Moin Moin, ich sitze gerade an einem Mosfet- Lastschalter der mit 2 antiseriell geschalteten N-Mosfet's zwei Batterien voneinander trennen soll! Folgende Beiträge habe ich mir bisher angesehen: Beitrag "Treiber für Mosfet IRFB7440" Beitrag "High Side NMOS Controller 100% ON" in beiden Beiträgen wird der MIC5021 als Treiber für die Mosfet's genutzt. Nun wollte ich bevor ich das ganze in die Tat umsetze mal nachfragen ob ich das Prinzip der Ansteuerung jetzt richtig verstanden habe. (siehe Anhang) Die Mosfet's "CSD18540Q5B" haben pro Mosfet eine Gate-Kapazität "Ciss = 3250pF (Typ) und Ciss = 4230pF (Max)". Dann bin ich ja mit den typischen Werten bei 6500pF und mit den maximal Werten bei ca. 8460pF für 2 Mosfet's. Der MIC5021 kann laut Datenblatt "550 ns Rise/Fall Time Driving 2000 pF" Heißt das jetzt das der Treiber im schlimmsten Fall ca. 2475ns (4,5 * 550ns) braucht um die Mosfet's anzusteuern oder kann ich den Treiber gar nicht erst verwenden? Die Einschaltzeit der Mosfet's soll 100% sein. Über ein wenig Hilfe und Aufklärung wäre ich Euch sehr dankbar :) Gruß Distanz
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So wie in Deiner Schaltung geht's leider nicht. Am Einfachsten wären zwei Relais oder ein Umschaltrelais. Wenn mit MosFet dann besser in etwa so: https://www.mikrocontroller.net/attachment/21898/Batterieumschalter_mit_MOSFETs.png
Klar, geht das. Die 10R Gatewiderstände können raus, denke ich mal. den 100µF Elko am Eingang würde ich gegen was Keramisches in 10µF(Bf.1210)50V Größenordnung ersetzen. Ich gehe davon aus, dass Du einfach nur die Batterie hinzuschalten möchtest. Ich würde sogar 2x2 FETs nehmen. (Auf zwei kleine Kühlkörperchen zum erhöhen der Wärmekapazität geschraubt). Du schaltest "2x am Tag", da macht es nichts, wenn die Fets statt in 100ns, eben in 2µs oder 10µs einschalten. Pass lieber auf, dass Du die restlichen Verbindungen solide auslegst. 8er Schraubklemme/Kabelschuh, 35mm² Kabel usw.
Hey Mathias, danke für deine Antwort. Na klar ist es über ein dickes herkömmliches Relais das einfachste und am Ende warscheinlich auch das deutlich günstigere Weg aber man will ja mal was "neues" lernen ;) Die von dir gezeigte Schaltung Trennt zwar die beiden Spannungsquellen aber verhindert nicht das Entladen beider Batterien wenn am Außgang eine Last angeschlossen ist. (Body-Diode) Eventuell habe ich mich ein wenig undeutlich ausgedrückt. Im Prinzip möchte ich ein Trennrelais wie man es aus dem KFZ Bereich kennt durch Mosfet's ersetzen. Wenn die Lichtmaschine läuft sollen die Mosfet's die Batterien zum Aufladen verbinden. Bei abgestelltem Fahrzeug soll nur die Zusatzbatterie belastet werden durch verschiedene verbraucher UND es muss verhindert werden das beim Starten des Motors ein Teil des Anlassstromes über die Body-Diode der Mosfet's zurück zur Hauptbatterie fließt. Mittels 6 dicken P-Kanal Fet's habe ich dieses auch schon erfolgreich umgesetzt aber die Verluste sind angesichts der relativ hohen Rds_on Werte sehr hoch! (>10mOhm) Vielen Dank für Eure Hilfe :)
Erst mal würde ich die Strommeß-Funktion nicht weglassen - Du kannst Dir bei Bedarf einfach den Shunt auf die 50mV anpassen, und so eine Überstrom-Sicherung (Kurzschluß) implementieren. Freie Wahl des Stromwertes halt. Zweit mal sehe ich 100A continuous FETs als minimal unterdimensioniert an, z.B. 2 davon parallel oder etwas dickeres sorgte für geringeren Spannungsfall - Kühlkörper sind bei solchen Packages ja eher schwierig zu montieren... (Kann mom. keine pdfs laden. Hab sie also nicht berechnet, die P(tot), ist nur ein Gedanke. Entstanden daraus, daß ich für meinen Teil gerne FETs benutze, welche ein Rating 2fach oder noch weit mehr des Nennstromes haben. Und wenn die Sache einenKurzschluß überstehen soll, wäre es auch dafür praktisch, weil evtl. die ÜS-Abschaltung nicht schon nach ns kommt - und die FETs ein bißchen leiden könnten. Etc.) Und drittens: Man kann praktisch jeden integrierten Treiber mit einer simplen NPN+PNP Gegentaktstufe (sogar mit 2 versch. Widerständen möglich, ein und aus verschieden flott) auf die gewünschte Schaltzeit hin verändern / verstärken. Damit das Ein- aber wichtiger das Aus-Schalten verschnellern (passierte dann in jedem Fall, doch bei Überstrom wäre es halt besonders wünschenswert - weil beim schnelleren Schalten der ÜS weniger hoch steigen kann - also wieder mal alles aus "Schutz-Gründen"). Man muß es ja nicht gerade in den einstelligen Nanosekunden-Bereich schieben, aber ein bissel, ein wenig schneller halt... Mathias H. schrieb: > Aha Fahrzeugtechnik. > Google mal nach "Trenn-MOSFET". Ja, da könnte was nützliches stehen.
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Danke für die super Feedbacks! Okay sollte ich dann eurer Meinung nach mit dem einen Treiber mehrere Fets ansteuern oder lieber auf mehrere Treiber/Fet Stränge gehen? Habe im Anhang mal eine Version mit nur einem Treiber gezeichnet wäre das so denkbar okay? Auch mit dem Messshunt? Ich denke wenn ich das ganze mit 3*2 Mosfets machen sollte habe ich ein gesamt Rds_on = 1,2mOhm. Das ganze dann bei 100A = I²*R => 100²*0,0012Ohm = 12W aufgeteilt auf die 6 Mosfet's (2W pro Mosfet) ich denke das sollte so passen. (lt. Datenblatt 3,8W wenn ich das richtig deute.) (Gezeichnet sind bis jetzt nur 2 Stränge würde dann noch einen Strang dazu zeichnen!) Vielen Dank für Eure super Hilfe :)
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Um das Thema nochmal aufzugreifen... Ich habe die im Anhang gezeigte Schaltung mal aufgebaut und kann absolut nicht nachvollziehen warum die MOSFET's scheinbar nicht 100% durchsteuern!? Kann mir eventuell jemand einen Tipp geben warum ich einen sol hohen Spannungsabfall über die MOSFET's messe? Theoretisch sollte ein MOSFET ca. 4mOhm haben also 2 MOSFET's 8mOhm. I = 2,44A (gemessen) passt exakt zu I = 13,8V / 5,65Ohm. Daher ist folglich die Mosfet-Strecke mit R = 0,2V / 2,44A = 0,082Ohm viel zu hoch! (82mOhm!!!) Die Spannung von 0,2V Teilt sich fast exakt zu gleichen Teilen auf die Mosfet's auf also pro FET ca. 0,1V Vielen Dank für Eure Hilfe :)
Distanz schrieb: > I = 2,44A (gemessen) passt exakt zu I = 13,8V / 5,65Ohm. Das heißt, du hast den Strom gemessen? Dann denk daran, dass dabei auch am Multimeter ein bisschen Spannung hängen bleibt. 200mV ist dafür nicht völlig unrealistisch. Distanz schrieb: > Die Spannung von 0,2V Teilt sich fast exakt zu gleichen Teilen auf die > Mosfet's auf also pro FET ca. 0,1V Ok, das klingt danach, dass du den Spannungsabfall an den FETs gemessen hast. Hattest du die Messspitzen dabei direkt an den Pins des FET? Und ist U_GS direkt am FET gemessen wirklich bei den erwarteten -14V? Falls ja ist tatsächlich was mit deinen FETs faul. - Hast du sie aus einer seriösen Quelle gekauft? (es gibt nichts, was nicht gefälscht wird). - Bist du sicher, dass sie nicht vorgeschädigt sind? (deine 14V sind schon recht nahe an dem max rating von 16V). Falls du den Spannungsabfall zuvor nicht direkt am FET-Pin gemessen hast: schau mal, ob der Spannungsabfall nicht vielleicht am Drumherum erfolgt (Kontaktwiderstände, Leiterbahnen, Strippen).
Die propagierten 4mOhm gelten für (-) 80A. Bei deinen 2.xxA sind da andere Regionen anzusetzen. Deine Messungen bestätigen das ja.
Auf jeden Fall die IPP-Typen nehmen (TO220) und die auf n kleinen KK schrauben. Es werden wohl so 20-30 bis 50Ampere fliessen. 50x50x0.005=12-13Watt, verteilt auf zwei deiner Transistoren. eher etwas mehr. Kühlen musst Du das so oder so. Achte auch auf das Derating bei hohen Temperaturen... Du musst aber den Strom auch irgenwie heranführen, an deine Schaltung. Selbst hier geht nochmal was flöten. Das passt schon so.
Ein MOSFET benötigt eine Spannung am Gate bezogen auf Source. Deiner bekommt aber eine Spannung am Gate bezogen auf GND. GND kennt der aber nicht.
Bernd K. schrieb: > Ein MOSFET benötigt eine Spannung am Gate bezogen auf Source. > > Deiner bekommt aber eine Spannung am Gate bezogen auf GND. > > GND kennt der aber nicht. Bekommt er doch. Source liegt auf (ca.)14Volt. Die Spannung am Gate liegt gegenüber Source bei -14V. alles richtig bis hierhin. Kann man sich von überzeugen, wenn man direkt an den Beinchen des Fets misst.
Bei Q2 übernimmt ersteinmal die Body-Diode. Hier sieht Source etwas weniger Spannung im "ersten Moment". Der Spannungsabfalla am Lastwiderstand sorgt dann aber dafür, das auch hier mindestens 12-12.5V am Source-Pin anliegen. Somit ist die Bedingnung (-)U_gs>10V auch wieder erfüllt. Im normalen Anwendungsfall würde hier dier zweite Akku mit ebenso 14V angeschlossen werden. Da sind die Verhälnisse wieder etwas klarer.
Äxl (geloescht) schrieb: > Die propagierten 4mOhm gelten für (-) 80A. Bei deinen 2.xxA sind da > andere Regionen anzusetzen. Deine Messungen bestätigen das ja. wobei in der anderen Region der R_DS_on aber höchstens niedriger sein dürfte, nicht größer als bei den -80A. Siehe z.B. Abb. 8 im Datenblatt https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-I100P03P3L_04-DS-v01_01-en.pdf?folderId=db3a304314dca3890114ef902baa05f9&fileId=db3a304314dca3890114ef9264a905fa&ack=t Bernd K. schrieb: > Ein MOSFET benötigt eine Spannung am Gate bezogen auf Source. > > Deiner bekommt aber eine Spannung am Gate bezogen auf GND. > > GND kennt der aber nicht. er ist ja inzwischen auf pFETs umgestiegen. Wie Äxl geschrieben hat passt die Ansteuerung schon.
Achim S. schrieb: > > er ist ja inzwischen auf pFETs umgestiegen. Wie Äxl geschrieben hat > passt die Ansteuerung schon. Stimmt. Habe ich übersehen.
Okay ich werde nachher oder spätestens morgen mal eine Last von ca. 10A oder sogar 20A anschließen und die Messungen wiederholen. Mal sehen was uns dann erwartet. Irgendwie kommen mir die R_ds_on Werte nur sehr hoch vor oder ist das durchaus im normalen Bereich angesichts des kleinen Stroms von 2,xxx A? Ein-/ und Ausschalten klappt ja soweit...
Achso, also die MOSFET‘s sind naja nicht gerade aus einer seriösen Quelle. (AliExpress) Leider habe ich als privat Person keine andere Quelle finden können. Habt Ihr sonst einen vergleichbaren Mosfet- Typen den ich bei einem seriösen Händler als Privatmann bekomme? Außerdem wollte ich noch sagen das alle Werte direkt an den Mosfetbeinen gemessen wurden. Insgesamt sind nachher 3 Mosfet-Paare geplant also insgesamt 6 Mosfet‘s. Dürfen sich dann später in der „Mitte“ die Drain Anschlüsse treffen oder müssen alle 3 Mosfet-Paare strikt getrennt sein und nur Source ist an den Enden verbunden? Danke für Eure Hilfe :) Schönen Abend noch!
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Ich habe mal mit dem Schaltplan gespielt. Ist das technischer Fortschritt, wenn man nichts mehr erkennt?
Was möchtest Du mir damit sagen? Trägt die Antwort zur Lösung des Problemes bei oder möchtest Du mir einfach sagen das der Schalplan etwas unübersichtlich ist und Du ihn gerne nochmal in ordentlich sehen würdest? Dann kann man das auch gerne direkt sagen oder es sich einfach klemmen. ;)
Hier ein P-MOSFET mit deutlich besserem Rdson. https://www.mouser.de/ProductDetail/Infineon-Technologies/IPB180P04P4L02ATMA1?qs=%2fha2pyFadugAbwCavOCwfIKJIVbDz%252bgKjqsPU1j6HGpj0miYYJN89Q%3d%3d Zur Beschaffung: Beitrag "[Biete] Sammelbestellung de.Mouser.com 2018" Sammelbestellung, von David organisiert. Schon mehrfach genutzt. Klappt hervorragend.
Distanz schrieb: > Achso, also die MOSFET‘s sind naja nicht gerade aus einer seriösen > Quelle. > (AliExpress) > Leider habe ich als privat Person keine andere Quelle finden können. > Habt Ihr sonst einen vergleichbaren Mosfet- Typen den ich bei einem > seriösen Händler als Privatmann bekomme? > > Außerdem wollte ich noch sagen das alle Werte direkt an den Mosfetbeinen > gemessen wurden. Wenn U_GS und U_DS direkt am Pin gemessen wurden glaube ich tatsächlich am ehesten, dass in dem Baustein nicht das drin ist, was außen drauf gelabelt wurde (sondern ein "kleinerer" pFET mit schlechteren Parametern). Zu deiner Schaltung: vor dem realen Einsatz im KFZ würde ich die dringend um eine Schutzbeschaltung für die Gates ergänzen. Der ipb100p03p3l verträgt als U_GS laut maximum ratings nur +5V/-16V. Schon die -16V wären mir für den KFZ-Einsatz zu knapp. Aber auch die Beschränkung in positiver Richtung kann die Teile killen: wenn du im endgültigen Aufbau mal auf einer Seite die Batterie abklemmst (oder wenn du deinen Switch einbaust und die Batterien nacheinander anklemmst) dann sieht der sperrende FET zwischenzeitlich ein positives U_GS in Höhe von Batteriespannung - 0,7V. Und das ist viel mehr als die +5V, ab denen das Gate durchschlagen darf.
Achim S. schrieb: > wenn du im endgültigen Aufbau mal auf einer Seite die Batterie abklemmst > (oder wenn du deinen Switch einbaust und die Batterien nacheinander > anklemmst) dann sieht der sperrende FET zwischenzeitlich ein positives > U_GS in Höhe von Batteriespannung - 0,7V. Hm: diese Aussage nehme ich hiermit zurück: da hatte ich in Gedanken Drain und Source vertauscht. (ein wenig begünstigt war das durch das ungewöhnliche Schaltsymbol, bei dem das Gate auf der Drainseite rauskommt statt auf der Sourceseite). Den Schutz vor zu großem U_GS würde ich aber trotzdem vorsehen, damit nicht jede Transiente von ein paar V Höhe im KFZ-Netz gleich das Gate durchhauen kann.
Moin Leute,
echt cool das Ihr euch so viel mit meinem Thema beschäftigt! :) Danke
dafür!
So ich habe heute das Problem mal weiter untersucht. Leider hat sich die
Vermutung das es sich um gefälschte MOSFET's handeln muss stark
verstärkt.
Folgende Messungen habe ich heute durchgeführt:
Netzteil (11,5V - 11,8V / 18A)
1:) R_Last = 1,8Ohm, U_Last = 11,2V, U_Mosfet = 0,6V, I = 6,24A
=> R_ds_on = 0,6V / 6,2A = 0,0967Ohm
2:) R_Last = 1,3Ohm, U_Last = 10,8V, U_Mosfet = 0,81V, I = 8,3A
=> R_ds_on = 0,81V / 8,3A = 0,0975hm
3:) R_Last = 0,66Ohm, U_Last = 10,1V, U_Mosfet = 1,4V, I = 15,3A
=> R_ds_on = 1,4V / 15,3A = 0,0915Ohm
Ich habe dem Händler diesbezüglich mal auf die Tatsachen angeschrieben.
Mal sehen was da kommen wird. Ich denke mal das ich die Teile in die
Tonne treten kann und dann neue bestellen muss. Ich würde gerne bei den
von mir verwendeten MOSFET's bleiben da diese von den Daten her passen
und auch die Bauform gut zu verarbeiten/ kühlen ist.
Wenn jemand doch einen vergleichbaren oder besseren P-Kanal Mosfet in
einem TO-220 Gehäuse kennt, den ich bei einem seriösen Anbieter erwerben
kann als privat Person, wäre ich natürlich gerne bereit diesen zu
verwenden! :)
Achim S. schrieb:
> Zu deiner Schaltung: vor dem realen Einsatz im KFZ würde ich die
> dringend um eine Schutzbeschaltung für die Gates ergänzen. Der
> ipb100p03p3l verträgt als U_GS laut maximum ratings nur +5V/-16V.
Danke Achim für den Hinweis da werde ich mich drum kümmern! :)
Hast Du die Möglichkeit (mehrere Stück der aktuellen FETs, sowie am besten auch noch einige Standard-Marken-FETs vorhanden) für einen richtigen Parameter- und evtl. auch Vergleichstest? FETs nacheinander mit DS an Stromquelle (evtl. 1A, machbar aus Spannungsquelle möglichst hoher Spannung + Vorwiderstand mit Wert im Bereich der Höhe in Volt?), dann jeweils z.B. 9V-Block ans Gate (von Standard-FETs - keine Logik-Level oder gar GaN), und daraufhin die Spannung über DS messen und vergleichen. Sind die Werte nicht halbwegs plausibel, Kriegserklärung senden...
hlp schrieb: > FETs nacheinander mit DS an Stromquelle Vorsicht vor Ausgangskondensator von Labornetzteilen. Auch diese besser als Spannungsquelle mit Vorwiderstand.
Und wie empfindlich die Gates bei statischer Entladung oder sonstig Spannung oberhalb max. sind, sollte jedem klar sein, der mit Teilen wie diesen hantiert.
So ich melde mich nochmal zurück! Ich habe heute die Messungen nochmal mit 2 x IRF4905 P-Kanal FET‘s nachgeholt und siehe da die Messwerte stimmen mit den Angaben aus dem Datenblatt exakt überein! Daher ich werde zusehen ordentliche MOSFET‘s aus seriöser Quelle zu bekommen und dann wird das ganze klappen denke ich! Vielen Dank für Eure super Hilfe :) Schönen Abend noch!
Hallo Distanz, evtl. noch mal meinen Beitrag am 04.10. um 23:47 Uhr betrachten. Mouser ist eine absolut seriöse Quelle. Der Sammelbestellwert von David bei Mouser liegt momentan bei 119 EUR. Schätzungsweise wird er in Kürze den Deckel zu machen und die Bestellung auslösen. Da könntest du dich noch einklinken.
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