Ansteuerung von Mosfet über µC zum schalten eines Zellenverbundes

[Jan H. (drevil2786)]

Hallo,
ich bin dabei einen Zellenverbund, welcher eine max. Gesamtsspannung von 
505V und ca. 40A über einen Mosfet lastfrei zu schalten und danach den 
Zellenverbund über zwei Relais potenzialfrei zu schalten.
Mein Problem dabei ist, dass der Mosfet (FCA76N60N) ja eigentlich für so 
eine Leistung ausgelegt ist, ich jetzt aber aus mangelnder Erfahrung 
nicht weiß wie ich diesen mit einem Mikrocontoller schalten kann.
Der Mosfet hat in diesem Aufbau somit eine DC Spannung zu schalten. Das 
Schaltverhalten begrenzt sich hierbei auf das Aus- und Einschalten der 
Zellen bei zu niederiger oder zu hoher Spannung, daher werden hier keine 
hohen Schalteigenschaften verlangt.
Bisher ist klar, dass die 5V Ausgangsspannung vom µC über einen DCDC 
Wandler auf knapp 10-15V angehoben werden müssen. Was darauf folgt, ob 
ich die Spannung so am Mosfet anschließen kann oder ob ich einen Treiber 
verbauen muss, ist mir zum bisherigen Zeitpunkt schleierhaft.
Würde mich um eure Hilfe sehr freuen :)
Gruß

[Anja (Gast)]

Hallo,

dir ist aber schon klar daß die Relais im Notfall (FET defekt) die volle 
Last abschalten können müssen.
-> das sind keine Relais sondern DC-Hochspannungsschütze.

Und ja: du wirst einen FET-Treiber verwenden müssen.
Vermutlich brauchst Du auch einen "Sanftanlauf" (PWM) beim Einschalten 
da vermutlich eine Kapazitive Last dranhängt.

Gruß Anja

[Jan H. (drevil2786)]

Ja, passende Hochspannungsschütze habe ich bereits ausgesucht, die der 
gegebenen Belastung gewachsen sind. Darüber muss man sich also keine 
Gedanken machen.
Kannst du mir eventl. den erklären, was der Grund für den Einsatz des 
Treibers ist? Ist die aus dem DCDC Wandler verfügbare Last zu gering um 
so eine hohe Last schalten zu können oder wieso wird so ein Einsatz 
notwendig.
Eigentlich hatte ich gehofft mich um die Erstellung einer PWM drücken zu 
können. Auch da wieder die Frage: Warum ist so ein Einsatz notwendig? 
und gibt es eventl Alternativen zur PWM, weil ich den Mosfet lieber über 
ein die 0/5V des µC ansteuern würde, heißt Schaltungsaufbau.
Aber danke schonmal für deine Hilfe

[Alexander S. (esko)]

Jan Hahnenkamp schrieb:
> 505V und ca. 40A ...
> Mein Problem dabei ist, dass der Mosfet (FCA76N60N) ja eigentlich für so
> eine Leistung ausgelegt ist,

Das ist knapp, du wirst einen sehr großen Kühlkörper brauchen. Am Mosfet 
fallen bei 40 A über 100 Watt Leistung an:
(40A)² * 1,8 * 36 mΩ = 104 W

Der Faktor 1,8 ist bei Tj = 100 °C, siehe Figure 8.

[Jan H. (drevil2786)]

Ja die Berechnung hab ich auch schon gemacht.
Ich werde einen passenden Kühlkörper dafür wohl noch im Bereich 10-12K/W 
ausfindig machen. Ansonsten habe ich aber auch schon überlegt, weil die 
Schaltung ein Prototyp ist, den Stromverbrauch mit 20 A zu begrenzen.
Mir geht es an dieser Stelle aber vornehmlich um die Ansteuerung des 
Mosfets, da ich momentan für die Schaltung bis auf den DCDC Wandler eben 
noch wenig Ahnung habe.
Aber gut, das du es angesprochen hast, ich werde später beim Trockentest 
nochmal genau auf die Wärmeentwicklung achten

[Alexander S. (esko)]

Jan Hahnenkamp schrieb:
> Ich werde einen passenden Kühlkörper dafür wohl noch im Bereich 10-12K/W
> ausfindig machen.

Kannst du ausrechnen wie heiß der Chip dann wird, und macht dir das 
keine Sorgen?


> Ansonsten habe ich aber auch schon überlegt, weil die
> Schaltung ein Prototyp ist, den Stromverbrauch mit 20 A zu begrenzen.

Der halbe Strom gibt ein Viertel der Leistung am Widerstand, also grob 
25 Watt. Das ist mit obigem Kühlkörper immer noch deutlich zu viel.

[Jan H. (drevil2786)]

kann den sonst keiner mir bei der beantwortung meiner fragen helfen? 
würde mich um ein paar tips freuen

[Alexander S. (esko)]

Jan Hahnenkamp schrieb:
> kann den sonst keiner mir bei der beantwortung meiner fragen helfen?

Bist du mit meinen Antworten unzufrieden?

[Jan H. (drevil2786)]

nein, das nicht. aber meine Frage bezog sich in erster Linie nicht auf 
die Berechnung der Temperaturen, sondern auf die Schaltung