Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solarregler aufruesten - Mosfets parallel?


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von F. W. (kurz-schluss)


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Liebe Freunde des hohen Stroms,

mein Solarladeregler (Xantrex) ist zu klein geworden. Gebaut ist er fuer 
60A, ich komme aber inzwischen auf 70-75A. Nun sagt der Hersteller, dass 
er auch 70A verbacken bekommt (was auch stimmt), aber dennoch moechte 
ich ihn aufruesten, um auf der sicheren Seite zu sein. Meine erste Idee 
war ein paar Mosfets parallel zu schalten.
Nun habe ich den Regler eben aufgemacht. Da liegen doch tatsaechlich 
schon 4 Stueck IRF3204 im Batteriepfad und noch mal 4 parallel im 
Solarpanelpfad. Laut Datenblatt kann einer alleine aber schon 110A 
verkraften.

Frage 1: Muss ich ueberhaupt was unternehmen (Luefter habe ich schon 
nachgeruestet), um auch 80A zu verarbeiten?
Frage 2: Sollte ich die IRF3204 vielleicht einfach gegen IRF1405 
tauschen? Der kann 169A ab und hat auch einen kleineren On-Widerstand 
(0.0053 statt 0.008)

Vielen Dank fuer eure Hilfe und sonnige Gruesse aus Tansania
Frank

von oszi40 (Gast)


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Frank Weithoener schrieb:
> Sollte ich die IRF3204 vielleicht einfach gegen IRF1405
> tauschen?

1.Ein Regler besteht nicht nur aus MOSFETs. "Einfach tauschen" 
garantiert noch nicht, daß Deine Ansteuerung dafür geeignet ist.

1.Allgemin der AUFBAU dafür geeignet ist?  Wärmestau, Kühlung, 
Spannungspitzen, gefälsche Bauteile ....

von Ingo (Gast)


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Wie sieht das Ding denn aus, dann kann man etwaiges Aufrüstpotential 
besser einschätzen...

von Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte (Gast)


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Bitte mal Photos vom Aufbau hochladen.

von DerTom (Gast)


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Hallo!

Frank Weithoener schrieb:
> Frage 2: Sollte ich die IRF3204 vielleicht einfach gegen IRF1405
> tauschen? Der kann 169A ab


Lies Dir das Datenblatt mal etwas genauer durch.


mfG Thomas

von MaWin (Gast)


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> IRF3204
> IRF1405

Wer kann der eine 110A noch der andere 165A,
du bist nur auf Marketinggewäsch im Datenblatt reingefallen.

Liest du Handywerbung auch ohne Fussnotensternchen zu befolgen ?

Wahrscheinlich sind die MOSFETs nicht das limitierende Teil,
sondern eher die Dioden, Klammen, Leiterbahnen, Kühlung, etc.

Man könnte die Platine bei voller Leistung mit einer
Wärmebildkamera betrachten, um ohne nachrechnen zu müssen
beurteilen zu können welche Teile am Limit laufen,
aber die wirst du nicht haben.

Also vertrau dem Hersteller.

von Ben _. (burning_silicon)


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IRFB3077. Package Limit 120A.

von F. W. (kurz-schluss)


Angehängte Dateien:

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Hey, ihr seit ja schneller als meine Internetverbindung...
Tausend Dank!

Anbei mal 2 Fotos, fuer alle die es interessiert und fuer alle 
Entwickler: SO muessen Geraete aufgebaut werden! Uebersichlicher und 
servicefreundlicher Aufbau und Bauteile bester Qualitaet. Das Ding sieht 
auch nach 2 Jahren Dauereinsatz super aus, nix ist heiss geworden, und 
das bei den Stroemen. Und kaum zu glauben, aber Xantrex ist chinesisch!

Zu den Mosfets (die sitzen unter den 4 Metallklemmen). Mir ist schon 
klar, dass die Daten im Datenblatt nur rein theoretisch gelten. Ich will 
ja auch keine 169A aus einem rauskitzeln, sondern nur 20 (20x4=80). 
Auserdem klingt der niedrigere On-Widerstand doch gut - weniger 
Verlustwaerme als bei den IRF3204. Oder sehe ich das falsch?
Und ueberhaupt, so heiss wird der Kuehlkoerper gar nicht, auch nicht bei 
60A und 30 Grad Umgebungstemperatur.
Ich versuche morgen 'mal die Schaltung von den Endstufen und den 
Treibern aufzunehmen.

von andy (Gast)


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>Anbei mal 2 Fotos, fuer alle die es interessiert und fuer alle
>Entwickler: SO muessen Geraete aufgebaut werden! Uebersichlicher und
>servicefreundlicher Aufbau und Bauteile bester Qualitaet. Das Ding sieht
>auch nach 2 Jahren Dauereinsatz super aus, nix ist heiss geworden, und
>das bei den Stroemen. Und kaum zu glauben, aber Xantrex ist chinesisch!

Na ja, das meinst aber nur du. Elektronik ist kein Kunstwerk, wo alles 
in Reihe und Glied stehen muss. Was die Qualität angeht, schau dir mal 
die Leiterbahnführung mal genauer an. Sowas krummes und schiefes macht 
kein halbwegs guter Entwickler (die zwei "überirdisch" verlegten Brücken 
schon gar nicht).

Sorry, hatte nix mit deiner Frage zu tun, aber das wollte ich nur 
loswerden.

>Wahrscheinlich sind die MOSFETs nicht das limitierende Teil,
>sondern eher die Dioden, Klammen, Leiterbahnen, Kühlung, etc.

MaWin hat recht, du musst das Ganze betrachten und vor allem die 
Umweltbedingungen (Umgebungs/Einsatztemperatur), denn die 
Leistungsfähigkeit der Haltbleiter fällt stark mit steigender Temperatur 
ab.

von oszi40 (Gast)


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1.Statt dünnen Leiterzug dicken Draht zu legen muß noch keine große 
Sünde sein. ABER dicke MOSFETs haben evtl. mehr Gatekapazität und 
brauchen folglich eine ausreichende Ansteuerung. Ob das hier so ist, 
wäre zu prüfen!

2.Wirtschaftlich gesehen, wäre zu überlegen, wieviel ein besserer, 
funktionierender Regler kostet und wieviel das Nachrüstungs-Experiment 
kostet.

von Ingo (Gast)


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Also die thermische Kopplung sieht nicht sonderlich gut aus. Das mit den 
Leitungen außerhalb der Leiterplatte ist in Ordnung. Kannst du mal 
KK-Temp bzw die MOSFET-Temp unter Volllast ermitteln, dann kann man 
evtl. Reserven schätzen. Grundsätzlich ist natürlich auch irgendwann mit 
den Leiterbahnen Schluss bzw. der 4mm2 Leitung würde ich nicht 
sonderlich mehr als 80A zumuten.

Das Layout sieht aus, als hätte der Layouter keine Lust auf Frinschliff 
gehabt. Is üblich bei dem Chinakrempel...

von F. W. (kurz-schluss)


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Ich versuche es noch mal :-)
Um das Ding herum ist ein schweres Stahlblechgehaeuse, die Schrauben 
sind so angebracht, dass man die Platine in 5 Sekunden ausgebaut hat. 
Das hat was.
Ich hab noch einen amerikanischen Morningstar-Regler im Einsatz: Der mag 
zwar funktionieren, aber wenn der 'mal defekt ist, kann ich den gleich 
in die Tonne treten. Da kann man gar nichts reparieren.
Was ich sagen will, es ist nicht alles Scheiss was aus China kommt. Und 
vor allen Dingen, die werden besser und besser. Da kommt noch was auf 
uns zu...

Themawechsel. Die Regler kosten hier 400 - 500 Dollar. Da waeren eine 
Handvoll Mosfets allerdings billiger (zumal man die ja easy bei dem 
Xantrex austauschen koennte :-)
Aber entscheidend ist: Es gibt gar keine groesseren Regler 
(Pulsbreitenregler). Die arbeiten alle nur bis 60A. Bleibt also nur: 
Umruesten.

Habe mir eben die Schaltung etwas genauer angesehen. Angesteuert werden 
die Mosfets mit einem TC1427. Das ist ein Doppeltreiber und jeder 
steuert 4 Mosfets an.

von MrMOSFET (Gast)


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Da die aktuell verbauten MOSFEts relativ schlecht sind und die teile 
dich ja 500US$ kosten kannst du durachaus bessere MOSFETs einbauen.

Suchen nach MOSFEts die besseren RDSON haben bei kleinerer Gatecharge 
(dann kommt auch der MF-Treiber mit). weiterhin sollten die Timings 
stimmen denn sonst kann es ggf. passieren dass die Totzeit der 
treiberstufe zu klein ist und du dadurch "burned MOSFETs" hast....

Schau mal bei:

Infineon
Fairchild
Alpha Omega Semiconductor
Toshiba
Renesas
Vishay

Die haben aktuelle 60/55V technologie und IRF ist da im Moment sehr 
schlecht.


Weiterhin kannst du noch deine Leiterbahn mit Silberdraht verstärken 
(sofern du dir das zutraust) sowie den Kühlkörper vergrßern und ggf. 
einen Lüfter einbauen (sofern nicht schon vorhanden)

->Lüfter einbauen + Leiterbahn verstärken wäre das billigste von allen 
Varianten

von F. W. (kurz-schluss)


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Das ist doch 'mal ne Aussage...
Ich werde der Sache morgen mal nachgehen und mir ein paar Datenblaetter 
runterladen und ansehen. Ich weiss ja jetzt wodrauf ich achten muss. 
Danke!
Die Hochstrom-Leiterbahnen wollte ich eh 'verdrahten' und ein Luefter 
ist auch eingeplant.

von C-Mann (Gast)


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andy schrieb:
> Was die Qualität angeht, schau dir mal
> die Leiterbahnführung mal genauer an. Sowas krummes und schiefes macht
> kein halbwegs guter Entwickler

Was ist daran elektrisch schlecht ?

> (die zwei "überirdisch" verlegten Brücken
> schon gar nicht).

Die Drähte sind recht dick, und wahrscheinlich kostet die zusätzliche 
Platinenfläche mehr als der Chinese der die Drähte anlötet. Und 
elektrisch sind Drähte nicht schlechter als Leiterbahnen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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C-Mann schrieb:
> Und elektrisch sind Drähte nicht schlechter als Leiterbahnen.
... und brauchen weniger Platz!

von andy (Gast)


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>> (die zwei "überirdisch" verlegten Brücken
>> schon gar nicht).

>Die Drähte sind recht dick, und wahrscheinlich kostet die zusätzliche
>Platinenfläche mehr als der Chinese der die Drähte anlötet. Und
>elektrisch sind Drähte nicht schlechter als Leiterbahnen.

>C-Mann schrieb:
>> Und elektrisch sind Drähte nicht schlechter als Leiterbahnen.
>... und brauchen weniger Platz!

Ist ja gut keine unnötige Aufregung, wenn es euch nur ums Funktionieren 
geht, dann wirds auf jeden Fall funktionieren. Ich habe die letzten 3J 
solche Dinger beruflich entwickelt und keiner in unserem Team hätte sich 
so ein "Kunststück" erlaubt, es gibt nämlich einen Unterschied zwischen 
einem Bastler und einem Entwickler (das ist mein Standpunkt :-), aber 
ihr habt recht, das war hier nicht die Frage.

an Frank Weithoener:
Ich kann mich ansonsten  MrMOSFET anschließen. Versteife dich nicht 
unbedingt nur auf die Mosfets, sondern betrachte das ganze Gebilde, wie 
MrMOSFET bereits beschrieben hat.

Was mir aber trotzdem spanisch vorkommt sind diese komischen Bügel, an 
denen die Mosfets dran sind. Sind die mit dem KK gut verbunden? Da würde 
ich eventuell an eine Modifikation nachdenken. Kannst du ungefähr 
abschätzen, wie dick das Kupfer ist (standard 35µ oder eher 70µ)?

von Ansgar (Gast)


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andy schrieb:
> Was mir aber trotzdem spanisch vorkommt sind diese komischen Bügel, an
> denen die Mosfets dran sind. Sind die mit dem KK gut verbunden?

Wie geschildert als Profi und mit offenen Augen solltest Du doch 
unschwer erkennen, daß die Klammern die FETs auf integral aus dem 
Külkörper ragende Flanschflächen spannen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ansgar schrieb:
> integral aus dem Külkörper ragende Flanschflächen
Schreib doch einfach "rechtwinklig", wenn dir "orthogonal" grade nicht 
einfallen will...

Ingo schrieb:
> Also die thermische Kopplung sieht nicht sonderlich gut aus.
Das würde ich auch sagen. Sogar, wenn die orthogonalen Flansche 
integraler Bestandteil des Kühlkörpers sind...
Evtl. wäre es einfacher, die hier verbauten Mosfets einfach besser zu 
kühlen: um 90° drehen und flach an den Kühlkörper montieren.

Frank Weithoener schrieb:
> Das Ding sieht auch nach 2 Jahren Dauereinsatz super aus,
> nix ist heiss geworden, und das bei den Stroemen.
Wenn da bisher nix heiß wurde, dann kannst du dem Design doch problemlos 
noch mehr zumuten. Und du bekommst es sogar vom Hersteller bestätigt:
Frank Weithoener schrieb:
> Nun sagt der Hersteller, dass er auch 70A verbacken bekommt
Das ist doch toll: du bist schon fertig.

von Ansgar (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Ansgar schrieb:
>> integral aus dem Külkörper ragende Flanschflächen
> Schreib doch einfach "rechtwinklig", wenn dir "orthogonal" grade nicht
> einfallen will...

Die Formulierung "integral" diente keineswegs Beschreibung der Geometrie 
der Flansche (weder für sich, noch bezogen auf den Kühlkörper), sondern 
der Verdeutlichung, daß diese Flansche nicht bspw. als Winkel auf dem KK 
befestigt sind, sondern vielmehr mit ihm zusammen "aus einem Guß" sind 
(oder etwa von emsigen Chinesen aus dem Vollen schöpfend spanabhebend 
modelliert wurden? ;-) ).

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ansgar schrieb:
> sondern vielmehr mit ihm zusammen "aus einem Guß" sind
Ja, sieht so aus, wie wenn der Kühlkörperstrang genauso gepresst wurde 
(eine kundenspezifische KK-Form kostet bei den Chinesen übrigens grade 
mal ca. 600€, und ein fertig eloxierter Kühlkörper mit eingepressten 
Montagebolzen dann knapp 3€ bei 2000Stk). Trotzdem ist das ein Nadelöhr, 
denn über diese T-Kreuzung muss die ganze Wärmeenergie drüber...

von Ansgar (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Trotzdem ist das ein Nadelöhr,
> denn über diese T-Kreuzung muss die ganze Wärmeenergie drüber...

Selbstverständlich. Keine Frage: Die FETs in Reih und Glied an Boden des 
Kühlkörpers zu stellen und pressen bleibt die kühlste Empfehlung!

von Pete K. (pete77)


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Wenn das Teil aus China so gut ist, wird es ja wohl eine 
Schutzabschaltung bei zu hohen Strömen haben, oder?

Ich würde das Teil versuchen, mit 80A zu belasten. Wenn die MOSFets 
dabei die Grätsche machen kann man immer noch tauschen :-)

Schön finde ich übrigens den "Have a nice Day" Aufdruck auf der 
Platine..

von F. W. (kurz-schluss)


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Das Thema Kuehlkörper stellt sich nicht, weil auch bei Volllast der 
Kuehlkörper zwar warm, aber nicht heiss wird (kann man immer noch 
anfassen). Trotzdem kommt ein Luefter dran. Deshalb lohnt sich wohl auch 
nicht die Mosfets umzusetzen, zumal ich mir dann den Kopf ueber die 
Verbindungen zerbrechen muesste.

Und ueberhaupt, ich haette schon laengst testweise andere Mosfets 
eingebaut oder dazugeschaltet - wenn ich welche haette. Wie gesagt, ich 
sitze in Tansania 'im Busch' und da hanegen die Mosfets nicht an den 
Baeumen (hoechstens Bananen). Deshalb muesste ich schon genauer wissen, 
ob und was ich aus D bestellen soll...

Nochmal zusammengefasst:
Die eingebauten IRF 3205 und ein IRF 1405 sind laut Datenblatt aehnlich, 
nur dass der 1405 einen hoeheren Strom abkann und einen deutlich 
niedrigeren ON-Widerstand hat. Ich erhoffe mir davon auch bei 80A (bei 4 
Stueck) auf der sicheren Seite zu sein und dass der niedrigere 
Widerstand weniger Verlustleistung/Waerme erzeugt.
Spricht was dagegen?

@ Pete K. Eine Ueberstromschutzschaltung scheint das Ding Gott-sei-Dank 
nicht zu haben. Der Morningstar-Regler, den ich hier noch habe, hat das 
und der begrenzt immer auf 60A. Kann ich also nichts mit anfangen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Frank Weithoener schrieb:
> Der Morningstar-Regler, den ich hier noch habe, hat das
> und der begrenzt immer auf 60A. Kann ich also nichts mit anfangen.
Man könnte seinen Messwiderstand ein wenig niederohmiger machen...  ;-)

von andy (Gast)


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>Das Thema Kuehlkörper stellt sich nicht, weil auch bei Volllast der
>Kuehlkörper zwar warm, aber nicht heiss wird (kann man immer noch
>anfassen).

Aber wenn die thermische Kopplung zw. KK und den Transistoren schlecht 
ist,
dann wird der KK eben nur warm, aber die Transistoren affenheiß. Eine 
bessere thermische Kopplung könnte vielleicht sogar den Tausch der 
Mosfets überflüßig machen. Es könnte sogar so sein, dass die besseren 
Mosfets nur minimal zur Verbesserung beitragen würden. Vielleicht wäre 
dann doch die Verbesserung der thermischen Kopplung der bessere Weg, vor 
allem, wenn du schlecht an bessere Mosfets ran kommst.

von Bernd K. (bmk)


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Frank Weithoener schrieb:
> Die eingebauten IRF 3205 und ein IRF 1405 sind laut Datenblatt aehnlich,
> nur dass der 1405 einen hoeheren Strom abkann und einen deutlich
> niedrigeren ON-Widerstand hat. Ich erhoffe mir davon auch bei 80A (bei 4
> Stueck) auf der sicheren Seite zu sein und dass der niedrigere
> Widerstand weniger Verlustleistung/Waerme erzeugt.
> Spricht was dagegen?

Ja. Der IRF1405 hat erheblich höhere Werte Für Qg und Ciss.
Das kann den Treiber überfordern und/oder Timings kontraproduktiv
beeinflussen. Hier mal ein Typ, der hierbei wesentlich freundlicher 
liegt:
http://www.fairchildsemi.com/ds/FD/FDB050AN06A0.pdf

Trotzdem keine Garantie, dass dieser reibungslos funktioniert.

von hummel (Gast)


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Gate Kapazität beachten.

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