/R5/D2 bilden einen Spannungsteiler, welcher noch mit einer Z-Diode stabilisiert wird. Damit wird der Steuereingang des Treibers geschalten. Weis jetzt nicht, was unklahr ist, an meiner Schaltung.
Andreas Schweigstill schrieb: > Rund die Hälfte der > Leistung (200 W von 400 W) wird dabei im MOSFET verbraten. Warum? Die Verlustleistung beträgt nur 0,725W. Der IRFP4468PbF hat einen maximalen RDS(on) von 2.6mOhm. P = I *I *R P = 16,7A * 16,7A * 0,0026Ohm P = 0,725114 W
Ich vermute, dass das mit dem LT1910 so nicht hinhaut. Die Gatespannung dürfte ca. 10V über V+ oder Sense sein. Die sind jedoch 24V niedriger als deine 48V. Also wird dein Mosfet nicht ganz durchgesteuert. Die 24V-Zdiode ist unsinnig, das IC hält max 60V aus. Ohne diese kann die Schaltung funktionieren. Wenn du schon panische Angst vor ESD hast, dann nimm statt D6 einen Widerstand (100R) + C1= 47µF/63V (und parallel C1 100nF !!). PS: - Für Q3 wäre eine 60V-Type völlig ausreichend. - Was für ein Zirkus, nur damit der Heizstab nicht auf 48V liegt, ts ts ts.
Heizer schrieb: > Der IRFP4468PbF hat einen maximalen RDS(on) von 2.6mOhm. ...wenn er richtig angesteuert wird.
Wie hoch ist deine Gate-Source-Spannung, wenn der MOSFET eingeschaltet hat?
Laut Datenblatt des LT1910 (Seite 3) ist die "Gate Voltage Above Supply" Spannung bei einer Versorgungsspannung von 24V typischerweise bei 12V. Das mit der Zehnerspannung geht mir ein. Nicht gut. Nochmals ändern.
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Kann es funktionieren, wenn ich den GND des LT1910 mit einer Z-Diode anhebe?
Heizer schrieb: > Weis jetzt nicht, was unklahr ist, an meiner Schaltung. Deine Schaltung ist nicht unklar, sondern Mist. Durch Deine Erklärung wird sie nicht besser.
Heizer schrieb: > Kann es funktionieren, wenn ich den GND des LT1910 mit einer Z-Diode > anhebe? Ja, aber nicht so, wie Du es gemacht habe. Entweder grillt das den Eingang des LT1910 oder auf Grund einer internen Schutzdiode den ganzen Baustein.
Heizer schrieb: > Kann es funktionieren, wenn ich den GND des LT1910 mit einer Z-Diode > anhebe? Nein. Alleine deswegen nicht weil nicht sichergestellt ist dass die Diode Strom kriegt.
Heizer schrieb: > Weis jetzt nicht, was unklahr ist, an meiner Schaltung. Das könnte das zugrunde liegende Problem sein.
Heizer schrieb: > Welche Kritikpunkte gibt es an dieser Schaltung? D2 ist überflüssig (geht er nur kaputt), D1 reichztr völlig (wird Dank Vorwiderstand auch überleben). D3 und D4 parallel taugt nicht, entweder in Reihe oder eine doppelt so leistungsstarke. D6 ist ungeschickt, lieber eine nach Masse und passend berechneter Vorwiderstand, dann überlebt der IC auch Speisespannungsschwankungen. Wenn du schon eine LT1910 verwendest, warum nutzt du seine Überstromerkennung nicht ? Insgesamt finde ich den Aufwand übertrieben, wie ich schon im vorherigen Thread angemerkt habe, aber wenn du ESD auf jeder Leitung ertragen musst, sind ein paar Bauteile sinvoll. Eine 1A Sicherung in einer Leitung über die gerade mal 1mA fliesst, ist unnötig, teile die 2k2 doch in 2 x 1k1 auf, dann hast du immer einen Vorwiderstand.
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