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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator über Transistor entladen.


Autor: Lutz (Gast)
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Hallo,

ich möchte einen Kondensator aufladen und anschließend über einen 
Transistor entladen.

Kann ich meine angehängte Schaltung verwenden???

Über die Diode soll der Strom zum Kondensator fließen...
bei der Entladung wird über die Klemme der Transistor angesteuert und 
der Kondensator entladen...

Autor: Gast (Gast)
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Kann es ein, daß der Kondensator in der gezeigten Schaltung weder ge- 
noch entladen werden kann?

Autor: Lutz (Gast)
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Nein kann es nicht... Das hier ist nur der Ausschnitt des 
Kondensators... Über einen Wechseler werden die Stromkreise für Aufladen 
und entladen unterschieden...

Autor: Gast (Gast)
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>Über einen Wechseler werden die Stromkreise für Aufladen
>und entladen unterschieden...

Ah, so ergibt das natürlich einen Sinn.

Autor: Torsten Broxtermann (tbrox)
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Das klappt so nicht.
Wohin soll der Kondensator denn hier entladen werden? Zurück in die 
Quelle?
Schalte den MOSFET parallel zum Kondensator, dann kannst du bei 
Ansteuerung des Gates den Kondensator nach Masse entladen. Das gibt dann 
aber möglicherweise Probleme mit Kurzschlußströmen über die Diode und 
aus der Quelle. Ein zweiter Transistor, invers geschaltet, könnte dabei 
den Stromkreis zwischen Diode und Kondensator || erster FET 
unterbrechen.

Aber vielleicht solltest du etwas mehr von der Peripherie verraten, um 
eine möglichst elegante Lösung zu finden ...

Autor: Gast (Gast)
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>Zurück in die Quelle?

Das macht doch der Wechseler!

Autor: Bernd Hallinger (bhallinger) Benutzerseite
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Ich würde den Transistor auf die Masseseite der Last schalten.

Und wenn er da bleiben soll, dann muss er andersrum. Der Strom fließt ja 
dann "von unten nach oben".

Was soll es denn für eine Last sein die den Kondensator entlädt?

Doch hoffentlich kein Kurzschluß?

Wenn es eine Spule sein soll bietet sich event auch ein Thyristor an!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Der Strom fließt ja dann "von unten nach oben".
Eigentlich ist es ganz einfach:
Der Strom fließt von Plus nach Minus in Pfeilrichtung.

Dies gilt z.B. für Dioden, Transistoren, Fets...
  + --->|--- -   so fließt Strom

  - --->|--- +   so fließt kein Strom

       |/        
  + ---|         so fließt Strom
       |>      
         |__ -


       |/        
  - ---|         so fließt kein Strom
       |>      
         |__ +

Und wenn man diese Regel auf das obige Bild anwendet, bleibt sowas 
übrig:
        |     
        o----
        |    | 
      --o    |    
     |  |    | 
 T1 \   -    v  D1
     \  ^    -
     |  |    | 
      --o    |    
        |    | 
        o----
        |     
        |
       === C1     
        |     
        |     
Über den Sinn oder Unsinn dieser Schaltung sollen sich andere streiten.

Autor: Lutz (Gast)
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Es ist so gedacht, dass der Kondensator durch einen Kurzschluss entladen 
wird.

Autor: Taz (Gast)
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Hallo Lutz

schwer eine Antwort zugeben, wenn du uns nur einen Ausschnitt zeigst und 
wichtige Schaltungsteile weg läst.
Du hast von einem Wechsler gesprochen deshalb habe ich die Schaltung mal 
erweitert, ich hoffe das ich deine Schaltung getroffen habe.
1.  Wird der Kondensator immer geladen entweder über den MosFet (wenn 
der durchgeschaltet ist) oder über die Diode (dann fehlen 0.7V von der 
Betriebsspg)
2. Nach dem Umschalten vom Wechsler ist der N-Channel MosFet falsch 
gepolt, viele MosFets haben eine Freilaufdiode integiert über die würde 
sich der Kondensator entladen.
sogesehen ist der MosFet völlig überflüssig, nur der Wechsler lädt bzw 
entlädt den Konsator.

Ich hab die Schaltung abgeändert, wie hier schon vorgeschlagen wurde - 
den Fet parallel zum Kondensator (Widerstand nicht vergessen sonst 
Kurzschluss)

MFG Taz

Autor: Wolf (Gast)
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Er will einen Kurrrzschlusss,
um Fahnen an Akkus zu bonden.

Autor: Lutz (Gast)
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Genau...

ich will den Kondensator aber nicht über den Wechsler entladen sondern 
über einen Leistungstransistor... der Wechsler soll gefahrenlos 
schalten... ohne Funken zu ziehen... deshalb der Transistor

Autor: Taz (Gast)
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OK - dann ist doch mein Schaltungsvorschlag ohne den Entlade Kondensator 
doch geeignet.
Ich kenne mich mit Punktschweissen nicht aus, aber ich glaube nicht das 
das funktioniert, man benötigt schon relativ viel Energie.
Für den Kondensator würde ich eine Kombination von Tantal und Elektolyt 
Kondensatoren wählen (die Elkos haben einen relativ hohen 
Innenwiderstand und die Tantals zu wenig Kapazität). Der FET sollte kein 
Problem sein, er sollte einen kleinen On-Widerstand haben, sehr schnell 
schalten können und einen verdammt hohen Peak-Strom vertragen können. 
Ohne zu suchen, nur aus dem Kopf heraus fällt mir der IRFZ44N ein - 
Rds(on)=17,5mOhm, pulsed Drain Current = 160Amp und 5V/ns. Um die 
Leistung braucht man sich ja nicht zu kümmern ist ja nur gepulst.
Viel Glück
Taz

PS:ich hätte gerne eine Rückmeldung ob es funktioniert hat

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Taz schrieb:

> Ich kenne mich mit Punktschweissen nicht aus, aber ich glaube nicht das
> das funktioniert, man benötigt schon relativ viel Energie.

Ja, das ist das Problem an der Sache.

> Für den Kondensator würde ich eine Kombination von Tantal und Elektolyt
> Kondensatoren wählen (die Elkos haben einen relativ hohen
> Innenwiderstand und die Tantals zu wenig Kapazität).

Tantal halte ich hier für ungeeignet, denn die sind nicht für hohe 
Spitzenströme geeignet. Eine Batterie aus Low ESR Elkos sollte es 
problemlos auf <10mOhm bringen.

> Der FET sollte kein
> Problem sein, er sollte einen kleinen On-Widerstand haben, sehr schnell
> schalten können und einen verdammt hohen Peak-Strom vertragen können.

Den Fet halte ich eher schon für ein Problem, denn sagen wir mal die 
Spannung beträgt 12V, die Elkos haben einen ESR von 5mOhm (was z.B. mit 
2-3x 0,5-1F 16V Autoendstufenelkos erreichbar ist). Dann fließt worst 
case ein Strom von >1kA!

> Ohne zu suchen, nur aus dem Kopf heraus fällt mir der IRFZ44N ein -
> Rds(on)=17,5mOhm, pulsed Drain Current = 160Amp und 5V/ns.

17,5mOhm sind viel zu groß. Es gibt problemlos FETs mit einem RDSon von 
wenigen mOhm, wie den IRF1404 oder ähnliche.
Die Schaltgeschwindigkeit heutiger FETs kann man denke ich 
vernachlässigen, denn der Stromanstieg wird hauptsächlich durch die 
parasitäre Induktivität begrenzt. Ich habe einen Bleiakkutester/Pulser, 
der alle paar Sekunden den Akku mit 50-100A belastet. Obwohl der Fet 
ohne Mosfettreiber direkt per AVR angesteuert wird, ist der Stromanstieg 
so steil, dass an den 10cm Zuleitung erstmal 5V abfallen sobald der 
Mosfet einschaltet.

> Um die Leistung braucht man sich ja nicht zu kümmern ist ja nur gepulst.

Naja, sagen wir mal der 12V 1F Elko wird über einen Mosfet entladen und 
im Mosfet werden 25% der Energie verheizt, dann sind das 18Joule. Die 
muss der Mosfet kurzzeitig abkönnen.

Elektor hatte glaube ich mal eine Schaltung, da wurden solange Mosfets 
parallel geschaltet, bis diese bei der Entladung nicht mehr kaputt 
gingen...

Wichtig beim Punktschweißen ist, dass der Strom nicht zu schnell fließt, 
sondern eher etwas weniger Strom über eine längere Zeit, denn dies 
ergibt eine bessere Hitzeentwicklung an der Kontaktstelle.

Autor: Taz (Gast)
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super Benedikt

da hast du völlig recht, schön das Du ein paar Zahlen hast, so aus den 
Kopf hab ich die nicht parat das ist nicht so meine Materie.
Die Tantals sind wirklich ungeeignet und gehen mit der Zeit kaputt aber 
für eine ersten Test sollte es gehen.
Und die höhe des Kurzschlussstromes ist natürlich ein wesentliches 
Problem, wenn man von so kleinen Innenwiderständen ausgeht wie du kommt 
man schnell auf so hohe Ströme - Kurzschluss halt. Und wie soll man den 
Akku kontaktieren um einen möglichst kleinen Übergangswiderstand 
herzustellen (ich denke so an Mignonakkus).
Bei der Leistungsaufnahme des FETs habe ich an die Wärmeentwicklung 
gedacht, natürlich muss er die kurzzeite Energie aufnehmen können.
Bei dem Punktschweissen geb ich dir recht lieber etwas länger einen 
hohen Strom als ganz kurzzeitig einen 'Superpuls'. Aber dazu fällt mir 
gar keine einfache Schaltung ein um z.B. 2ms lang einen Strom von 100A 
zu erzeugen.
Wie soll ich so hohe Ströme regeln, meine Kontaktimpedanzen sind ja 
immer anders?.
MfG Taz

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Taz schrieb:
> Aber dazu fällt mir
> gar keine einfache Schaltung ein um z.B. 2ms lang einen Strom von 100A
> zu erzeugen.

Ich habe ehrlich gesagt keine Ahnung in welchem Bereich sich die 
Widerstände am Schweißpunkt bewegen, aber ich denke mal <10mOhm werden 
es schon sein.
Richtige Punktschweißgeräte haben ja meist nur wenige Volt, aber etliche 
100 oder 1000A.

Ich würde daher mit der Spannung so weit wie möglich runter gehen, es 
macht ja keinen Sinn mit 100V anzufangen, wovon nur 5V wirklich an der 
Schweißstelle abfallen. Also irgendwas um die 12V oder so.

Eine Möglichkeit wäre vielleicht ein großer Mosfet der eine hohe 
Impulsenergie verkraftet. Ich habe mal schnell ein paar Datenblätter 
überflogen, da gibt es keine allzu großen Unterschiede in der Safe 
Operating Area zu geben. Man wird um ein paar Mosfets parallel nicht 
herum kommen wenn das ganze sicher funktionieren soll. Der IRF1404 
scheint von denen die ich verglichen habe, der beste zu sein (bei 100A 
sind 10ms lang 6V Spannungsabfall erlaubt). Hiervon könnte man ein paar 
parallel schalten, ich denke das sollte dann ausreichen.

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Warum denn immer den neuesten Hightech-Quatsch?
Wenn man einen Funken entladen will, dann nimmt man einfach ein Relais!
Der Strom aus dem Elko fließt doch sowiso in wenigen Milisekunden durch 
(oder was verwendet ihr für Elkos???). Ich denke, da reicht einfach ein 
Hochstrom-Relais und dann zischboing ist die Sache fertig. Den Mosfet 
kann man hier dann am besten als Treiber für den Elko benutzen, damit 
auch ein ATTiny 13 ihn schalten kann.
Nitnelav

Autor: Taz (Gast)
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@Valentin Buck
Super Idee ist mir gar nicht eingefallen ;)
Aber wieso überhaupt so kompliziert man kann doch einfach den Elko mal 
kurz an die Autobatterie halten und dann an den Akku zisch-boing-boing 
fertig.

@Benedikt
find ich super das du richtig Zeit investierst, ich habe keine Lust die 
Arbeit für andere zu machen.

Und wer damit nichst anfangen kann soll weiter basteln.

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