PWM MOSFET Layout Fragen

[c. m. (Gast)]

hi zusammen,

ich möchte ein großes heizbett für einen 3d-drucker versorgen, 
zielleistung sind ~500W.
das reprap RAMPS board kann so eine leistung nicht schalten, also möchte 
ich das PWM signal (~10Hz), mit dem eigentlich eine kleinere heizplatte 
versorgt wird, benutzen um ein paar MOSFETs zu schalten die dann die 
große heizplatte versorgen.

meine bisherige idee oben im bild (es sind nicht alle bauteile 
eingezeichnet - entkopplung C's, mindestverbrauch LED für 24->12V 
linearregler, kühler)

einige fragen dazu:
- würde ein MOSFET reichen? mir scheinen die beinchen an to220 
gehäusen ein wenig zu dürr um ohne beträchtliche erwärmung 20-30A zu 
führen. ist das schon eine gute idee 2-3 MOSFETs zu verwenden?
- muss/sollte ich einen widerstand an die gateleitung legen um den in- 
outrush current zu begrenzen. muss/sollte ich den im MCP1402 
hi/lo-output widerstand da einrechnen?
- sollte/muss ich eine zenerdiode an gate->GND anschließen (ist das eine 
best practice)?
- gehe ich recht in der annahme das eine freilaufdiode bei den 
leitungslängen im leistungsteil notwendig sind?
- ich will an die stromquelle eine 20-25A Sicherung anschließen. ist da 
eine KFZ-sicherung das mittel der wahl, wenn ja, wie schließt man die an 
(gibts das einzelstecker?), muss so eine sicherung (durch den anschluss) 
gekühlt werden?

das sind so die fragen die sich mir stellen. falls ich was total blödes 
mache/übersehen habe bitte motzen :)

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
ich denke, das ganze Projekt ist konzeptionell ein wenig ungünstig.

Heizleistungen um 500W oder mehr, ließen sich mit einer 
Elektroheizplatte an 230V rel. einfach und und preiswert realisieren. Da 
sparst du schon mal das recht große Netzteil.
Für die elektrische sicherheit wird natürlich ist eine ordentliche 
Schutzerde nötig sein.
Die Ansteuerung kann leicht mit einem SolidStatesRelay erfolgen.

Da so eine Platte und der Drucktisch eine große Wärmekapazität haben, 
ist auch eine Schwingungspaketsteuerung mit z.B. 10s Periodenzeit kein 
Problem.
Dafür solltest du evtl. auch einen separaten Regler spendieren.
Gruß Öletronika

[c. m. (Gast)]

sicher geht das, ich mag aber nicht direkt mit netzspannung 
rumwurschteln.
ein 900W netzteil (30v 30A) ist vorhanden, was ich nun nur noch brauche 
sind die leisungswiderstände, die mosfets und ein paar kleinteile wie, 
wenn nötig, die ~15v zener.
insgesamt nicht viel mehr wie eine 220v heizplatte und solid state 
relais.

[0815 (Gast)]

c. m. schrieb:
> leisungswiderstände

Würde Dir stattdessen eine entsprechend große Platine als Heizelement 
empfehlen. Die entsprechende "Heizwendel" kann man zur Not sogar mit dem 
Cutter einritzen, es müsste dann nichts geätzt/gefräst werden...

[c. m. (Gast)]

die widerstände kann ich an das heizbett (30x40cm) schrauben und 
ordentlich mit wärmeleitpaste kontakt herstellen.
http://www.conrad.de/ce/de/product/645740/Hochlast-Widerstand-68-axial-bedrahtet-50-W-ATE-Electronics-RB501-6R8-J-20-St
bei einer platine stelle ich mir das eher schwierig vor - die dehnt sich 
über die gaze länge aus, delaminiert vielleicht - ne lieber nicht.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> c. m. schrieb:
> ein 900W netzteil (30v 30A) ist vorhanden,
ok, dann geht das mit den gezeigten Heizwiderständen natürlich auch.

Ein Gatevorwiderstand ist sinnvoll, der kann ruhig auch etwas größer 
sein.
z.B. 100...500 Ohm. Bei der niedrigen Freqeunz bleiben die 
Umschaltverluste immer noch gering.
Eine Schutzbeschaltung für das Gate ist auch sehr zweckmäßig.

Einen extra Gatetreiber scheint mir nicht nötig.
Das geht auch mit Transistorschaltung.

Die Freilaufdiode scheint mir nicht notwendig.
Da werden keine messbaren Induktionsspitzen entstehen, wenn du nicht 
gerade zig Meter Leitung verlegst.

Von den techn. Daten sollte 1 FET reichen, wen du den gut kühlst.
Allerdings gibt es auch noch FET mit  deutlich niedrigerem R-DS_on für 
diese niedrige Einsatzspannung von unter 30V.
http://www.irf.com/parametric-search/_/N~1njci4Z1z13gnxZ1z13dthZ1z13e0bZ1z13enqZ1z13gtt?layoutCategory=N-Channel%20MOSFETs&title=10V%20-%2030V%20MOSFETs#tab-tab1
Wenn du einen mit 5mOhm nimmst, wäre die Verlustleistung nur noch 2W 
statt ca. 6W
Gibt aber auch welche um 2mOhm
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlb3813pbf.pdf
Dann kommst du auf kaum 1W statische Verlustleitung.
Dann reicht ein kleines Kühlkörperchen.
Gruß Öletronika

[c.m. (Gast)]

U. M. schrieb:

> Einen extra Gatetreiber scheint mir nicht nötig.
> Das geht auch mit Transistorschaltung.

den treiber hab ich rumliegen, hat halt den charm das der eingang eine 
kleine hysterese hat :)

> 
http://www.irf.com/parametric-search/_/N~1njci4Z1z13gnxZ1z13dthZ1z13e0bZ1z13enqZ1z13gtt?layoutCategory=N-Channel%20MOSFETs&title=10V%20-%2030V%20MOSFETs#tab-tab1

ty für den link. ich hab garnicht dran gedacht das hersteller 
ordentliche parametrische suchen haben - die üblich dummheit halt.