Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kurzschluss schutz bei HEXFET?


von Devil66 (Gast)


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Hallo,

kann mir jemand sagen, ob ein HEXFET automatisch einen Kurzschlusschutz 
inne hat?

Beispielsweise, der hier:

http://www.mouser.com/ds/2/200/irf9310pbf-80404.pdf

: Verschoben durch Admin
von Stefan F. (Gast)


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> ob ein HEXFET

Kommt drauf an, welcher.

> beispielweise der IRF9310PbF

Offensichtlich nicht, sonst stände das im Datenblatt.

Ein HEXFET ist ein Transistor. Wenn du eine wie auch immer geartete 
Kurzschlussschaltung suchst, dann solltest du dich eher bei integrierten 
Schaltkreisen umsehen, als bei einzelnen Basis-Bauteilen.

Hier sollte man noch überlegen, was genau ein kurzschluss ist.

Wenn du zum Beispiel damit meinst, dass eine Last statt n Ohm nur noch 
annähernd 0 Ohm hat, dann wäre die nächste Frage, wieviel ist n und wie 
hoch ist der maximale Strom, den die Stromversorgung liefern KANN und 
wieviel DARF sie maximal liefern, und wie lange und welche Kühlung ist 
vorhanden bzw möglich.

von Devil66 (Gast)


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Versorgung ist eine 18650 LiIo Akku mit 2800 mha 4,2V Max

Kurzschluss wären 0,15 Ohm von der Verbraucherseite aus, es wäre super 
wenn so ein schutz schon im Mosfet drin ist, 20A Last Maximal

von Stefan F. (Gast)


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20A wie lange?

Ein üblicher einfacher Kurzschlussschutz wäre zum Beispiel eine 
Schmelzsicherung. Eine 20A Schmelzsicherung löst je nach Strom schnell 
oder langsam aus. Im Extremfall können locker 50A fließen - wenn denn 
die Batterie diesen Strom liefern kann.

Wenn du jetzt Transistoren hast, die 20A vertragen, dann gehen die bei 
50A möglicherweise schneller kaputt, als die Sicherung. Vielleicht aber 
auch nicht.

Was willst du vor Kurzschluss beschützen? Willst du auch vor Überstrom 
schützen?

Und nochmal die Frage: Wie hoch ist der maximal mögliche und der maximal 
zulässige Strom, und wie lange ist er zulässig?

Und noch eine wichtige Frage: Wass soll denn passieren, wennd er Schutz 
auslöst? Dauerhaft unterbrechen? Oder mit automatischer Rückstellung? 
Oder eine Strombegrenzung?

Deine Frage ist viiiiieeeeeelll zu unpräzise.

Guck mal: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Schmelzsicherung#Ausl.C3.B6secharakteristik_oder_Betriebsklasse

von spess53 (Gast)


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HI

Warum kein Profet?

MfG Spess

von Michael B. (laberkopp)


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Devil66 schrieb:
> kann mir jemand sagen, ob ein HEXFET automatisch einen Kurzschlusschutz
> inne hat?

Hat er nicht.

HEXFET ist die Strukturbezeichnung von MOSFETs von IRF.

von Gerald B. (gerald_b)


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Nimm doch einen dickeren FET, der eine Sicherung überlebt. Der 
Preisunterschied beträgt ein paar Cent :-)
Ich habe vor 2 Jahren eine Dieseglühkerze aus einer Autobatterie per 
IRFP064N angesteuert und wollte wissen, ob eine 20A KFZ Sicherung den 
FET im Kurzschlussfall schützt, oder umgekehrt. Zuleitung 5m 10 Quadrat 
plus weitere 5m 2,5 Quadrat.
Habe es einfach mal drauf angelegt. Die Sicherung dampfte ab und der FET 
war gut handwarm. Aber er hatte danach ja Zeit auszukühlen.

von Devil66 (Gast)


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Jo, das hört sich gut an, brauche das aber als SMD Bauteil, PROFET hört 
sich gut an, gibt es da was in P Chanel und 20A SMD?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Devil66 schrieb:
> Jo, das hört sich gut an, brauche das aber als SMD Bauteil, PROFET hört
> sich gut an, gibt es da was in P Chanel und 20A SMD?

Meine Güte, warum bemühst du nicht einfach mal eine Suchmaschine mit dem 
Begriff? Klar sind ProFET high-Side Schalter (aber trotzdem keine 
p-Kanal MOSFET). Und klar gibts die bis 20A (und weit darüber).

Geht aber trotzdem nicht, denn die sind für Automotive bei 12V oder 24V. 
Mit nur einer LiPo Zelle hast du nicht genug Spannung.

von Falk B. (falk)


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@ Devil66 (Gast)

>Versorgung ist eine 18650 LiIo Akku mit 2800 mha 4,2V Max

>Kurzschluss wären 0,15 Ohm von der Verbraucherseite aus,

0,15 Ohm an 4,2V macht max. 28 A.

> es wäre super wenn so ein schutz schon im Mosfet drin ist, 20A Last
> Maximal

Nimm einfach einen FET, der 30A sicher schalten kann, fertig.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Falk B. schrieb:
> @ Devil66 (Gast)
>>Versorgung ist eine 18650 LiIo Akku mit 2800 mha 4,2V Max
>> es wäre super wenn so ein schutz schon im Mosfet drin ist, 20A Last
>> Maximal
>
> Nimm einfach einen FET, der 30A sicher schalten kann, fertig.

Schön wärs. Der Strom allein ist kein hinreichendes Kriterium, denn der 
gilt nur für den Fall, daß der MOSFET auch schön durchgeschaltet ist. 
Gerade das ist aber echt schwer zu bewerkstelligen, wenn man nur eine 
einzige LiPo Zelle hat, die sowohl die Last versorgt als auch die 
Steuerspannung für den MOSFET bereitstellt.

Wenn es dumm kommt, dann bricht im Kurzschlußfall die Akku-Spannung so 
weit ein, daß der MOSFET gerade gut genug leitet um bei voller Akku- 
Spannung zwischen D und S (Last ist ja definitionsgemäß ein Kurzschluß) 
genug Strom zu leiten daß es ihn thermisch zerlegt. Bei einem MOSFET im 
SO-8 wie oben angedacht, reichen da ein paar 100mW und er ist binnen 
weniger 10tel Sekunden über den Jordan.

Es hat schon seinen Grund, warum die ProFET zusätzlich zur Temperatur 
auch die Betriebsspannung überwachen und bei Unterspannung abschalten.

von Devil66 (Gast)


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Deswegen gibt es trotzdem keinen SMD P Kanal mosfet der 28A+ aushält und 
darüber sich selbst schützt.

PS: Ich habe Google bemüht, sonst würde ich hier nicht um hilfe Fragen

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Devil66 schrieb:
> Deswegen gibt es trotzdem keinen SMD P Kanal mosfet der 28A+
> aushält und darüber sich selbst schützt.

Richtig. Sowas gibts nicht. Genauso wie es keine Kinderzimmer gibt die 
sich selber aufräumen. Und? Das Leben ist kein Wunschkonzert.

Wenn du Kurzschlußschutz unter diesen Randbedingungen brauchst, dann 
wirst du ihn selber bauen müssen. Daß es das nicht fertig zu kaufen 
gibt, heißt ja nicht daß es nicht geht.

von Devil66 (Gast)


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wie kann man soetwas realisieren? Mt Mosfets den Strom umleiten?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Devil66 schrieb:
> wie kann man soetwas realisieren? Mt Mosfets den Strom umleiten?

Ähhm. Wie bitte?

Üblicherweise reagiert ein Kurzschlußschutz so, daß er den Strom 
abschaltet oder doch zumindest begrenzt. In deinem Fall also z.B. den 
MOSFET ausschaltet.

Allerdings ist "Kurzschlußschutz" ein weites Feld. Wie genau man den 
realisiert, hängt davon ab was man denn wovor schützen will:

1. die Leitungen Steckverbinder etc. davor schützen daß sie bei zuviel 
Strom abbrennen?

2. den MOSFET davor schützen, daß er zu heiß wird und kaputt geht?

3. den Akku davor schützen daß er bei zu hohem Strom und/oder zu hoher 
Temperatur und/oder zu niedriger Klemmenspannung kaputt geht?

von Devil66 (Gast)


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2. und 3.

von Planlos (Gast)


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Devil66 schrieb:
> 2. und 3.

Dann ist 1. die Lösung.
Mach einfach ein Stück Leiterbahn so dünn, dass es bei Überstrom schnell 
wegbrennt. Wenn es schon keine normale Schmelzsicherung sein darf.

von Devil66 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Schmelzen darf da nichts, es muss dauerhaft funktionieren ohne danach 
eine Leiterbahn oder eine Sicherung austauschen zu müssen.

habe im Netz den Anhang gefunden. Ich gebe zu das ich nicht viel mit 
Diagrammen anfangen kann, wo baue ich meinen IRF9310 da ein und wie?

von Planlos (Gast)


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Devil66 schrieb:
> Schmelzen darf da nichts, es muss dauerhaft funktionieren ohne danach
> eine Leiterbahn oder eine Sicherung austauschen zu müssen.

Ok, aber der Akku darf nachher kaputt sein?
Dann nimm diesen Tipp:

Falk B. schrieb:
> Nimm einfach einen FET, der 30A sicher schalten kann, fertig.

Wenn der Akku auch noch überleben soll, dann nimm einen "Protected" 
Akku.

Da hat sich dann schon jemand mit ausreichend Erfahrung Gedanken zum 
Kurzschlusschutz gemacht.
Tiefentlade- und Überladeschutz gibt's kostenlos als Bonus.

von Klaus (Gast)


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Devil66 schrieb:
> Schmelzen darf da nichts, es muss dauerhaft funktionieren ohne danach
> eine Leiterbahn oder eine Sicherung austauschen zu müssen.

Na dann mach einfach keinen Kurzschluß. Ich mach auch keine, da ich zu 
faul bin, dauernd die Sicherungen wieder rein zu drücken. Außerdem ist 
nach den ersten paar Mal der Spaß weg.

Für Leute ohne Ironiedetektor: als einfachster Kurzschlußschutz wirkt 
ein Aufbau, der keinen Kurzschluß zulässt. Und wenn ein Bauteil 
durchlegiert ist die Schaltung sowieso hinüber und die durchgebrannte 
Leiterbahn hilft einen Brand zu verhüten.

MfG Klaus

von Stefan F. (Gast)


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Die Schaltung von Devil66 ist eine Strombegrenzung und damit nur eine 
von vielen Möglichkeiten. Bei den erwarteten Leistungen sicher die mit 
den übelsten Seiteneffekten.

Wir kommen wieder zurück auf meine Fragen, die ich weiter oben bereits 
zweimal gestellt habe.

von Devil66 (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> 20A wie lange?
>
> Ein üblicher einfacher Kurzschlussschutz wäre zum Beispiel eine
> Schmelzsicherung. Eine 20A Schmelzsicherung löst je nach Strom schnell
> oder langsam aus. Im Extremfall können locker 50A fließen - wenn denn
> die Batterie diesen Strom liefern kann.

Verwendet werden 18650 Akkus die Maximal 35A können


> Wenn du jetzt Transistoren hast, die 20A vertragen, dann gehen die bei
> 50A möglicherweise schneller kaputt, als die Sicherung. Vielleicht aber
> auch nicht.

Vielleicht, Vielleicht auch nicht?!

> Was willst du vor Kurzschluss beschützen? Willst du auch vor Überstrom
> schützen?

Es kommen maximal 4,2V, 20A Dauerhaft und ab 20A muss die Schaltung 
abschalten, sonst nimmt der MOSFET schaden.

> Und nochmal die Frage: Wie hoch ist der maximal mögliche und der maximal
> zulässige Strom, und wie lange ist er zulässig?

> maximal mögliche:

18650 LiIo, 4,2V, 35A

> maximal zulässige Strom

20A

> wie lange ist er zulässig
maximal 30 Sekunden ?

> Und noch eine wichtige Frage: Wass soll denn passieren, wennd er Schutz
> auslöst? Dauerhaft unterbrechen? Oder mit automatischer Rückstellung?
> Oder eine Strombegrenzung?

Bei Kurzschluss = Aus
Bei 20A+ = Aus
Darunter = Ein


> Deine Frage ist viiiiieeeeeelll zu unpräzise.
Hoffe ich habe mich gebessert

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Devil66 schrieb:
> Verwendet werden 18650 Akkus die Maximal 35A können

Marketinggeschwätz.

> Es kommen maximal 4,2V, 20A Dauerhaft

Im Leben nicht. Aus einer einzelnen 18650 Zelle kommen nicht 
gleichzeitig 4.2V und 20A raus.

> und ab 20A muss die Schaltung
> abschalten, sonst nimmt der MOSFET schaden.

Auch falsch. Die 20A für deinen IRF9310 gelten unter der Maßgabe, daß er 
1 Quadratzoll Kupferfläche hat, die Umgebungstemperatur bei 25°C liegt 
und er eine Gate-Source Spannung von (-)10V bekommt.

Und jetzt denk mal nach. Wie willst du mit einem Akku, der je nach 
Ladezustand auch mal nur 3V Klemmenspannung haben kann, die bei 
Belastung mit einigen Ampere auch noch weiter zusammenbrechen, deinem 
MOSFET eine Steuerspannung von 10V bereitstellen?

>> Und noch eine wichtige Frage: Wass soll denn passieren, wennd er Schutz
>> auslöst? Dauerhaft unterbrechen? Oder mit automatischer Rückstellung?
>> Oder eine Strombegrenzung?
>
> Bei Kurzschluss = Aus
> Bei 20A+ = Aus
> Darunter = Ein

Die Frage ist nach wie vor nicht beantwortet. Allerdings gibt es IMHO 
nur eine sinnvolle Möglichkeit: beim Erkennen von Überlast muß die 
Schaltung permanent in einen Zustand übergehen, in dem der MOSFET aus 
ist. Und das so lange bis entweder ein Mensch ein Knöpfchen drückt oder 
den Akku mal abklemmt.

Strombegrenzung ist Blödsinn, denn die funktioniert ja so, daß der 
MOSFET weniger weit durchgesteuert wird. Dadurch kann man dann zwar den 
Strom auf 20A begrenzen, gleichzeitig steigt dann aber die Spannung am 
MOSFET. Wenn wir mit den (unrealistischen, s.o.) 4.2V und 20A rechnen, 
dann fallen bei einem Kurzschluß die vollen 4.2V am MOSFET ab. Was dann 
stolze 84W Verlustleistung ergibt und den Tod des MOSFET garantiert.

Was man machen müßte:

1. per Ladungspumpe oder Boost-Konverter eine Spannung von wenigstens 
10V (-10V bezogen auf den positiven Pol des Akkus) erzeugen. Mit dieser 
Spannung wird der MOSFET aufgesteuert. Das muß so ausgelegt sein, daß es 
in jedem erlaubten Lastzustand und mit jedem Ladezustand des Akkus 
funktioniert. Falls diese Spannung aus irgend einem Grund unter 10V 
fällt, muß die Schaltung in den Fehlerzustand gehen.

2. die Temperatur des MOSFET überwachen. Am besten wäre ein Sensor 
direkt auf dem MOSFET-Die, hast du aber nicht. Also einen kleinen 
(=schnellen) Sensor möglichst gut thermisch gekoppelt. Übertemperatur 
löst auch wieder den Fehlerzustand aus.

3. den Strom überwachen. Dazu kann man alles mögliche nehmen. Am besten 
ist ein MOSFET mit Sense-Anschluß, den hat der IRF9310 aber nicht. 
Bleibt ein Shunt. Oder die direkte Auswertung der Drain-Source Spannung. 
Letzteres ist sogar noch ein bisschen besser, aber auch aufwendiger.

Wenn du das alles hast, bist du wenigstens in der Nähe dessen, was ein 
ProFET tut um am Leben zu bleiben.

Wirst du das hinkriegen? Unwahrscheinlich. Ist es wirklich notwendig? 
Davon bin ich nicht überzeugt. Die Anforderung "Kurzschlußschutz in 
allen Lebenslagen" ist so ein typisches Ding, das ein Manager ins 
Pflichtenheft schreibt. Der selbe Manager übrigens, der nachher die 
Hände über dem Kopf zusammenschlägt wenn man ihm den Kostenvoranschlag 
für die benötigte Lösung präsentiert.

von Devil66 (Gast)


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Marketing geschwätz hin oder her, dass ist wirklich sehr Hilfreich 
Kollege. Dein Ton gibt mir nicht gerade das Gefühl unter Erwachsenen zu 
sein. Ein Elektro Freak bin ich nicht, habe ich auch nicht geschrieben.

bei einem Voltdrop von geschätzten 0,5V macht der Akku noch 3,7V, der 
Verbraucher ist bei 0,2 Ohm, macht 18,5A bei 68,45 Watt Leistung. Der 
Mosfet macht 20A mit und dieser soll gegen Kurzschluss von der 
Verbraucherseite aus geschützt werden, derzeit funktioniert das gut mit 
PTC Sicherungen, die sind mir aber zu ungenau und langsam.

Ich habe schon ganz andere Sachen hin bekommen, darüber steht dir nicht 
zu ein Urteil zu fällen, wenn du hier nichts weiter dazu beitragen 
kannst, dann lass es doch bitte sein, danke!

von Planlos (Gast)


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Devil66 schrieb:
> Ich habe schon ganz andere Sachen hin bekommen,

Dann zeichne doch mal los.
Tipp: Low-side lässt sich das viel einfacher realisieren.

Plan:
Low-Side Shunt misst den Strom.
Komparator (Such einen, der bei 2.5V noch läuft, Single-Supply) 
vergleicht Shunt-Spannungsabfall mit Referenz/Grenzwert.
Überstrom => Gate-Spannung weg.

TODO:
automatisches Wiedereinschalten verhindern, sonst schwingt die 
Schaltung.

Idee:
Statt Shunt einfach den Spannungsabfall D-S (I * Rdson) deines FETs 
messen.

Bei Gate-Abschaltung springt die D-S Spannung sofort hoch, du hast eine 
gigantische Hysterese.
Wiedereinschalten erst nach Entfernen/Abschalten der Last möglich.
Das "TODO" ist damit auch gleich erschlagen.


Ich glaube trotzdem noch, dass du mit einer Protected 18650er Zelle viel 
besser fährst.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Devil66 schrieb:
> Marketing geschwätz hin oder her, dass ist wirklich sehr Hilfreich
> Kollege. Dein Ton gibt mir nicht gerade das Gefühl unter Erwachsenen zu
> sein. Ein Elektro Freak bin ich nicht, habe ich auch nicht geschrieben.

Ja, es ist bestimmt sehr hilfreich die Leute die du um Hilfe fragst, als 
Freak zu bezeichnen.

> bei einem Voltdrop von geschätzten 0,5V macht der Akku noch 3,7V, der
> Verbraucher ist bei 0,2 Ohm, macht 18,5A bei 68,45 Watt Leistung.

Wie kommst du zu diesen vollkommen substanzlosen Zahlen? Die Spannung am 
Akku ist von zwei Dingen abhängig: vom Ladezustand und vom fließenden 
Strom.

Allein der Ladezustand läßt die Spannung zwischen 4.2V und knapp 3V 
variieren. Der Laststrom sorgt dann für einen zusätzlichen Rückgang der 
Klemmspannung. Mit pi*Daumen 80mR Innenwiderstand einer 18650 Zelle 
wären das weitere 1.6V weniger Spannung bei 20A. Sogar ein mit 4.2V 
Leerlaufspannung knackevoller Akku würde bei 20A also auf 2.6V 
einbrechen.

Aber natürlich kann eine 18650 Zelle gar keine 20A liefern. Der 
Hersteller erlaubt typisch nur 5A. Und empfohlen sind gar nur 500mA.

> Ich habe schon ganz andere Sachen hin bekommen

Warum fragst du dann? Mach doch einfach. Für mich ist hier EOD.

von Devil66 (Gast)


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Planlos schrieb:
> Devil66 schrieb:
>> Ich habe schon ganz andere Sachen hin bekommen,
>
> Dann zeichne doch mal los.

Was soll das geflame? Bringt hier nichts, ich habe doch weiter oben 
geschrieben das ich in dieser richtung doof bin.


> Ich glaube trotzdem noch, dass du mit einer Protected 18650er Zelle viel
> besser fährst.

Der Protected lässt keine 18,5A zu, deswegen ungeschützt.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn die Batterie wirklich maximal 35A liefern kann, dann brauchst du 
gar keine Sicherung/Schutzschaltung.

Dann nimmt man einfach einen Transistor, der für ein paar Sekunden die 
35A aushält. Jede andere Lösung wäre nur unverhältnismäßig aufwändig. 
Denn der Akku wird diesen Strom nur wenige Sekunden liefern, dann ist er 
leer. Das vereinfacht auch die Kühlung.

Aber wie andere bereits gesagt habe, sind deine Angaben zur Batterie 
bereits unglaubwürdig. Die ganze Planung wird damit zur Farce.

> Hoffe ich habe mich gebessert

Leider hast du die Fragen wieder nur sehr unzureichend beantwortet. So 
kommen wir nicht weiter.

Ich denke, es ist Zeit, einen Fachmann zu beauftragen, die Lösung zu 
entwicklen.

von Devil66 (Gast)


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Jo, ich glaube du hast recht, dafür würde ich gerne Geld ausgeben, wo 
kann man einen Fachmann finden der zu einer Lösung kommt?

von Bernd K. (bmk)


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Axel S. schrieb:

> Mit pi*Daumen 80mR Innenwiderstand einer 18650 Zelle ....
>
> Aber natürlich kann eine 18650 Zelle gar keine 20A liefern. Der
> Hersteller erlaubt typisch nur 5A. Und empfohlen sind gar nur 500mA.

- eine Zelle?
- der Hersteller?

Könnte es sein, dass dein Kenntnisstand bezüglich 18650er Zellen
nicht aktuell ist? Es gibt nämlich Hochstromzellen für Akkuwerkzeuge:
https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/18650/?filterType=CharacterGroups&addFilter=49

zB die erste Samsung Zelle ist angegeben mit 20A(Dauer) und 100A(Puls)

Da der TO eine Zelle mit 2800mAh genannt hat, könnte es diese sein:
https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/18650/efest/efest-purple-imr18650-2800mah-3-6v-3-7v-li-ion-akku-max-35a/a-100802/

Die zulässigen Pulsströme bis 100A sind schon bemerkenswert.
Der tatsächliche Kurzschlussstrom dürfte um einiges höher liegen...

von Devil66 (Gast)


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Richtig! es ist genau die Efest Zelle 2. link, danke das mir mal jemand 
glaubt :)

von Jemin K. (jkam)


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Tja, dann sind aber Deine Angaben falsch. Das Ding liefert locker 100 A 
bei Kurzschluss und brennt dann mit Deiner Schaltung ab. Nimm einfach 
eine Schmelzsicherung.

von Devil66 (Gast)


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der liefert niemals 100A
Die Sicherung kann nicht einfach getauscht werden, wie gesagt, am 
einfachsten ist wohl doch eine PTC Sicherung die bei 20A zu macht, 
allerdings brauche ich diese als SMD, ohne die 2 Füsschen, habe da schon 
gesucht, aber nichts brauchbares gefunden.

von Stefan F. (Gast)


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> am einfachsten ist wohl doch eine PTC Sicherung die bei 20A zu macht

Allerdings haben die auch einige Nebeneffekte, zum Beispiel einen 
beträchtlichen Innenwiderstand, nachdem sie einmal ausgelöst haben.

Kannst du einen Elektromechanischen Sicherungsautomat verwenden?

von Stefan F. (Gast)


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> wo kann man einen Fachmann finden der zu einer Lösung kommt?

Suche in Google nach "Entwicklung Ingenieur Elektronik". Am rechten Rand 
findest du zahlreiche Fachfirmen.

von Stefan F. (Gast)


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> am einfachsten ist wohl doch eine PTC Sicherung die bei 20A zu macht

Du hast gesagt, dass der Laststrom, bis zu 20A ist. Dann sollte man eine 
Sicherung nehmen, die dann noch nicht auslöst. Eine Sicherung mit 20A 
Nennstrom (nicht Auslösestrom) wäre dann richtig.

Sicherheitshalber frage ich mal nach der nächsten möglichen 
Salami-Scheibe:

Ist die Last ein Motor oder irgendwas anderes, was beim Einschalten mehr 
Strom zieht, als in Betrieb? Dann ergeben sich wesentlich komplexere 
Anforderungen an die Sicherung. Dann solltest du dich unter dem 
Stichwort "Motorschutzschalter" umsehen.

von Devil66 (Gast)


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Die Sicherung sollte ab 20A oder besser ab 19,5A+ Auslösen, denn ab 20A 
geht der MOSFET kaputt.

Der Verbraucher ist ein Heitzdraht, ähnlich einer Glühlampe

von Pandur S. (jetztnicht)


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Einen PTC fuer 20A SMD gesucht und nichts gefunden, sollte vielleicht 
den Gedanken erlauben, dass es auch nicht geht. Oder der Markt zu klein 
ist.

Weswegen immer ein Kurzschlussschutz gewuenscht ist, lassen wir hier mal 
weg. Man verwendet einen FET, der den Pulsstrom der Batterie vertraegt. 
Also die 100A. Allenfalls mehrere parallel. Dann misst man den Strom.

Besser ueber einen Shunt, zB 200u .. 1m Ohm. 1Watt. Daran einen 
Versterker, der die spannung auf einen sinnvollen Wert verstaerkt. Dann 
einen komparator.

Weniger gut mit dem FET selber. Hier auch den Fet durchsteuern, und die 
spannung verstaerken, und auf einen Komparator. Der Nachteil hier ist 
die Temperaturabhaengigkeit.

Irgendwelche Elektronik muss natuerlich extern gespiesen werden, nicht 
vom kurzgeschlossenen Akku selbst.

von Devil66 (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Kannst du einen Elektromechanischen Sicherungsautomat verwenden?

Nein, leider nicht, es muss so klein wie möglich werden, hatte die hier: 
http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=125218;SEARCH=PTC194700-300
Wie gesagt, sie Sichert gut ab, dem MOSFET passiert nichts, allerdings 
schaltet  sie zu früh. Genau so eine als 19,5A+ wäre perfekt

von Max S. (maximus-minimus)


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von Stefan F. (Gast)


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>> Kannst du einen Elektromechanischen Sicherungsautomat verwenden?
> Nein, leider nicht, es muss so klein wie möglich werden

Es gibt sehr kompakte Sicherungsautomaten. Eine elektronische 
Schutzschaltung wird sehr warscheinlich größer.

> Die Sicherung sollte ab 20A oder besser ab 19,5A+ Auslösen,
> denn ab 20A geht der MOSFET kaputt.

Erstmal geht kein Transistor plötzlich kaputt, wenn der Strom eine 
gewisse Schwelle überschreitet. Zeit, un Temperatur spielen dabei einen 
ganz große Rolle.

Zweitens ist es nicht sinnvoll, eine Last die 20A aufnimmt mit einer 20A 
Sicherung zu versehen. Denn keine normale Sicherung hat einen genau 
definierten Auslösepunkt.
Siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/Schmelzsicherung#Ausl.C3.B6secharakteristik_oder_Betriebsklasse

Dieses Diagramm bei Wikipedia ist nur ein beispiel für eine konkrete 
Serie von Sicherungen. Aber lass uns mal dort bleiben, denn das Problem 
hast du prinzipiell mit allen wie auch immer gearteten Sicherungen.

Die 20A Sicherung löst bei 40A in 1000 Sekunden aus. Je höher der Strom 
ist, umso schneller löst sie aus. Aber am Verlauf der kurve kannst du 
auch erkennen, dass sie bei 30A vermutlich niemals auslöst.

Du wirst keine Sicherung finden, die ganz sicher 19,5A durchlässt, aber 
bei 20A auslöst.

Eine wie auch immer geartete Sicherung kann nur dann sinnvoll 
funktionieren, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:

- Die Stromvbersorgung und die zu schützenden Bauteile vertragen 
langfristig deutlich mehr Strom, als die Last benötigt.

- Die Stromvbersorgung und die zu schützenden Bauteile vertragen 
kurzfristig (einige Sekunden) viel mehr Strom, als die Last benötigt. 
Faktor 2 oder mehr ist angemessen.

Nur dann hast die die Chance, eine geeignete HANDELSÜBLICHE Sicherung 
zufinden. Alles Andere wäre eine sehr spezifische Spezialkonstruktion, 
die wir Dir hier im Rahmen des Forums nicht liefern können.

Insbesondere deswegen nicht, weil Du die nötigen Informationen zum 
Gesamtprodukt nicht zu liefern imstande bist.

Ein Beispiel aus der Praxis:

In meinem Haus sind 16A Sicherungsautomaten verbaut, welche die 
Stromleitungen beschützen sollen. Die Leitungen vertragen locker 25A für 
beliebig lange Zeit. Kurzzeitig vertragen sie noch viel mehr, wir reden 
hier von einugen zig Ampere. Als Stromquelle betrachte ich den 
Hauptanschluss, der mit 400 Ampere abgesichert ist.

So ist sichergestellt, dass es nicht zum Kabelbrand kommt. Andererseits 
kann die Stromquelle genug Strom liefern, um die Automaten im 
Kurzschlussfall schnell (innerhalb von Millisekunden) raus zu hauen. 
Außerdem eignet sich das System, um hohe Anlaufströme für Motoren wie 
dem Staubsauger zu liefern.

Heizgeräte (z.B. Toaster, Backöfen, Glühlampen) haben übrigens auch 
einen sehr viel höheren Einschaltstrom, als im Normalbetrieb.

Wenn der Sicherungsautomat schon bei bei 16A sofort abschalten würde, 
könnte ich unmöglich den Staubsauger benutzen. Und der 500 Watt 
Halogenstrahler, den ich bei Bauarbeiten nutze, wäre sicher auch 
problematisch. Erst recht die 2000 Watt Bohrhammer - der haut die 
Sicherung trotz ihrer Trägheit schon gelegentlich raus, wenn der Bohrer 
stecken bleibt.

Ich denke, du bist Dir noch gar nicht richtig darüber im Klaren, was du 
haben willst, und wozu es dienen soll. Du brauchst einen technischen 
Projektleiter, wie ihn die Entwicklungsbüros bereit stellen.

von Stefan F. (Gast)


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Nochwas dazu:

Du hattest zuerst nach einem Kurzschluss-Schutz gefragt. Im Verlauf der 
Diskussion sind wir allerdings bei einem Überstrom-Schutz angelangt.

Denke mal darüber nach, warum du etwas vor Überstrom schützen willst.

In den meisten Fällen geht es doch darum, irgendwelche Bauteile vor 
Überhitzung zu bewahren. Dann liegt es nahe, nicht den Strom zu messen, 
sonderen deren Temperatur. Das löst zugleich dein Problem mit dem 
erhöhten Einschaltstrom.

Zusätzlich möchte man auch vor viel zu viel Strom schützen, wo die 
thermische Methode zu träge wird.

Und jetzt schau Dir mal an, wie ein elektromechanischer 
Sicherungsautomat aufgebaut ist. Alles, was da drin ist, musst du 
elektronisch nachbilden. So super kompakt, wie du Dir das vorstellst, 
wird es nicht werden.

von Stefan F. (Gast)


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@Max
> 
http://www.reichelt.de/BTS-555/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=39352&artnr=BTS+555&SEARCH=bts

Dieser Transistor schaltet nicht bei 20A ab, sondern bei 520A. Er 
beschützt nur sich selbst vor Übertemperatur.

Der TO such aber ein Bauteil, welches andere Teile zu beschützen vermag.

Dennoch ist die Empfehlung nicht ganz falsch, nur sollte einem klar 
sein, dass man noch eine Stromüberwachung mit der gewünschten 
Characteristik drumherum bauen muss. Und man braucht einen Kühlkörper, 
und eine zusätzliche Stromversorgung.

von Stefan F. (Gast)


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> http://www.reichelt.de/index.html?ACTION=3;ARTICLE=125218;SEARCH=PTC194700-300
> Wie gesagt, sie Sichert gut ab, dem MOSFET passiert nichts, allerdings
> schaltet  sie zu früh. Genau so eine als 19,5A+ wäre perfekt

Ganz Recht. Sie ist nur für 3A Nennstrom geeignet. Schaltet aber erst 
bei 8A in 20 Sekunden ab, bei 6A dauert es noch länger. Und bei weniger 
als 6A schaltet sie vermutlich gar nicht ab. Hinzu kommt, dass sie 
maximal 40A verträgt. Dein Akku liefert aber mehr, so dass Dir dieses 
Teil im Kurzschlussfall mit einem lauten Knall um die Ohren fliegen 
wird.

Jetzt stell Dir mal vor, es gäbe so eine Sicherung für 20A Nennstrom. 
Dann würde sie (einfach hochgerechnet) bei 53A in 20 Sekunden 
abschalten. Und bei weniger als 39A gar nicht auslösen. Bei mehr als 
240A würde sie platzen - da müsste man mal schauen, wie hoch der 
Kurzschlusstrom dieses Akkus ist.

von S. C. (samc)


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Hi,

wie wärs mit dem: LTC4361-1

habs nicht ganz durchgelesen aber könnte passen.

Grüße,
Simon

von Bernd K. (bmk)


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Was hier auch noch nicht angesprochen wurde:

Vermutlich wird das Gate des MOSFET vom Akku selbst angesteuert.

Und bei 20A wird dessen Spannung gerne in die Knie gehen, zumal
zum Entlade-Ende hin. Und dann haben wir es nicht mehr mit 3,6V
Ugs zu tun, sondern eher 2,6V unter Last. Und dann stirbt der
MOSFET wegen 'halb durchgeschaltet' dem Wärmetod und nicht wegen
vermeintlichem Kurzschluss.

Aber da gibt es mittlerweile MOSFETs mit Ugs 2,5V spezifiziert:
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/ATP218-D.PDF

von Stefan F. (Gast)


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> Was hier auch noch nicht angesprochen wurde:

Doch, wurde bereits angesprochen.

von Devil66 (Gast)


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Danke für die Tipps, die sind schon mal hilfreicher als am Anfang, ich 
werde es nun so machen, ich beauftrage jemanden der mir mein Problem 
lösen kann, wenn jemand von euch Interesse hat, auch kein Ding, vorher 
teste ich nochmal mit einer anderen Sicherung die bei 14a auslöst, ich 
halte euch auf dem laufenden.

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