Entgegengesetzte MOSFETs sicher schalten

[Dennis B. (Firma: Home) (deboman)]

Hallo!

Ich habe folgendes Problem und weiß nicht weiter.
Im Anhang ist eine grobe Schaltung, die in meinem System verbaut werden 
soll.
Was ist das System eigentlich?
Es ist ein elektronischer Rollstuhl, der mit einer Brennstoffzelle 
ausgerüstet werden soll. Jedoch brauche ich einen Zwischenspeicher, um 
ggf. Bremsenergie bzw. Rückspeiseenergie zu speichern. Da es natürlich 
sein könnte, dass ich einen langen Berg runterfahre und der Akku dabei 
voll beladen wird, muss ich eine Widerstandsbremse einplanen, um die 
überschüssige Energie zu verheizen. (24V und ~20-30A)

Was ist mein Problem?
Wenn der Fall eintritt, dass ich zuviel Energie zur Verfügung habe, dann 
soll der FET3 öffnen und FET4 schalten. Über den Zwischenkreis kann ich 
die Spannung, die vom Motor erzeugt wird messen. Wenn ein bestimmter 
Schwellenwert überschritten wird, dann soll die Schaltung ihre Dienste 
verrichten.
Ich habe mir gedacht einen Komparator zu verwenden. Der Ausgang geht auf 
den einen FET und der andere FET soll durch einen Invertierer beschaltet 
werden. Nur ist es nicht sinnvoller die FETs versetzt zu schalten? Bzw. 
wie kann ich sichergehen, dass auch der erste FET geschaltet hat?


Vielleicht könnt ihr mir da ein paar Tipps geben.

Gruß

[Klar (Gast)]

Dennis B. schrieb:
> und der Akku dabei
> voll beladen wird

Na das muss ja ein Berg sein...

[U.R. Schmitt (Gast)]

Klar schrieb:
>> und der Akku dabei
>> voll beladen wird
>
> Na das muss ja ein Berg sein...

Na ja wenn der Akku voll geladen wurde und es dann vorm Haus in der 
gewünschten Richtung direkt bergab geht.
Aber eine Bremsleistung von 24V und 30A = 720W ist schon ganz gewaltig.
Für Notbremsungen sollte man vieleicht doch die mechanische Lösung 
präferieren.

[U.R. Schmitt (Gast)]

U.R. Schmitt schrieb:
> Für Notbremsungen sollte man vieleicht doch die mechanische Lösung
> präferieren.

Was ich damit eigentlich sagen wollte. Es macht keinen Sinn die 
Energierückgewinnung auf die maximal für Sekundenbruchteil mögliche 
Leistung auszulegen, sondern auf die in mindestens 50% der Bremszeit 
erreichte Leistung. Die restlichen Spitzen bringen kaum 
Energieersparnis, man muß nur alles dicker dimensionieren. Die Spitzen 
sollten mechanisch abgefangen werden.
Meine Meinung.

[MaWin (Gast)]

> Vielleicht könnt ihr mir da ein paar Tipps geben.


Du brauchst FET3 nicht.

Ist der Akku voll, vernichtet FET4 die Leistung,
in dem er einen Bremswiderstand einschaltet.
Die Diode brauchst du auch nicht, der Bremswiderstand
ist keine induktive Last.

Man kann allerdings noch eine Spule in Reihe schalten,
dann wirkt das mit PWM als dynamische (regelbare) Belastung,
dann ist die Diode sinnvoll.

[Besserwisser (Gast)]

Ich denke, er braucht FET3 zum Abschalten des Akkus, sonst vernichtet
er nicht nur die Bremsleistung des Motors, sondern entleert auch den 
Akku.

[MaWin (Gast)]

Nope.

Schliesslicb wird FET4 auch wieder abgeschaltet.

[Dennis B. (Firma: Home) (deboman)]

Danke für die Antworten! Über eine mechanische Bremse habe ich natürlich 
auch schon nachgedacht. Wird auch integriert.
Also Testfahrten mit dem gekauften System haben ergeben, dass ich 
Spitzen von 40A beim Bremsen habe und wenn es kontinuierlich runter geht 
20A sind.
Geplant ist, dass man die Widerstandsbremse an den Rahmen montiert für 
die notwendige Kühlung. Aber das wird noch abgeklärt.

Es geht mir wirklich nur um die Realisierung der Schaltung, die ich 
beschrieben habe.

@MaWin
Die Überlegung den FET3 wegzulassen ist eigentlich eine gute 
Möglichkeit. Ich glaube, das muss ich mir nochmal durch den Kopf gehen 
lassen!!! 8)

[Mine Fields (Gast)]

FET3 kannst du prinzipell weglassen, sofern der Akku die leichte 
Überspannung abkann. Du musst ja schließlich etwas Spielraum für die 
Regelung deiner Widerstandsbremse haben. Mit Hilfe der hoffentlich 
eingeplanten Ausgangsstrommessung kannst du natürlich auch in etwa 
bestimmen, wann der Widerstand eingeschaltet werden soll.

[Dennis B. (Firma: Home) (deboman)]

Also FET3 werde ich weglassen. Nach reichlichen Überlegungen ist er 
nicht wirklich erforderlich. Ich habe nämlich am Akku auch noch einen 
FET und den kann ich natürlich direkt nach Einschalten der 
Widerstandsbremse hinzuschalten und gewährleiste, dass es funktioniert 
:).
Und die Strommessung/Spannungsmessung gewährt mir, dass das System 
rechtzeitig agiert.

So ein kleiner Tipp bringt mir soviel Erleichterungen!! Danke

[MaWin (Gast)]

> Also FET3 werde ich weglassen. Nach reichlichen Überlegungen ist er
> nicht wirklich erforderlich. Ich habe nämlich am Akku auch noch einen
> FET

Ich glaube nicht, daß man das unter weglassen versteht.

Der Akku, bei dir Batterie genannt, SOLL dran bleiben. So bald er voll 
ist (zu erkennen an dem Erreichen von dessen Ladeendspanung, wird ja 
wohl ein Bleiakku oder LiIon Akku sein) wird FET3 eingeschaltet. So bald 
der Akku wieder unter die Ladeschlusspannung fällt, weil er so weit 
entladen wurde, wird FET3 wieder abgeschaltet. Die Bremsenergie wird 
also immer in den Akku gesteckt, nur wird er kurzzeitig immer wieder 
(stärker) ein winziges bischen entladen, wenn er schon voll ist. Wie 
schnell FET3 schaltet, liegt an der Hysterese des ihm ansteuernden 
Komparators.

[Dennis B. (Firma: Home) (deboman)]

Ich muss kurz noch etwas erklären. Der Akku (LiFePo) soll als 
elektrischer Puffer und Zwischenspeicher dienen. Wenn das Fahrzeug fährt 
und mehr Energie braucht als es von der Brennstoffzelle bekommt, dann 
soll der Akku aushelfen. Im Anhang seht ihr den kompletten Systemaufbau. 
Ist jetzt nur eine sehr grobe Übersicht. Eine "Diode" fehlt noch nach 
dem DCDC Wandler. Wenn der Akku voll ist, dann schaltet sich die 
Widerstandsbremse mit FET3 hinzu und der FET2 klingt direkt danach aus, 
sodass der Akku getrennt ist.

[Philipp B. (philipp_burch)]

Hallo Dennis,

nettes Projekt hast du da!
Was mir aber nicht ganz einleuchtet ist der Umweg über den Widerstand. 
Wäre es nicht besser, direkt einen etwas dickeren FET am Rahmen 
anzuschrauben und im Linearbetrieb zu heizen? Den FET am Akku könntest 
du dir dann in der Tat komplett sparen, indem du die Steuerung als 
"Akkuwächter" aufbaust (Ähnlich den Balancern bei den LiPos für den 
Modellbau): Der FET wirkt als Shuntregler, der jegliche Überschüssige 
Spannung (Egal von wo die kommt) verheizt. Das wäre auch ein 
zusätzlicher Schutz, falls die Ladesteuerung mal ausfallen sollte.

Gruss,
Philipp

[MaWin (Gast)]

> nettes Projekt hast du da!

Es gibt wieder Forschungsgelder für Elektroautos !
Die müssen verprasst werden.
So wie 1970.
So wie 1980.
So wie 1990.
Und jedesmal kann man denselben Mist entwickeln,
weil das alte Wissen offenkundig verloren gegangen
ist.