Batteriewächter mit 2 Schaltpunkten mittels MOSFET und Schmitt-Triger

[Bernhart (Gast)]

Hallo

Ich will mir für meinen elektrischen Bootsmotor einen Batteriewächter 
bauen. Haben nicht wirklich was fertiges auf dem Markt gefunden.

Funktionsweise:
Ich benötige einen Hauptschalter so das z.B. über Nacht kein Strom 
fließt. Das möchte ich mit dem 1. MOSFET (T1) realisieren.

Bei reichelt haben ich mir den TO-247AC rausgesucht. 
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/IRFP3306_IR.pdf
Die 120A sollen ein bisschen Reserve sein, bzw. falls mal ein anderer 
Motor an die Batterie geschalten wird. Wie ist das mit der Erwärmung des 
MOSFET´s? Sollte man ihn, wenn man ihn als Schalter nutz, kühlen?

Im weiteren möchte ich 2 Schaltgrenzen realisieren. Die Schaltgrenze L 
(Low) soll als Warnung dienen. Die Schaltschwelle soll über ein Poti 
zwischen 12,5V und 11,5V der Batteriespannung einstellbar sein. Der 
Ausgang soll einen Piepser und eine LED ansteuern.

Der 2. Schaltpunkt (LL-LowLow) soll den Motor von der Batterie trennen, 
so eine eine Tiefenentladung der Batterie vermieden wird.
Dieser Schaltpunt so ebenfalls über ein Poti (12,5V und 11,5V) 
einstellbar sein.

Ich habe mir dafür überlegt einen Schmitt-Trigger (Schaltpunkt L: inv. 
Schmitt-Trigger)(Schaltpunkt LL: nicht inv. Schmitt-Trigger) zu nutzen.
Wichtig für mich ist, das die ganze Schaltung sehr wennig Strom 
benötigt. So das die ganze Energie der Batterie vom Motor genutz werden 
kann.

Ist es vielleicht besser nur einen Komperator für die Schaltpunkte zu 
verwenden?
Wie ist das wenn die Versorgungsspannung der Batterie fällt. Ändert sich 
da das Schaltverhalten des OPV´s bzw Schmitt-Trigger?


Kann mir jemand bei der Schaltung helfen?

MfG Bernhart

[Sébastien M. (sebi211)]

Hallo Bernhart

Ich sehe dein Problem was den Wächter betrifft, jedoch muss das mit dem 
Warnsignal sein? Du könntest einen fertigen Batteriewächter verwenden 
und dann an dem Ausgang noch ein Relais anschliessen um dessen 
Schaltstrom zu erhöhen(komme noch darauf wieso Relais).

Nun zu deinen Fragen: Ich empfehle dir bei dem Strom ein Relais zu 
verwenden damit sich die Frage mit der Kühlung erledigt. Du wirst über 
dem Ding ziemliche Verluste haben wegen dem hohem Strom. und für das 
auch noch einen Kühlkörper brauchen.

Betreffend dem Schmitt: Jep wenn Standart Schmitts ändern ihre 
Schaltpunkte abhängig von ihrer Versorgungsspannung. Deswegen versorgst 
du sie am Besten über einen Spannungsregler (Stichwort: Schaltregler)

Deine Überlegung mit der Schaltung ist korrekt jedoch ist das was du 
aufgezeichnet hast nicht sehr sinnvoll. Ich habe kurz mal was 
drauflosgekrizelt.

Der mittlere Schmitt sorgt nur dafür, dass der Piezo still und die LED 
aus ist wenn der Motor abgehängt werden muss.

Meine Empfehlung für dich aber ist: Kauf einen Batteriewächter, 
erweitere seinen Schaltstrom über ein externes Relais, Bau noch die 
Schaltung mit dem invertierendem Schmitt unten von meiner Zeichnung auf 
um den Warnausgang zu haben. Ist finanziell und Aufwandsmässig die beste 
Lösung

Hoffe konnte damit helfen.

MfG Sebi

[Oleg A. (oga)]

Falls Du aus irgendeinem Grund Deine Schaltung so beibehalten willst 
(mit 2 MOSFETs) habe ich nur eine Anmerkung zum T1: Unbedingt einen 
Widerstand zwischen Gate und Source legen, sonst hat das Gate bei 
offenem Schalter kein definiertes Potential.

Falls Du Änderungen akzeptierst, erhebt sich die Frage, warum Du 2 
MOSFETs benutzen willst, wo doch beide die gleiche Funktion haben, 
nämlich den Motor von der Batterie zu trennen. Du "verbrätst" damit 
doppelte Leistung und hast eine Komponente mehr, welche kaput gehen kan.

Die Kühlung vom MOSFET sollte unproblematisch sein. Dein 500W Motor 
zieht bei 12V Spannung 41.66A. MOSFETS mit einem Rdson von 1mohm sind 
schon für <1€ zu haben, da kannst Du sogar 2 oder 3 parallel schalten.

Also bei 1mohm und 41.66A hast Du 1,7W Verluste über dem MOSFET, dass 
ist keine grosse Sache.

[frog268 (Gast)]

moin,

Allein über die Spannung solltest du nicht gehen, da dein Motor wegen 
der großen Ströme für ordentlich Dynamik sorgt!
Du solltest besser den Verbrauch (DOD) erfassen/auswerten... ;)

Ich finde mühelos genau für deinen Einsatzzweck gebaute Wächter
https://www.esomatic.eu/victron/batteryprotect.html

Etwas komfortabler mit Anzeige kann ich den empfehlen
https://www.esomatic.eu/victron/bmv700.html