Ich möchte eine Spule (0.5Ohm Widerstand) mit 100V schalten. Dazu möchte ich diesen Fet benutzen http://www.farnell.com/datasheets/40391.pdf (Wenn jemand einen geeigneteren Typen kennt, der Vielleicht auch noch Spielraum bis zu 300V hat, wäre es nett, wenn er mir die Bezeichnung verrät. Der Typ sollte aber erhältlich sein.) Ich suche aber noch nach einer geeigneten Freilaufdiode, welche schnell genug ist die Spannungsspitze abzufangen, welche beim Abschalten auftreten wird. Gibt es geeignete Typen, welche diese Spitze unter 100V halten? Ich könnte besonders für andere Anwendungen diese Spitze auch durch ein Fet wie dieses http://www.farnell.com/datasheets/13241.pdf unterstüzen, oder? Wenn man die Steuerung für das eigentliche Fet auch für die des Freilauffets verbindet indem man einen schnellen Inverter zwischenschaltet, müsste man so doch die Spitzen auch unterdrücken...
erzähl mal ausführlicher, was Du vorhast. Bei einer Spule ist eher die Induktivität interessand, und die Frequenz, mit der Du arbeiten willst.
Frequenz tendiert gegen 0. Es ist ein Anschaltvorgang, dem wenige Bruchteile einer Sekunde darauf ein Ausschaltvorgang folgt, damit nichts schmilzt. Die Induktivität kenne ich nicht. Es handelt sich um 25m Draht auf ein Rohr gewickelt. Ich wollte damit etwas experimentieren um mich darin zu üben diese Ströme zu unterdrücken und alles dabei heile zu lassen.
1N4007? Das war wohl nichts etweder die hier: http://cgi.segor.de/user-cgi-bin/sidestep2.pl?foto=1&Q=rurg&M=1 oder die hier: http://pdf.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/116604/ETC/SKKD46.html Dein MOSFET begrenzt die entstehende hohe Spannung beim Abschalten selbst "full avalanche rated". die enstehende Energie musst du natürlich berücksichtigen. Steht auch im Datenblatt. Sonst mein GokartZeuchs ansehen. Da muss ich zwei dickere Motore in der gleichen Spannungsklasse ansteuern. ... Frequenz tendiert gegen 0. Es ist ein Anschaltvorgang, dem wenige Bruchteile einer Sekunde darauf ein Ausschaltvorgang folgt ... was ist wenige Bruchteile einer Sekunde? Soll die Spule nicht "schmelzen", musst du sehr wohl deren Induktivität kennen! Denn der Stromanstieg in der Spule ist direkt von der Induktivität abhängig. Wenn du mit dem Fet die Spule schaltest, fliesst erstmal kein Strom. Dieser fängt jetzt an linear anzusteigen. Bei einer Dir genehmen Größe (1A?) schaltest Du eben wieder ab. Das kann man etweder diskret aufbauen (Shunt im "Emitter") und mitm LM393 vergleichen und abschalten oder man nimmt gleich was fertiges http://www.alldatasheet.net/datasheet-pdf/pdf/29384/TI/UC3845.html Schönes WE und Gruß AxelR.
Was bedeutet das "Full Avalanche rated" genau? Sind Dioden mit einer Geschwindigkeit von 85ns schnell genug? Oder muss man da die fallende flanke etwas abflachen, damit die Schaltung nicht zerstört wird, bevor die Diode schalten kann?
Ich möchte diese Spule nur einmal alle 2Minuten schalten und sofort wieder abschalten. http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/mur3020wt.pdf Davon hätte ich noch zwei herumliegen. Für einmalige Ströme halten die Dioden bis zu 200A aus und schalten können sie innerhalb von 35ns. Nur die Spannungsfestigkeit geht nur bis zu 200V aber wenn diese Spannung erreicht wird sind die restlichen Bauteile so wie so schon zerstört. Die Induktivität kenne ich nicht. Die Spule habe ich selber gewickelt und zum Berechnen fehlt mir im Moment noch die theoretische Grundlage. Es ist eine Luftspule aus 25m Draht und 0.5Ohm Wiederstand. Der Durchmesser ist etwas über 10cm. Daran wollte ich etwas üben. Wenn man jetzt von ungünstigen Daten ausgeht. Wie stark verzögert tritt die Spannungsspitze nach dem Abschalten ein? Reichen die 35ns dann?
Es gibt 2 Möglichkeiten, die Diode zu schalten: 1. antiparallel zur Spule (slow decay), der Strom wird langsam abklingen, da die Spule versucht, den Strom konstant zu halten. Nur ohmsche Verluste lassen den Strom absinken. 2. mit 2 Fets und 2 Dioden (Halbbrücke) erlauben slow decay (ein FET bleibt an) ODER fast decay (beide FETs öffnen). Dann fließt die in der Spule gespeicherte Energie zurück in die Stromversorgung. Der Strom fällt (in etwa) so schnell ab, wie er anstieg. Solche Threads gabs doch schonmal: http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-159430.html http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-161979.html
Schau mal bei den Tesla-Leuten (www.Stefan-Kluge.de = http://hot-streamer.com/stk/tc/toc.htm ) nach, die haben die Formeln, mit denen man aus Deinen Daten die Induktivität ziemlich genau berechnen kann. Oder bei den Disk-Shootern und Linear-Acceleratoren/Rail Guns: Sam Borrows www.powerlabs.org @Axel der Strom steigt nicht linear, sondern exponentiell an, das schaut am Anfang nur linear aus! Deshalb ist es ja so wichtig, rechtzeitig abzuschalten, weil später der Strom ziemlich rapide ansteigt. Der maximalstrom ist I=U/R, also 200A, wenn die Quelle das hergibt. Deine Bauteilvorschläge hab ich nicht angesehen, die Diode mit <100ns sind auf jeden Fall geeignet, weil der FET ja auch nicht unendlich schnell abschaltet. Die Spannung über den Dioden ist nie höher als die Versorgung, weil im Augenblick des Überschreitenwollens ein Strom einsetzt, der den Spannungsanstieg beendet. Zur Sicherheit kannst Du parallel zum FET oder zur Spule einen RC-Snubber (100 Ohm + 0,1µF) schalten, damit wird die Spannungssteilheit auf jeden Fall schonmal begrenzt. Ansteuerung und Leistungsteil würde ich jedenfalls Opto-entkoppeln, denn wenn der FET dochmal durchschlägt (und das geht schneller als Du denkst, eigene Erfahrung), wird der Schaden wenigstens begrenzt. Das mit dem Avalanche kann man etwa so verstehen: die kannst die in der Spule gespeicherte Energie auch im FET (ohne Spannungsbegrenzung, der FET wird bei ausreichender Spannung von selbst leitend) verheizen, wenn die Energie nicht die im DB angegebene Menge überschreitet. Aber darauf würde ich mal nicht vertrauen, da Du die Größen nicht kennst. Schaltnetzteil-ICs sind recht gut geeignet, weil sie im Prinzip genau das machen (FET ansteuern und im richtigen Zeitpunkt wieder ausschalten). Achte auf kurze (paarweise verdrillte) Leitungen, parasitäre (=unerwünschte) Induktivitäten haben bei solchen Leistungen fatale Wirkungen. FET-Treiber gibt es zuhauf, z.B. IR2113, Harris-Intersil...
mach dir mal nicht so viele Sorgen ;-)) die Diode sieht max. deine 100V, wenn der MOSFET durchgesteuert wird. Beim Abschalten spielt der MOSFET Z-Diode, nach 35ns leitet die Diode und alles passt. Zur Spule: 25Meter Draht bei ca 10cm Durchmesser macht 25/0.1*Pi=785 Windungen Induktivität einer einlagigen Zylinderspule: L=µ*A*N²/l wobei A der Flächeninhalt einer Windung ist, l die Länge der Spule, N die Windungszahl und µ die dielektrizitätskonstante von Luft. Sind - der Erfahrung nach - um die 100mH. ----- Bin mit mehreren Fenstern unterwegs tsetse ist/war schneller @tsetse der strom steigt nicht linear?? Gruß Axel
Spannung an einer Induktivität U = L * di/dt umstellen di/dt = U/L sieht für mich aber sehr linear aus (oder sieht das wiedermal nur für mich so aus, und es steckt irgentwo ein exponentieller "schimmer" drinn, den nur ich nicht sehe?) Gruß Axel
sieht nur für mich so aus, scheint aber falsch zu sein! siehe u.a. hier google-> induktivität stromanstieg http://www.pi.physik.uni-frankfurt.de/veranstaltungen/physik2pdfs/kapitel10.pdf
@Alex also ich komm auf ca. 80 Windungen 25/(0.1*Pi) klammer vergessen??? L ca. 630µH bei einer spulen länge von 10cm
Ja Klamemr vergessen. Darum frage ich ja immer hier im Forum, wenn ich was ausrechnen muss - mööp
>der Strom steigt nicht linear, sondern exponentiell an, das schaut am >Anfang nur linear aus! Deshalb ist es ja so wichtig, rechtzeitig >abzuschalten, weil später der Strom ziemlich rapide ansteigt. Der >maximalstrom ist I=U/R, also 200A, wenn die Quelle das hergibt. Hust! Bei einer idealen Spule steigt der Strom linear an, wenn eine konstante Spannung angelegt wird. Wenn jetzt noch ein Serienwiderstand berücksichtigt wird (Ohmsche Verluste), dann fällt der Anstieg exponentiell ab - wie in dem genannten Skript beschrieben. (Werden Ferromagnetische Kerne benutzt, können diese allerdings in Sättigung gehen, wobei der Anstieg dann wieder rapide zunimmt und nur noch die Ohmsche Last zur Wirkung kommt)
Ja, da hab ich was verwechselt, die Induktivität sinkt, wenn der Kern (so überhaupt vorhanden) in die Sättigung geht, und deshalb steigt der Strom wieder stärker, d.h. die Spule erreicht den Gleichstrom-Strom schneller. Ohne Sättigung: Der Strom steigt asymptotisch bis zum Max-Wert, aber der Stromanstieg sinkt. Vergleich zum C: Die Spannung steigt bis zur Versorgung
Schön, haben wir das im Kasten... @Freak5 willst Du dir so eine Teslaspule basteln? in der Zeitschrift "Funkamateur", war eine Serie drinn, wo es darum ging. Allerdings wurde dort der MOSFET, warum auch immer, im halblinearen Bereich betrieben. Scheint wohl nicht so einfach zu sein, die richtige Resonanzfrequenz zu finden, da die Induktivität durch die Belastung offensichtlich stark schwank. Axel
Nein eine Texlaspule möchte ich nicht basteln. Ich habe nur vor einigen Monaten versucht eine Zündspule aus dem Auto anzusteuern und dabei sind mir 3 Fets zerstört worden. Der Thread ist hier auch irgendwo noch. Scheinbar war meine Spannungsbetrenzung mit einer Byt 12 1000 nicht gut genug. Wenn ich die scheinbar kaputten Fets aber übereinanderlöte und anschließe funktioniert das ganze noch als PWM.... Irgendein Fet muss also noch heile sein. Das Experiment mit der Spule habe ich übrigens schon vorher gemacht. Die Stromversorgung besteht aus 4 Kondensatoren von Siemens. Die 10mF haben. Die Spule übersteht dies sehr gut, nur die Anschlüsse kleben oft zusammen. Eine Teslaspule wird das nicht. Auch wenn das ganz reizvoll ist mache ich lieber etwas kleineres. Die Autozündspule soll ein verbesserter Gasanzünder sein und als Funkengenerator für andere Experimente. Die große Spule soll eher etwas in richtung Coilgun sein. Ich suche eigentlich auch noch nach hall-Sensoren. Gefunden habe ich leider nur Hall Schalter. Damit möchte ich den Aufbau des Magnetfeldes beobachten, da ja scho öfter gesagt wurde, dass dies nicht symmetrisch geschieht. Die Reichweite geht jetzt übrigens schon auf fast 3 m, wenn man die Coilgun aus einem Fenster schießen lässt ;-) Das ist aber nebensächlich. Haupsächlich möchte ich daran nun üben große Ströme zu leiten, ohne dass ich dabei etwas beschädige.
Oder sollte ich durch erhöhen der Kapazität des Mosfets die Schaltgeschwindigkeit soweit verlangsamen, dass die Spannungsspitze später auftritt und schwächer wird?
Naja, in dem anderen Thread wurde Dir doch auch haarklein erklärt, warum Deine Mosfets gestorben sind: Weil an der Primärwicklung natürlich auch die Induktionsspannung entsteht, nur um den Faktor des Wicklungsverhältnisses kleiner. Wenn Du nun die Spannung primärseitig ganz weich machst, kommt auf der Sekundärseite logischerweise auch nichts mehr an.
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