Ich möchte eine elektrische Widerstandsheizung aus einem möglichst
kleinen und leichten Akku betreiben. Die Heizung nimmt beim gewünschten
Betriebspunkt etwa 6A. Die Spannung liegt dann bei ca. 1.1V. Ein paar
Reserven wären nicht schlecht, Auslegungsziel sollten also 10A sein, die
Spannung sollte dann bei etwa 1.5V liegen.
Aus Handhabungsgründen wäre es schön, wenn das ganze mit einer einzelnen
Lithium-Polymer-Zelle funktionieren würde (zur Not zwei). Um die Zelle
zu schonen (kann etwa 5A Dauerstrom ab) und trotzdem keine ölfaßgroßen
Elkos einsetzen zu müssen, würde ich die Heizung gerne recht schnell
getaktet ansteuern (1kHz?).
Wo wir bei der Preisfrage wären: bekommt man für diese niedrige Spannung
einigermaßen niederohmig durchschaltende FETs? Irgendwelche Typen oder
sonstige Tips, wo man die Suche starten kann?
Der Wirkungsgrad ist nur in Hinblick auf klein und leicht ein Thema, ich
denke mit 20-30% Verlustleistung könnte ich ganz gut leben.
Linux-Frickler schrieb:
> Um die Zelle> zu schonen (kann etwa 5A Dauerstrom ab) und trotzdem keine ölfaßgroßen> Elkos einsetzen zu müssen, würde ich die Heizung gerne recht schnell> getaktet ansteuern (1kHz?).
Wieso denn das?
Ich würde PWM mit 3-5 Hz nehmen und die Spannung des Akkus direkt auf
die Heizung geben. Der Akku muß eben den Impuls-Strom auch abgeben
können.
Elkos brauchst du keine - außer die, die evtl. für den µC zur Erzeugung
der PWM notwendig sind.
Für die Auswahl des FET ist wohl eher die minimal mögliche Gatespannung
ausschlaggebend, wenn du für die Ansteuerung nicht noch eine deutlich
höhere Hilfsspannung spendieren willst. Typen mit kleinem
Source-Drain-Widerstand gibts genug.
Soll die Ansteuerung auch "niedervoltig" erfolgen? Dann wirds schwierig
bis unmöglich.
Ansonsten wäre IRF 6618 sehr gut (um die 3-4mOhm bei Ugs=5V), aber sein
Gehäuse ist nicht gerade günstig zu löten. Gibts bei Conrad.
Das Heizelement "umwickeln", damit es auch ohne Ansteuerelektronik an
deinem Akku läuft, ist keine Option?
Oder eine Drossel hinzufügen, um die PWM-Stromspitzen glattzubügeln?
Und dann ist es auch nur noch eine Diode bis zu Step-Down
Drosselwandler...
=> Schau mal bei Linear, die könnten was passendes (mit integriertem
FET) im Angebot haben.
> Ich würde PWM mit 3-5 Hz nehmen und die Spannung des Akkus direkt auf> die Heizung geben. Der Akku muß eben den Impuls-Strom auch abgeben> können.
Kann er nicht. Der Innenwiderstand ist dazu zu groß wenn der Akku leicht
genug ist oder der Akku zu schwer, wenn der Innenwiderstand so gering
werden soll. Leider keine Option.
> Soll die Ansteuerung auch "niedervoltig" erfolgen? Dann wirds schwierig> bis unmöglich.> Ansonsten wäre IRF 6618 sehr gut (um die 3-4mOhm bei Ugs=5V), aber sein> Gehäuse ist nicht gerade günstig zu löten. Gibts bei Conrad.
Naja, das wäre natürlich verlockend. Zur Not müsste man halt zur
Ansteuerung die Spannung nochmal verdoppeln.
Was wäre denn eigentlich von ein paar IRLML2502 zu halten? Bin gerade in
einem alten Thread drüber gestolpert und habe bislang noch kein Haar in
der Suppe gefunden. 0.04Ohm bei 2.5V...
> Das Heizelement "umwickeln", damit es auch ohne Ansteuerelektronik an> deinem Akku läuft, ist keine Option?
Nein, ist vorgegeben (spezielle Glühkerze im Modellflugbereich).
> Oder eine Drossel hinzufügen, um die PWM-Stromspitzen glattzubügeln?> Und dann ist es auch nur noch eine Diode bis zu Step-Down> Drosselwandler...> => Schau mal bei Linear, die könnten was passendes (mit integriertem> FET) im Angebot haben.
Ok, das ist auch noch ein denkbarer Weg. Da muss ich mal etwas schauen,
klingt sehr interessant.
So, mir war langweilig ;)
Im Screenshot ein zweiphasiger Step-Down, mit leerem Akku.
FETs sind die oben vorgeschlagenen, 10µH Spulen gibts mit hinreichend
Power als SMD, notfalls von alten Mainboard-Spannungsreglern
schlachtbar.
Die FETs sind wirklich gut, auch mit nur 3V am Gate würden die kühl
bleiben.
Die Dioden sind eher das Problem, für mehr Wirkungsgrad müsste da eine
Synchrongleichrichtung her.
Das sieht schon mal ziemlich interessant aus. Wird wahrscheinlich auch
deutlich kleiner als der stumpfe Versuch, die Energie in Kondensatoren
zu speichern.
Die schnelle Recherche bei Linear hat auch sofort einen ganzen Berg an
in Frage kommenden Step-Down-Reglern ausgespuckt, offenbar ist meine
Anwendung recht nah an dem, was man mal auf PC-Mainboards lötet (bzw.
vor einigen Jahren mal gelötet hat).
>Was wäre denn eigentlich von ein paar IRLML2502 zu halten? Bin gerade in>einem alten Thread drüber gestolpert und habe bislang noch kein Haar in>der Suppe gefunden. 0.04Ohm bei 2.5V...
geht nicht. 0.04Ohm und 10A ergibt schon fast eine 5W-Heizung - und das
auf diesen kleinen Transistor - nee nee.
Evtl. gänge der IRF1404, allerdings fängt der erst bei 4,5V Gatespannung
an, richtig niederohmig zu werden. Aber unter 1W Verlust bei 10A sollten
dabei schon möglich sein (und ist normales TO220 Gehäuse)
Linux-Frickler schrieb:
> in Frage kommenden Step-Down-Reglern ausgespuckt, offenbar ist meine> Anwendung recht nah an dem, was man mal auf PC-Mainboards lötet (bzw.> vor einigen Jahren mal gelötet hat).
Heutige Prozessoren brauchen um die 1V Versorgungsspannung für den Core.
Bei rund 100W ergibt das ordentlich viel Strom. Du bist da eher im
Bereich der Netbooks.
> geht nicht. 0.04Ohm und 10A ergibt schon fast eine 5W-Heizung - und das> auf diesen kleinen Transistor - nee nee.
naja, an ein paar mehr als einen hätt ich schon gedacht ;)
Bei SOT23 tun ja auch 5 oder 10 Stück nicht besonders weh. Ok, da muss
man dann wieder vermutlich schon über eine hinreichend steile
Ansteuerung nachdenken.
Im Moment bin ich übrigens wieder bei Vorschlag von Ernst gelandet - ich
glaube ich muss da mal was löten ...
Wie wäre es den mosfet direkt als Heizung zu verwenden und ihn linear an
zu steuern?
Ansonsten einen mosfet aus der Schutzschaltung des Akkus ausschlachten,
die haben bei der Spannung einen geringen R_DS_on.
Von Zetex gibt es Bipolartransistoren mit einer niedrigen
Sättigungsspannung und recht hoher Strombelastbarkeit und
hoher Stromverstärkung. Falls notwendig kann man mehrere parallel
schalten. Ein Mosfet ist wegen der erforderlichen GateSourcespannung
weniger geeignet. Die Heizung kann mit einer normalen
PWM gesteuert werden. Eine Spule ist nicht notwendig.
Hallo,
hast Du auch den Kaltwiderstand berücksichtigt? bzw. sind im Betrieb
Kurzschlüsse möglich (beim An und Abstecken der Glühkerze?)
-> ich würde was mit Strombegrenzung verwenden.
Vorsicht bei PWM ohne Drossel: es wird mit dem Tastverhältnis die
Leistung gesteuert und nicht die Spannung. (zur Spannung ist das
Tastverhältnis nicht linear sondern quadratisch).
