Hallo, ich habe vor langer Zeit bereits in einem anderen Thread mich darüber informiert wie es aussieht, wenn man einen N-Kanal-MOSFET als Schalter nutzen will. Nun ist das Thema wieder aktuell. Im Anhang habe ich einen ersten Schaltplan. Zur Funktion: 0) Allgemein: Es muss ein hoher Strom ein- und ausgeschaltet werden. Wichtig dabei ist, dass das Schaltelement nicht immer im Massezweig angebracht werden kann. Deswegen soll die Schaltung nicht auf die externen Potenziale angewiesen sein. Aus diesem Grund die Sache mit dem DCDC-Wandler. 1) Netzteil: Die Schaltung wird an 12V betrieben. Durch größere Verbraucher kann es zu starken Schwankungen der Betriebsspannung kommt. Um die Schaltung von diesen Schwankungen zu entkoppeln erzeugt der Spannungsregler (IC2) zunächst 5V. Um den MOSFET zu schalten wird eine Gatespannung von 15V verwendet, die mittels einem DCDC-Wandler erzeugt werden. Da der DCDC-Wandler nicht der stärkste ist, speisst er über einen Widerstand (R1) einen Elko (C2), welcher für die restliche Schaltung die Versorgung sicher stellen soll. R1 ist so berechnet, dass wenn C2 komplett entladen ist maximal der Maximalausgangsstrom des DCDC-Wandlers fließt. Die Schaltfrequenzen sind sehr gering (< 1Hz). Der Elko hat nach einem Schaltvorgang wieder genügend Zeit sich voll laden zu lassen. 2) MOSFET & Treiber: Geschaltet wird mit einem MCP1407. Als MOSFET wird ein IRF1404 verwendet. Die Beschaltung des Treibers habe ich aus dem Datenblatt entnommen. Ich denke, dass in dem Teil der Schaltung noch Verbesserungspotential steckt. 3) Schalteingang: Der Schalteingang ist ebenfalls galvanisch getrennt. Über R3, R2 und D3 wird die Eingangsspannung am OK1 angepasst. Mit C3 soll eine Entprellung des Eingangssignals durchgeführt werden. Bitte schaut euch die Schaltung an und gebt mir Bescheid, wenn es irgendwo Probleme geben könnte. Danke
Angehängte Dateien:
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MOSFET-Schalter.png
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@ Matt B. (mattb) >Es muss ein hoher Strom ein- und ausgeschaltet werden. Wei hoch? 1A? 100A? Siehe Netiquette. >angewiesen sein. Aus diesem Grund die Sache mit dem DCDC-Wandler. Potentialfreie MOSFET-Schalter sind bereits erfunden, nennen sich Photo-MOS Relais, siehe Optokoppler. >Die Schaltung wird an 12V betrieben. Durch größere Verbraucher kann es >zu starken Schwankungen der Betriebsspannung kommt. Um die Schaltung von >diesen Schwankungen zu entkoppeln erzeugt der Spannungsregler (IC2) >zunächst 5V. Es gibt DC-DC Wandler, die mit 2:1 oder gar 4:1 Spannungsbereich am Eingang klar kommen. >Da der DCDC-Wandler nicht der stärkste ist, speisst er über einen >Widerstand (R1) einen Elko (C2), welcher für die restliche Schaltung die >Versorgung sicher stellen soll. R1 ist unsinnig, 2 unnötig groß. Der Kondensator muss doch bestenfalls die ladugn zum Umladen des MOSFT-Gates liefern, ohn zu sehr entladen zu werden. Fakto 10-100 reicht, macht bei 1n am MOSFET bestenfalls 100nF. >R1 ist so berechnet, dass wenn C2 komplett entladen ist maximal der >Maximalausgangsstrom des DCDC-Wandlers fließt. Unsinn. >Die Schaltfrequenzen sind sehr gering (< 1Hz). Photo MOS Relais, die schalten bis 1 kHz oder so. >Der Elko hat nach einem >Schaltvorgang wieder genügend Zeit sich voll laden zu lassen. Du denkst viel zu pessimisitsch und realitätsfern. Ist aber ein normales Anfängerproblem ;-) >2) MOSFET & Treiber: >Geschaltet wird mit einem MCP1407. Als MOSFET wird ein IRF1404 >verwendet. Im Prinzip OK. > Die Beschaltung des Treibers habe ich aus dem Datenblatt >entnommen. Ich denke, dass in dem Teil der Schaltung noch >Verbesserungspotential steckt. Nö. Ausser alles komplett weglassen ;-) >Der Schalteingang ist ebenfalls galvanisch getrennt. Über R3, R2 und D3 >wird die Eingangsspannung am OK1 angepasst. Mit C3 soll eine Entprellung >des Eingangssignals durchgeführt werden. Naja, ob das wirklich so funktioniert. Aber ohne eine Definition der Eingangsspannung (min, max), kann man das nicht bewerten.
Hallo Falk, danke für deine Hilfe :-). Der Strom den ich schalten muss liegt bei ca. 60A. Denke, dasses dafür keine PhotoMOSFETs gibt. Mit einem Dauerstrom von 75A bei entsprechender Kühlung sollte der IRF1404 also passen. Deswegen brauche ich dann auch den Treiber. Weglassen ist also (aus meiner Sicht) nicht möglich. Wegend er Gatekapazität des IRF1404 habe ich im Datenblatt gesucht. Allerdings bin ich mir nicht sicher, welcher Wert das ist. http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf1404.pdf Auf Seite 2 unten sind diverse Kapazitäten aufgeführt. Aber welche ist die Gatekapazität? Ich habe DCDC-Wandler gefunden, welche einen großen Eingangsspannungsbereich besitzen. Allerdings kosten die mindestens das 4-fache als ein Wandler der einen Eingangsspannungsbereich von +-10% der Nenneingangsspannung besitzt. Du würdest dann also R1 weg lassen und C2 auf den Faktor 100 der Gatekapazität dimensionieren? Der Schalteingang wird mit Spannungen im Bereich von 10 bis 15 Volt angesteuert. Aber wie zu sehen ist, habe ich hier noch nichts berechnet. Das kommt später dran. Vielen Dank!!
Matt B. schrieb: > Es muss ein hoher Strom ein- und ausgeschaltet werden. Wichtig dabei > ist, dass das Schaltelement nicht immer im Massezweig angebracht werden > kann. Da ein Schalter im Pluszweig immer deutlich aufwändiger ist, sollte man sich als erstes überlegen, ob man nicht doch im Massezweig schalten kann. Erst wenn sicher ist, das das nicht geht, sollte man die teurere Lösung nehmen. Eine Universallösung für alle etwaigen Schaltmöglichkeiten macht normalerweise keinen Sinn. Gruss Harald
Hallo Harald, es geht tatsächlich nicht im Massezweig. Die Masse der Last ist intern mit dem Gehäuse verbunden. Eine isolierte Befestigung des Gehäuses ist definitiv nicht möglich. Trotzdem Danke
Eine mögliche Alternative, die ohne Hilfsspannung auskommt, wäre vielleicht der Einsatz eine Optokopplers mit "Solarzellen" wie z.B. dem Toshiba TLP190B "photocoupler": http://www.toshiba-components.com/docs/opto/TLP190B_en_datasheet.pdf Ob man damit direkt den MOSFET schnell durchschalten kann oder ob man eine zusätzliche Schaltung benötigt wäre noch zu prüfen.
@ Matt B. (mattb) >Der Strom den ich schalten muss liegt bei ca. 60A. Denke, dasses dafür >keine PhotoMOSFETs gibt. Nein. > Mit einem Dauerstrom von 75A bei entsprechender >Kühlung sollte der IRF1404 also passen. Deswegen brauche ich dann auch >den Treiber. Weglassen ist also (aus meiner Sicht) nicht möglich. Ja. >Auf Seite 2 unten sind diverse Kapazitäten aufgeführt. Aber welche ist >die Gatekapazität? Ciss, das ist aber nur die halbe Wahrheit. Besse ist es, die maximal Gateladung zu betrachten, Qg. Die muss den Kondensator liefern. Wenn man mal 0,1V Spannungsabfall ansetzt, kann man den Kondensator berechnen. C = Q / U = 196nC / 0,1V = 1960 nF ~ 2µF. 1µF reicht auch. >Du würdest dann also R1 weg lassen und C2 auf den Faktor 100 der >Gatekapazität dimensionieren? Ja, wobei auh Faktor 10 meist reicht. Ist Geschmackssache. >Der Schalteingang wird mit Spannungen im Bereich von 10 bis 15 Volt >angesteuert. Dann reicht ein einfacher Vorwiderstand, dern Rest kann man sich sparen.
Ich bin ein Bastler! !!!! Wie kann ich einen 12v Motor ca60Amp steuern? Wenn möglich ein kleinenPlan beifügen. Dank für die Mühe. M.f.G
Hans Gebauer schrieb: > Ich bin ein Bastler! !!!! > Wie kann ich einen 12v Motor ca60Amp steuern? Dann solltest Du definitiv keine Hochstromschaltungen entwickeln, sondern sowas besser Menschen mit Erfahrung mit solchen Schaltungen überlassen.
Hans Gebauer schrieb: > Ich bin ein Bastler! !!!! Und Leichenschänder! Da macht man einen NEUEN Thread auf, vor allem wenn die Frage nicht wirklich zum Ursprungspost passt! Aber weils eh ne trollige Frage ist, bitte: http://c-kolb.bplaced.net/projekte/elektronik/grundlagen/transistor/fet.php https://www.mikrocontroller.net/articles/FET
Hans Gebauer schrieb: > Wie kann ich einen 12v Motor ca60Amp steuern? > Wenn möglich ein kleinenPlan beifügen. Und wenn du dann schon den Text im neuen Thread schreibst, dann schreib doch einfach noch dazu, WAS für einen Motor aus WELCHER Versorung du WIE steuern willst.
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