großen Hubmagnet mit FET Schalten

Ich möchte den Hubmagnet jedoch mit einem FET, da ein normaler
Transistor bei den Strömen ausscheidet, ansteuern.

Hm, das ist doch auch für bipolare kein Problem, aber egal.

Der Hubmagnet macht immer nur einen kurzen Anzug von ca. 200ms bis er 
auf einen Endschalter
kommt der Meldet dass die obere Endlage erreicht ist. Dann wird er
wieder abgestellt. Das hat zum Zweck ein mechanisches Getriebeteil der
durch eine Feder belastet wird immer nur einen kleinen "Hüpfer"
weiterdrehen zu lassen.

Ich weiss jedoch nicht wie ich den FET schützen soll bzw was ich dabei
beachten muss. Meine Idee war daß ich einen N-Kanal-FET verwende der
eine Vds=100V hat damit der genug Reserve hat. Der Spule spendiere ich
eine große Freilaufdiode.

Mit Freilaufdiode brauchst du keine Sicherheit am FET. Wenn es kein 
Problem ist, dass der Strom noch ne Weile fliesst, obwohl du eigentlich 
auschalten möchtest, bist du damit schon fertig.


Wie schnell muss die Sein? Der FET bekommt
eine Ordentliche Push-Pull-Ansteuerung mittels PNP-NPN- Treiber. Dieser
Treiber wird von einem Optokoppler (Collector an Versorgung, Emitter an
Basis der PNP-NPN-Treiberkombi) angesteuert. Das Gate des FET bekommt
natürlich nur max. 10V, die ich mir über einen kleinen Linearregler
mache.
Ich bin mir nicht Sicher ob ich mir nicht was Zerschiesse mit der Sache.
Das ganze soll halt sehr Zuverlässig sein da es für ein Projekt eines
Kollegen ist. Wenn da was zu Bruch geht blamiere ich mich sonst ein
wenig. :)

Die Hauptfragen sind:
Wie Schütze ich den FET am Besten? An dem Netzteil hängen noch andere
Verbraucher (einige 24VDC-Schaltschütze) ich vermute mal dass die auch
ordentlich Dreck in die Leitungen blasen im Schaltmoment.

Sollte dort vor Ort geregelt werden. Immer besser die Ursache zu 
bekämpfen, als aufwendig mit Störungen fertig zu werden.

Was für eine Diode brauche ich (am besten Bei Reichelt beschaffbar ich
möchte demnächst dort bestellen)

4A muss sie min. aushalten.

Wäre eventuell ein Varistor am Versorgungseingang der Schaltung und eine
Filterung über eine Drosselspule gefolgt von einer Suppressordiode
sinnvoll?

Kann man allgemein nicht sagen, schaden kann es aber nicht.

Ist die Schaltung mit dem Optokoppler so machbar? Es handelt sich um
einen CNY17-2. Da der nicht extrem schnell sein muß langt der.

Welche Schaltung?

Das Stomnetz ist halt durch das Schützgeklapper auch schon recht
verseucht.

siehe oben.

Der uC der das ganze Steuert (kleiner Pic16F628 mit Quarz für exaktes
Timing, Programmiert in Assembler) bekommst eine Spannung von einer 230V
Wicklung des besagten Transformators (Der hat mehrere Sekundärspulen).
Natürlich bekommt er die 230V nicht Direkt sondern über einen kleinen
1,8VA Printtrafo (galvanische Trennung!) gefolgt von einem Schaltregler
damit das ganze nicht so Heizt. :)

Was sollte denn bei einer Versorgung für einen kleinen PIC heizen? 
Vergiss es, 78L05, fertig.


Für Tipps und Vorschläge bin ich Dankbar. :)
Stefan

@Falk,

Galvanische Trennung zwischen uC und "Leistungsteil" ist Pflicht in 
diesem Fall. Mein Kollege möchte das halt so haben. Optokoppler also ein 
Muss.

Normale Transistoren haben aber in der Leistungsklasse recht Hunger auf 
Basisstrom. Deshalb dachte ich ich nehme einen FET der mit Steuerstrom 
ja recht Gutmütig ist. Der Transistor könnte aber trotzdem ein Option 
sein, muß ich noch mal ein wenig Rechnen und dann Schauen was für einen 
ich nehmen könnte.

Der "Dreck" auf den Leitungen interessiert den Magneten nicht, da hast 
du recht, könnte mir aber den uC durch Einkopplung zum Absturz 
bringen...

Bezüglich Trafodimensionierung: Diese kleinen Minitrafos sind sehr 
Spannungsweich, bei kleiner Last geht die Spannung da sehr schnell rauf. 
Eventuell hängen an dem uC auch noch 2-3 LEDs dran und je nach 
Spannungsdifferenz ist dann der Schaltregler eventuell wieder Sinnvoll. 
Ich werde Schauen ob ich mir die LEDs sparen kann oder Low-Current LEDs 
verwenden, dann kann ich mir den Schaltregler Sparen. Das ist sonst 
wirklich ein wenig der Overkill.
Brauchen die normalen 7805 usw eigentlich eine Mindestlast am Ausgang? 
Wenn ja wie viel?

Stefan Z

@crazy horse,

>Mit Freilaufdiode brauchst du keine Sicherheit am FET. Wenn es kein
>Problem ist, dass der Strom noch ne Weile fliesst, obwohl du eigentlich
>auschalten möchtest, bist du damit schon fertig.


Das Leuchtet mir ein, aber wie kann ich das Weiterfliessen des Stromes 
Verhindern? Der Weiterfliessende Strom verlängert die Abfallzeit des 
Magneten ja, ist dies korrekt?

Stefan Z :)

Tja - schnelles Ausschalten=hohe Induktionsspannung zulassen.
Je höher, desto schneller. Im Kfz-Bereich nimmt man für Zündendstufen 
Mosfets mit 400V Sperrspannung.
Dimensionierung des Gesamten richtet sich ausschliesslich danach, wie 
schnell du es haben willst.

Hi!
<Das Leuchtet mir ein, aber wie kann ich das Weiterfliessen des Stromes
<Verhindern? Der Weiterfliessende Strom verlängert die Abfallzeit des
<Magneten ja, ist dies korrekt?
Ja, es verlängert die Abfallzeit. Wenn du es aber nicht machst hast du 
eine wahnsinnige Spannungsspitze. Ob sich der µC/Fet darüber freuen wird 
ist sehr fraglich. Das Optimum zwischen Abfallzeit und Spannungsspitze 
müsste man in dem Fall also einfach mal testen. Was hätten wir denn da 
so im Angebot?
Freilaufdiode:
- Abfallzeit verlängert
- Spannung gering
- Störung gering
- Wärme gering
RC Beschaltung:
- ist immer von den verwendeten Werten abhängig
- C-klein, Spannung mittel bis hoch
- Abfallzeit klein
- C gross, Spannung klein bis mittel
- Störungen wie Spannung
- Wärme gering
Varistor:
- ähnlich wie RC
- bei hoher Belastung altern sie und führen später zu Ausfällen
gesteuerte Schaltflanken:(schnell Ein, langsam Aus)
- muss gut dimensioniert werden
- Spannung klein bis mittel
- Störungen wie Spannung
- Wärme im Transistor kann recht erheblich werden
- Abfallzeit je nach Flankensteilheit
- lange Leitungen(zum MG) können dich ärgern

Such dir was aus und überlege gut was für dich wichtig ist.
Ein kurzer aber kräftiger Abschaltimpuls(Diode) muss nicht unbedingt 
längere Haltezeiten erzeugen wie sanftes Abbauen der Energie.

Viel Erfolg, Uwe

und es könnte gut sein, dass du am Ende bei einem IGBT landest :-)

Hallo,

Danke an alle für die Vielen Hilfreichen Tipps,
ich habe mich Kundig gemacht in welchem Zeitrahmen eine Freilaufdiode 
die Abfallzeit verlängert. Die Verlängerung der Abfallzeit ist sehr 
gering, damit kann ich leben da ist ja die Mechanik und die 
Rückzugsfeder des Hubmagneten um längen Träger, und das Ding hat ja auch 
noch eine nicht unbeachtliche Masse durch den fetten Zuganker in der 
Spule der bewegt wird. Es wird also bei der Freilaufdiode bleiben, in 
Verbindung mit einem Darlington (Wie Falk schon andeutete) damit habe 
ich genug Verstärkung. Der Darlington wird dann halt über den 
Optokoppler angesteuert und die Sache ist erledigt. Am Eingang der 
"Laststufe" werde ich noch einen Varistor anbringen und das ganze mit 
einigen Elkos Anständig Abpuffern.

Eine Frage hätte ich noch:
Ich habe bei Messungen gesehen daß ein 2. Hubmagnet der etwas länger 
Angezogen sein muss (Einige Minuten, das Ding ist heute gegen Abend 
nachträglich dazu gekommen) die Spannung ziemlich Einbrechen lässt. Der 
Trafo schafft die Last nur geht die Spannung halt recht runter. Dadurch 
Stimmt das Timing des 1. Hubmagnetes nicht mehr da ich in der 
Einschaltzeit nicht genug Strom durch die Wicklung bekomme. Bis sich das 
Feld Aufgebaut hat ist die Zeit rum und es wird wieder Abgeschaltet. 
Meine Idee um das zu verhindern war folgende:
Der Magnet ist ja immer nur ein paar milisekunden angezogen der 
benötigte Strom somit im Mittel recht gering. Ich lade mittels kleinem 
Schaltregler (LM2576 o.ä.) einen großen Ladeelko, der Schaltregler hält 
mir die Spannung an diesem Kondensator konstant. Der Elko liefert den 
Strom für den Impuls des Magneten und wird in den Pausen vom 
Schaltregler wieder "nachgefüllt". Da die Spannung somit immer Gleich 
ist, sollte das Timing nicht mehr kritisch sein da ich immer von 
gleichen Startbedingungen aus gehen kann, zumindest auf der Elektrischen 
Seite, die Mechanik ist nicht meine Sache (ich bin mechanisch auch eine 
Niete nur um Ehrlich zu sein)... :)

Die Stromversorgung des uC werde ich neben Printtrafo und dem üblichen 
Beiwerk mit einem Linearregler realisieren, Falk hat recht für max. 20mA 
die aber nur kurz bei Ansteuerung des Optokopplers fließen ist ein 
Schaltregler der Overkill. Den LP2951 habe ich leider nicht da, ich 
denke aber daß die paar mA die ein "normaler" 7805 braucht da auch keine 
große Rolle mehr spielen. :) Wenn der Optokoppler Ausgeschaltet ist, 
sollte der Stromverbrauch ca 10-11mA Betragen. Die LEDs habe ich auch 
durch Low-Current (waren noch welche da) Typen ersetzt.

Falls noch jemand Tipps hat, immer her damit.

Nochmals Danke an alle für die Tollen Tips!

Stefan Z. :)

@ Falk,

öhmm, ich kann da keine doppelte negation erkennen, mag eventuell sein 
dass der Satz grammatikalisch nicht so ganz ok ist, kann ja mal 
passieren.

Einen Widerstand wollte ich eigentlich vermeiden da der ja den 
Wirkungsgrad nicht grade Verschönert. Je nach Leistung muss ich da ein 
ganz schön großes Kaliber verwenden. Ich dachte da eher an eine Art 
Schaltregler als Stromregler oder ähnlich. Werde ich mich noch mal 
kundig machen.


Danke Trotzdem :)
Stefan Z

nicht unbeachtliche==beachtlich :-)