www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche eine geeignete Freilaufdiode


Autor: Freak5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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...

Autor: tsetse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
erzähl mal ausführlicher, was Du vorhast.
Bei einer Spule ist eher die Induktivität interessand, und die
Frequenz, mit der Du arbeiten willst.

Autor: Freak5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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.

Autor: Leenders (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1N4007   dürfte ausreichen

parallel zur Spule.

Paul

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie kommst du auf diese kühne Behauptung? Völliger Quark.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1N4007? Das war wohl nichts
etweder die hier:
http://cgi.segor.de/user-cgi-bin/sidestep2.pl?foto...
oder die hier:
http://pdf.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/116...


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/2938...

Schönes WE und Gruß

AxelR.

Autor: Freak5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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?

Autor: Freak5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich möchte diese Spule nur einmal alle 2Minuten schalten und sofort
wieder abschalten.
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/mu...
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?

Autor: tsetse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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

Autor: tsetse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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...

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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/veranstaltun...

Autor: Jochen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: Jochen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Alex
also ich komm auf ca. 80 Windungen 25/(0.1*Pi) klammer vergessen???
L ca. 630µH bei einer spulen länge von 10cm

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja Klamemr vergessen. Darum frage ich ja immer hier im Forum, wenn ich
was ausrechnen muss - mööp

Autor: default (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>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)

Autor: tsetse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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

Autor: Freak5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
aha

Autor: Freak5 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oder sollte ich durch erhöhen der Kapazität des Mosfets die
Schaltgeschwindigkeit soweit verlangsamen, dass die Spannungsspitze
später auftritt und schwächer wird?

Autor: Unbekannter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
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.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.