Solid State Relais Schaltzeit <= 1µs?

MichiR schrieb:
> Hallöchen,
>
> wie das thema schon sagt wollte ich fragen ob man mit solchen relais
> schaltzeiten <=1µs überhaupt realisieren kann? Bzw wenn ja kann mir
> vielleicht jemand sagen wo man solche Relais erwerben kann? Hab schonmal
> bissl in den gängigen shops geschaut aber hab bis jetzt nur welche mit
> 20µs gefunden.

Es gibt (gab?) spezielle Thyristoren zum Schalten von Elektronik-
Blitzen. Die sind möglicherweise schnell genug für eine solche
Anwendung. Normalerweise nimmt man für schnelle Schalter aber
Transistoren. Deshalb zum dritten Mal die Frage: Wozu?
Gruss
Harald

MichiR schrieb:
> schaltzeiten <=1µs
> nur welche mit 20µs gefunden.

Wie praktisch immer hier, fehlen die wichtigsten Angaben (Strom, 
Spannung), um eine sinnvolle Antwort geben zu können. Das zeigt auch, 
das der Fragesteller gar nicht weiß, wovon er redet.

Bei ganz kleinen Spannungen und Strömen nimmt man Optokoppler.
Bei hohen Spannungen und/oder Strömen nimmt man eine Diodenbrücke und 
einen Mosfet oder IGBT.

Aber ein Solid-State Relay wird doch in der Regel für Wechselspannung 
verwendet?! - Und wenn ich mich recht entsinne, schalten die doch auch 
erst im Nulldurchgang wieder ab, oder?!

Erstmal Danke für die Antworten....

Und ich bitte um entschuldigung für meine eher nichts sagende 
Fragestellung...

Erstmal zu dem wozu das ganze gut sein soll...

Ich bin für einen Dienstleister in der Automobilbranche tätig und nun 
kommen immer mehr prüfungen, dem vorschritt sei dank, in denen es um 
sogenannte wackelkontakte an Komponentensteckern bzw. eher den Pins in 
den den Steckern geht.

Dabei werden einzelne Leitungen mit einem Impulspaket beaufschlagt. 
Dabei wird eine Unterbrechung der Leitung für 1µs gefordert. Bei der 
Anstiegs- und Abfallzeit des Impulses gilt ebenso ein Bereich 1 - 2µs.

Das Problem weshalb mir irgendwie das Solid State Relais in den Sinn kam 
ist, dass man ja nicht nur Versorgungsleitungen (VSS und GND) 
unterbrechen muss. Bei den Versorgungsleitungen wäre ein 
Leistungstransistor in jedem fall die beste Lösung.

Nun gibt es ja je nach Komponente auch noch Signalleitungen und 
lastschaltende Leitungen. Zum Beispiel Motorleitungen welche über eine 
H-Brücke angesteuert bzw. geregelt werden (Lageregelung). In diesem Fall 
kann man ja das Potential nicht vorher sehen, weshalb der Trasistor in 
diesem Falle ausscheiden würde. Das selbige gilt auch für 
Signalleitungen (LIN, CAN, usw.)

Spannungsbereich wäre bis 16V. Was die Stromaufnahme angeht ist es 
schwierig sich festzulegen, da die eigentliche Idee war das ganze für 
einen "breiten" bereich auszulegen um verschiedene Sachen abdecken zu 
können.
Bis jetzt lag die maximale Stromaufnahme der betrofenen Komponenten bei 
ca. 6A.

Ich hoffe ich konnte etwas licht ins dunkel bringen und würde mich über 
tipps und Anregungen freuen.

Michael

Falk Brunner schrieb:
>>Dabei wird eine Unterbrechung der Leitung für 1µs gefordert. Bei der
>>Anstiegs- und Abfallzeit des Impulses gilt ebenso ein Bereich 1 - 2µs.
>
> Du meinst wohl eher 1ms Pulsdauer bei 1-2us Anstiegszeit, oder?

Nein, seine Angaben sind richtig.
Ich habe auch schon darüber nachgedacht, aber noch nichts gefunden. Auch 
der Kunde, der den Test fordert, konnte noch nichts zur Durchführung 
beitragen.

@Falk Brunner
Die Anstiegs- und Abfallzeiten habe ich jetzt nicht sicher in Erinnerung 
- sie stimmen aber vermutlich. Aber eine Unterbrechung (= Simulation 
Wackelkontakt) mit 1µs und weiteren Zeiten steht da schon drin.

MOSFET ist ok bei Stromversorgungsleitungen mit klaren Potentialen, aber 
zurecht seine Frage: wie mach ich das mit ganz anderen Signaltypen. Ich 
habe z.B. ein schnelles, differentielles CML-Signal, das kapazitiv 
gekoppelt über den Stecker geht, an dessen Stelle der 1µs-Wackelkontakt 
simuliert werden soll. Jeder zu schaffende Bezug für das Ansteuersignal 
des MOSFET stört das Nutzsignal schon so, dass ein 'nicht bestehen' auch 
darauf zurückzuführen wäre.
Meine Nachfrage beim Auftraggeber ist bisher auch sehr 'stillschweigend' 
beantwortet worden ...

Wie Hildek schon sagte... die µs steht leider so in der norm drin...

Wir mussten das ganze an einem LIN-Anschluss realiaieren... mussten das 
dann auf die schnelle so lösen das wir das LIN-Signal nicht unterbrochen 
haben sondern es über einen MOSFET kurz geschlossen haben... Der Kunde 
hats glücklichweise so akzeptiert.

Aber in anderen Fällen wäre das vielleicht nicht so einfach... Aus 
diesem Grund stehe ich ja leider gerade vor der Frage ob man das 
irgendwie lösen kann.

Die Erzeugung des Impulses ist nicht das Problem. Wir benutzen Digittal 
Out Module von NI auf FPGA-Ebene. Die gibt es mit 100ns schaltzeit. 
Fehlt eben nur leider das nötige Bauteil um die eigentliche Aufgabe zu 
erfüllen.

http://sine.ni.com/ds/app/doc/p/id/ds-86/lang/en

Michael

Hallo,

nein das mit dem LIN-Bus war nur ein Beispiel das eben nicht nur 
Versorgungsleitungen unterbrochen werden müssen.

Die Aufgabe wäre eben Unterbrechungen an verschiedenen Leitungen zu 
realisieren. Sowohl Versorgungsleitungen als auch Signal- und 
"Last"Leitungen.

Als Stromaufnahme sollte ein Bereich bis 5A angestrebt werden. Ist halt 
immer das Problem das jeder was anderes getestet haben möchte.

Michael

Hättest du denn spontan nen vorschlag wie man eine Bus-Leitung 
unterbrechen könnte?

Lg Michael

Achso tut mir leid...

Hatte den Vorschlag aufgrund das du "Wechselspannung" geschrieben 
hattest etwas hinten angestellt.

Werde mich mal näher damit befassen.

Vielen Dank nochmal

Hallo MichiR,

ich wollte mal fragen ob Du etwas gefunden hast was ca. 1µs schnell 
schalten kannst.

Wenn sowieso mechanisch entstandene Unterbrechungen simuliert werden 
sollen, warum dann keine mechanischen Kontakte nehmen - zumindest für 
die Signalpegel? Reedkontakte sind ziemlich schnell oder Minirelais.
Beim letzteren z.B. einen Umschaltkontakt, bei dem beide Abgänge zu 
einem Pol zusammengefasst sind ... die Zeit, die der Gegenpol quasi "in 
der Luft" ist ...

Als Schalter für die Versorgungsleitung würde ich mal die MRF150, MRF151 
etc. anschauen.
Hier gibt es weitere Kandidaten:
http://de.mouser.com/Semiconductors/Discrete-Semiconductors/Transistors-RF/Transistors-RF-MOSFET-Power/_/N-9jxcz
Die sind zwar für RF-PAs gedacht, lassen sich aber auch als schnelle 
Leistungsschalter gebrauchen.

Hallo Harald,

das Problem ist das ich Gerät schalten muss das bei 13.5V ca. 50A Dauer 
und kurzzeitig (<=200mS) max. bis zu 150A ziehen kann. Ebenso muss ich 
UB und GND gleichzeitig trennen.

Das wird wohl nicht ganz einfach.

Mein erste Hybrid-Idee wäre: kräftige Relais einsetzen und die Kontakte 
mit MOSFETS zeitgerecht überbrücken. Vorteil meiner Idee wäre, daß der 
MOSFET nicht die ganze Zeit die thermischen Prügel bekommt sondern das 
Relais ihn später überbrückt und er nur in einem wohl definierten 
Zeitfenster arbeiten sollte. Die Zeit könnte man ja über Mikrocontroller 
einstellen...

Über diese "tolle" Norm werden sich schon Spezialfirmen freuen, die dann 
unverschämt teure Geräte verkaufen können. Wenn sie es sind die sich so 
eine Norm "ausgedacht" haben, habens sie ihr eigenes Geschäftsmodell 
etabliert - Gratulation!

Alex schrieb:
> Wenn sie es sind die sich so
> eine Norm "ausgedacht" haben, habens sie ihr eigenes Geschäftsmodell
> etabliert - Gratulation!

Normen entstehen immer so daß sie auf eine möglichst patentierte 
Schaltung eines Meßgeräteherstellers passen. Welch ein Zufall.
Wobei ich die 1uS für einen Druckfehler halte.

Früher gabs mal einen "Feilentest". Den halte ich für etwas 
realistischer.
(Kontakt Nagel über eine Feile mit genormtem Hieb).

Gruß Anja

Es ist offensichtlich eine Tatsache: Wird die Maus lange genug 
gefüttert, so kommt - man höre und staune - ein Elefant dabei heraus.

Angefangen bei: Wackelkontakte, Komponentensteckern

über: maximale Stromaufnahme der betrofenen Komponenten bei ca. 6A.

zu: 13.5V ca. 50A Dauer und kurzzeitig (<=200mS) max. bis zu 150A

... da geht doch noch mehr, oder?

Wir haben ein Testsystem da mit dem wir die Spg. Versorgung (leider nur 
+) mit 1µs unterbrechen können. Das System kann die angegebenen 
Anforderungen (150A für 200ms, 50A Dauer). Leider geht es nur auf der + 
Seite. Der Test muss aber sowohl auf + wie auch auf - sowie nochmals 
gemeinsam durchgeführt werden. Bevor jetzt wieder irgendein blödes 
Kommentar kommt: Ja es gibt "Prüflinge" die eben im Reaktionsfall (Worst 
Case) diese hohe Stromaufnahme haben. Finde es schön das es immer so 
hilfsbereite Forumsmitglieder gibt, die keine Ahnung haben aber trotzdem 
ihren Senf dazugeben müssen. Den genauso gibt es Tests die 
"Wackelkontakt von Steckern" simulieren sollen. Auch hier können, je 
nach Prüfling, hohe Ströme fließen. Aber seis drum....

Wir haben uns bisher VERSUCHT mit einem Solid State zu behelfen. Leider 
schlatet es nicht schnell genug somit können wir max. unseren Kunden die 
Unterbrechung der + Leitung anbieten.

Also: Wenn jetzt wirklich jemand noch einen Guten Tipp hat, dann her 
damit. Sinnlose Kommentare könnt Ihr euch sparen.

Thomas schrieb:
> Sinnlose Kommentare könnt Ihr euch sparen.

Sinnlose Forderungen dürfen hinterfragt werden:

Nehmen wir mal eine Kabelbaumlänge von 1 m an also ca 1uH Induktivität 
für die Zuleitung des Prüflings.
Wenn Du in 1uS 150A Strom hineinzwingen willst brauchst Du eine 
Mindestspannung von 150V (UL = L * dI/dt). Die 13,5V Versorgungsspannung 
reichen da auf keinen Fall.

Gruß Anja

>Also: Wenn jetzt wirklich jemand noch einen Guten Tipp hat, dann her
>damit. Sinnlose Kommentare könnt Ihr euch sparen.

Mein sinnloser Kommentar bestand aus 1:1 Zitaten aus diesem Forum.

Wenn nicht feststeht, was denn eigentlich gesucht wird oder es 
offensichtlich ist, das das Objekt der Begierde sehr variabel ist, so 
bleibt einem nichts anderes übrig, als mal nachzuhaken. Tut mir nicht 
leid.

Thomas schrieb:
> Finde es schön das es immer so
> hilfsbereite Forumsmitglieder gibt, die keine Ahnung haben aber trotzdem
> ihren Senf dazugeben müssen.

Finde es schön, dass es immer so Typen gibt, die weder Ahnung haben noch 
sich mal überlegen, was sie da für Forderungen stellen.

- Unterbrechung zum Test von Datenverbindungen => wohl kaum mit 150A
- "Wackelkontakte" an Steckern => wohl kaum mit 1µs-Pulsen, ok, 
bescheuerte Vorgabe des Kunden
- Wackelkontakte an Stromversorgung mit 150A => wenn da ein Kontakt 
wackelt, dürftest Du andere Sorgen haben

Mit kurzem Überlegen könnte man drauf kommen, dass das 2 verschiedene 
Anforderungen sind.

Die Datenverbindungen könnte man über Analogschalter manipulieren, da 
ist 1µs kein Problem. Wenn man galvanisch trennen will, könnte man mal 
schauen, ob es ausreichend schnelle PhotoMOS gibt (zumindest 30µs 
Schaltzeit gibt es). Oder ob man zwei schnelle Optokoppler antiseriell 
verschalten kann.

Die 150A kann man nur über zwei antiserielle Mosfet mit ausreichend 
aufwändiger Ansteuerung so schnell schalten. Aber wie Anja schon 
schreibt, 150A mit 1µs sind hier eine hinreichend sinnfreie Anforderung.