Galvanisch getrennte MosFET Ansteuerung

[Leonard K. (Gast)]

Hallo zusammen,

ich stehe gerade mal wieder auf dem Schlauch und dachte mir, ich frag 
mal in die Runde, da kommen meist gute Ideen. Und beim Schrieben und 
Erklären geht einem auch nicht selten ein Lichtlein auf ;)

Folgendes ist mein Ur-Problem: Ich habe eine ("Off-Grid") PV-Anlage und 
lade darüber einen Batteriespeicher. Nun möchte ich jedoch zwischen 
Speicher und Regler noch eine Überwachung mit Not-Aus-Funktion einbauen 
(Überspannung, Unterspannung, Temperatur, Zell-defekte). Bevor irgendwas 
brennt soll der Akku einfach abgetrennt werden. (Siehe schematisches 
Bild im Anhang.)

Leider haben die Akkus eine Nennspannung von 60V (beim Laden geht es 
Richtung 70V) und bei DC-Spannung ist es gar nicht so leicht ein Relais 
zu finden, welches nicht sau teuer ist und trotzdem diese DC-Spannung 
sicher trennt. Zudem fürchte ich, dass ein Relais (im Normalfall sollte 
es ja nie öffnen) durch Korrosion o.Ä. verkleben kann und im Ernstfall 
womöglich nicht öffnet. Daher habe ich mich von mechanischen Relais 
abgewandt.

Solid-State Relais gefallen mir da schon besser, auch weil sie DC 
einfach "besser" trennen. Aber wenn man 100V+ (ein bisschen Toleranz 
wäre mir schon recht) und 3A+ sucht werden auch diese unverhältnismäßig 
teuer (Ich lasse mich gerne eines besseren belehren ;) )

Somit komme ich bei dem Punkt an, mir so ein Solid-State Relais diskret 
aufzubauen. Ein Übertrager, ne Diode, Kondensator, Widerstand und ein 
paar Transistoren. Fertig. Denkste...
Ich stehe vollständig am Schlauch wie ich den Übertrager anschließen 
sollte.

Im Bild oben habe ich 2 Schema aufgezeichnet. Das obere nenne ich 
Flyback-Stil, da es im Prinzip ein Flyback-Converter ist. Der Fehler 
dabei ist (wenn ich nicht falsch liege), dass die Gate-Spannung quasi 
nicht begrenzt ist. Sie wird durch übertragene Leistung und den 
Widerstand bestimmt. Für mich aktuell irgendwie unbestimmbar. Oder 
welche Formel gibt es zur Berechnung?

Im 2. Schema im Bild (ich habe es Forward-Style genannt), ist der 
Übertrager genau andersherum gepolt. In der Folge ist zwar theoretisch 
die Gate-Spannung erstmal bestimmbar (1:1 Übertragung der Spannung), 
doch wenn ich jetzt richtig weiter denke, dürfte der Übertrager recht 
schnell in Sättigung gehen. Dann ist die Gate-Spannung 0. Das ist zwar 
auch klar definiert und auch der sichere Zustand, aber irgendwie nicht 
ganz der Plan.

Vielleicht finde ich ja demnächst ein paar sinnvolle Antworten oder mir 
geht das Lichtlein von selbst auf. In jedem Falle bedanke ich mich 
jedoch schon recht herzlich fürs zuhören und treue mich auf 
Antworten/Ideen/Anregungen.

Besten Dank,
Leonard

[Ingo W. (uebrig)]

Zwischen Gleichrichter und Mosfets solltest du mindestens noch einen 
Trigger vorsehen, damit diese rechtzeitig und schnell genug 
ein/ausgeschaltet werden. Sonst hast du ein ähnliches Problem, wie die 
Relaiskontakte, die Gleichstrom trennen sollen...

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Es ist egal wie du den Trafo anschliesst. Da kommt sowieso nur 
Wechselspannung raus. Am Ausgang vom Trafo kommt ein Kondensator in 
Reihe mit einem 100R Widerstand und dann auch noch in Reihe mit deiner 
bereits eingezeichneten Diode. Vor der Diode wird noch eine Diode zum 
anderen Anschluß deines Trafos geschaltet, um die negativen Halbwellen 
zu eliminieren.

[laflü (Gast)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Es ist egal wie du den Trafo anschliesst. Da kommt sowieso nur
> Wechselspannung raus.

Du meinst: "Klassische Gate Treiber Trafos betreibt man mit AC."
Es gibt diverse Arten, Schalter galvanisch getrennt anzusteuern.


Aber ist das hier das Problem? Relais können etwas, das kein
Halbleiter kann: Die galvanische Trennung des Lastkreises selbst.

(Man kann mit Halbleitern den Strom trennen, bevor ein kleineres
Relais für "Abstand" sorgt. Nur muß die Ansteuerung auch leicht
verzögert z.B. den Mosfet einschalten (beim einschalten eben),
nicht nur verzögert das Relais aus (beim ausschalten eben), wenn
das Relais minimal belastet werden soll/muss.

[laflü (Gast)]

laflü schrieb:
> z.B. den Mosfet

...die insgesamt 4 Mosfets für genannte "Trennung".

laflü schrieb:
> das Relais

...die Relais (2 Stück, eines in jeder Leitung).

[hinz (Gast)]

Leonard K. schrieb:
> Somit komme ich bei dem Punkt an, mir so ein Solid-State Relais diskret
> aufzubauen.

Dazu gibts Optokoppler mit Photovoltaikausgang.

[MaWin (Gast)]

Leonard K. schrieb:
> 3A+ sucht

AQZ205G

[laflü (Gast)]

laflü schrieb:
> laflü schrieb:
>> z.B. den Mosfet
>
> ...die insgesamt 4 Mosfets für genannte "Trennung".

Oha, trotz der back-to-back-Mosfet-AC-Schalter im Bild
oben geht es hier um reine DC: Einer pro Relais reichte.


Eventuell bist Du aber mit MaWins Vorschlag glücklich?