Hallo,
ich möchte gerne bei meiner Schaltung aus diesem Beitrag
Beitrag "Transistor soll bei betätigtem Öffner durchschalten" noch eine
Einschaltverzögerung von ca. 3-5 Sekunden einbauen. Dazu habe ich mich
an diesem Thread hier orientiert:
Beitrag "Einschaltverzögerung verstehen und berechnen"
Da ich jedoch anders als in dem Beispiel einen MOSFET eingebaut habe bin
ich davon ausgegangen, dass ich zum Rechnen die im Datenblatt angegebene
Größe UDS=2V brauche.
Somit komme ich mit t=3s und U=12V auf ein tau von 16,5.
Auch wenn es im Beispiel anders steht, habe ich in meinem Fall jetzt mal
den Kondensator statt dem Widerstand ausgerechnet, da ich den Widerstand
ja schon in der Schaltung habe.
Dann komme ich für den Kondensator auf eine Kapazität von ca. 165uF.
Den würde ich dann wie im angehängten Bild zu sehen einbauen (bzw. einen
der ungefähr diese Kapazität hat, ob das nun 3 oder 6 Sekunden dauert
ist nicht so entscheidend).
Falls meine Überlegungen bis hierhin richtig sind, fallen mir jetzt
jedoch 3 mögliche Probleme auf:
Zum einen glaube ich, dass sich der Kondensator sobald Spannung an der
Schaltung anliegt bereits bei geschlossenem Schalter auf 0,7V auflädt,
da so viel ja an der Diode Richtung Schalter abfällt und damit die
Zeitrechnung von oben dann ja nicht mehr passen würde. (oder habe ich
hier einen Denkfehler drin?)
Ein weiteres Problem sehe ich darin, dass sobald der Schalter wieder
geschlossen wird der Kondensator ja quasi kurzgeschlossen wird und ich
meine mal gehört zu haben, dass das der Lebensdauer eines Elkos nicht
gerade zuträglich ist :D. Ein weiterer Widerstand im Strompfad Richtung
Schalter würde mir aber ja wieder die Spannung am Gate des MOSFETs
anheben. (oder reicht zum Entladen des Elkos ein relativ kleiner
Widerstand der dann im Vergleich zu den 100kOhm nicht mehr ins Gewicht
fällt?)
Außerdem habe ich (zumindest für Transistoren) mal gehört, dass es nicht
so gut sein soll, diese an ihrer "Schaltschwelle" zu betreiben, was beim
Aufladen des Elkos aber ja der Fall ist. (oder gilt das für MOSFETs
nicht?)
Ich hoffe ihr könnt mir ein bisschen Licht ins Dunkel bringen und mir
sagen, ob meine Grundüberlegung richtig ist und wie man die
festgestellten Probleme am besten beheben könnte.
Gruß epsilon
Sorry, das habe ich vergessen dazu zu schreiben: In der Schaltung ist
bereits der MOSFET IRF510 verbaut und soll wenn möglich auch drin
bleiben. Da ich in meinem Schaltplanprogramm jedoch kein Symbol für
einen MOSFET gefunden habe, habe ich das eines Transistors genommen.
Ok,ich korrigiere mich. (schaltet doch, sorry)
Wenn der Schalter geschlossen ist liegen am Gate 0,7V an.
Wenn der Schalter öffnet lädt sich der 165µF auf Betriebsspannung auf,
und der FET schaltet allmählich durch.
Aber wenn dich ein kurzschließen des Kondensators stört,
schaltest Du einen 100 Ohm in reihe zur LED. Dann kannst Du den Strom
auf 12-15mA begrenzen.
Thomas B. schrieb:> Wenn der Schalter öffnet lädt sich der 165µF auf Betriebsspannung auf
Theorie, Berechnung und Praxis...
Wo gibt es einen 165 uF Kondensator (Elko) ????
Thomas B. schrieb:> und der FET schaltet allmählich durch.
Ist das für den jetzt genauso schlecht wie für einen Transistor, oder
macht das MOSFETs nichts aus? Abgesehen davon, könnte es dann nicht auch
sein, dass das Relais für einen kurzen Moment flattert?
> Aber wenn dich ein kurzschließen des Kondensators stört,
Das hört sich so an als ob das doch nicht so schlimm wäre ;) Wie gesagt,
habe das halt mal gehört, weiß aber nicht ob das für alle Kondensatoren
gleichermaßen gilt, oder ob das solchen mit relativ kleiner Kapazität
und Spannung nicht schadet.
> schaltest Du einen 100 Ohm in reihe zur LED.
Ich gehe mal davon aus du meinst in Reihe zu der 1N4148 Diode oder? Gut
und mit 100 Ohm wäre dann denke ich auch der Spannungsanstieg am Gate
vernachlässigbar.
Mani W. schrieb:> Wo gibt es einen 165 uF Kondensator (Elko) ????
Habe ja oben bereits geschrieben, dass ich dann einen mit einer
ähnlichen Kapazität (also 150uF oder 220uF) einbauen würde ;)
Alexander S. schrieb:> Kaufe ein fertiges KFZ-Relais (Wechsler) mit Einschaltverzögerung.
Das wollte ich eigentlich vermeiden, da ich dann ja noch ein Relais in
der Schaltung hätte (denn das was jetzt schon drin ist kann ich nicht
austauschen, da ich kein einstellbares verzögertes Relais gefunden habe
das genauso viel Strom schalten kann).
Oder siehst du ein gravierendes Problem bei der obigen Schaltung, das
nicht zu lösen ist ohne das ganze komplett anders aufzubauen?
epsilon schrieb:> Oder siehst du ein gravierendes Problem bei der obigen Schaltung
Prinzipiell funktioniert sie. Das langsame Einschalten des MOSFETs ist
natürlich nicht hübsch, in dem Moment entsteht einiges an
Verlustleistung und der MOSFET wird warm.
Die 1N4148 bekommt im Schalter-Zu Moment zu hohen Strom ab, da könnte
ein 100 Ohm Widerstand in Reihe helfen. Der Elko verträgt das schalten.
Durch die 100V des IRF510 hält die Schaltung die Widrigkeiten im
Bordnetz aus, das Gate wird durch die Trägheit der Elkospannung
geschützt, aber im verpolten Moment fliesst voller Strom durch
Freilaufdiode und MOSFET Bodydiode. Es kann sinnvoll sein, noch eine
400V Diode in Leitrichtung vor die Schaltung zu setzen.
ich persönlich mag keine Einschaltverzögerungen per RC Glied sondern
nehme dafür lieber einen kleinen Controller ala Attiny85. Das hat vor
allem den Vorteil, dass Du zum Einen die Zeiten sehr viel genauer
einstellen kannst und zum andern ein besser definiertes Verhalten bei
kurzzeitigen Spannungsabbrüchen hast. Wenn bei Deiner Schaltung die
Spannung kurz mal weg ist (z. B. Zündung aus und gleich wieder ein),
kommt es wieder zu einer Verzögerung - allerdings ist deren Dauer
praktisch nicht vorhersagbar, da sie vom Grad der zwischenzeitlichen
Entladung des Kondensators abhängt. Mit einem Controller kannst Du auch
dafür ein definiertes Verhalten erreichen. Das (potentiell schlechte)
langsame Durchschalten des MOSFETs wurde ja schon genannt. Auch das
lässt sich per Controller besser machen.
Alternativ kannst Du da auch schon fertig bekommen (z. B.
http://shop.cboden.de/Erweiterungen-Zubehoer/Einschaltverzoegerung.html)
Ob das auch für das KFZ-Bord taugt, weiß ich aber nicht. Aber vielleicht
kannst Du die Schaltung als Grundlage benutzen.
Michael B. schrieb:> Das langsame Einschalten des MOSFETs ist> natürlich nicht hübsch, in dem Moment entsteht einiges an> Verlustleistung und der MOSFET wird warm.
Das Relais in meinem Fall hat ja nur eine Stromaufnahme von ca. 130mA
daher sollte sich die Wärmeentwicklung ja in Grenzen halten, oder kann
man diese Schlussfolgerung in Abhängigkeit von der Stromstärke hier
nicht so einfach ziehen?
Hat das langsame Einschalten bis auf die Wärmeentwicklung sonst noch
irgendwelche negativen Auswirkungen auf den MOSFET?
Michael B. schrieb:> Die 1N4148 bekommt im Schalter-Zu Moment zu hohen Strom ab, da könnte> ein 100 Ohm Widerstand in Reihe helfen. Der Elko verträgt das schalten.
Jup, den werde ich auch noch einbauen, hat Thomas weiter oben ja auch
schon vorgeschlagen. Damit erübrigen sich ja dann auch meine Bedenken
bzgl. Kurzschluss des Elkos.
Michael B. schrieb:> aber im verpolten Moment fliesst voller Strom durch> Freilaufdiode und MOSFET Bodydiode.
Was meinst du hier mit "im verpolten Moment"?
@doedel
Ich hatte auch schon darüber nachgedacht das Ganze evtl. anders zu
lösen, jedoch sind die von dir genannten Einschränkungen (bis auf das
langsame Durchschalten des MOSFETs) hier für diesen Fall nicht so
tragisch. Deshalb erscheint mir die Lösung mit einem Mikrocontroller für
den einfachen Zweck halt ein bisschen später als sofort Einschalten
ein bisschen "overkill".
Aber trotzdem Danke für die Anregung, vielleicht in der Zukunft mal
nützlich :)
Also wenn das langsame Durchschalten des MOSFETs jetzt kein
K.O.-Kriterium für den ganzen Aufbau ist, würde ich diesen dann wie im
angehängten Bild zu sehen erweitern.
Seht ihr da dann bis auf die bereits angesprochenen Probleme noch
weitere Schwierigkeiten oder sollte das dann so klappen?
Danke nochmals für euer Feedback
Gruß epsilon
epsilon schrieb:> Das Relais in meinem Fall hat ja nur eine Stromaufnahme von ca. 130mA
Macht bei halb-durchgeschaltetem MOSFET 0.39W, das schafft TO220 auch
ohne Kühlkörper.
> Was meinst du hier mit "im verpolten Moment"?
In einem KFZ Bordnetz können auch kurzzeitig negative Spannungen
auftreten
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23
doedel schrieb:> ich persönlich mag keine Einschaltverzögerungen per RC Glied sondern> nehme dafür lieber einen kleinen Controller ala Attiny85.
Das wäre dann die edlere Variante.
Man kann alles optimieren oder mehr Aufwand betreiben.
Aber ob sich das rentiert, für eine Einschaltverzögerung extra
ein Programmiergerät und Software zu besorgen ist eine andere Sache.
Es sei denn, der TO besitzt schon eines.
Eigentlich wäre das ein klassischer Fall für den 555, oder CMOS /CDxxxx.
Dann müsste man aber die Betriebsspannung aus dem Bordnetz recht sauber
halten.
Viele Wege führen nach Rom.
Gruß
Thomas
Edit:
Der Vorteil der einfachen RC-Variante ist,
dass sie recht gut mit der zickigen Bordspannung zurecht kommt.
Hallo Michael,
Danke für die Antwort. Nur interessehalber: Wie kann ich denn mit Hilfe
des Datenblattes die von dir angegebenen 0,39W berechnen und kann man
auch irgendwo rauslesen, wie warm das Gehäuse dann bei einer bestimmten
Umgebungstemperatur wird?
Außerdem Danke für den Link zum KFZ-Bordnetz, interessant zu wissen. Das
mit der einbrechenden Spannung beim Anlassen und der erhöhten Spannung
bei laufendem Motor war mir zwar bereits bekannt, aber dass sich ein
abfallendes Relais wirklich auf das ganze Bordnetz auswirkt war mir bis
jetzt nicht bewusst.
Wäre als die von dir bereits weiter oben angesprochene Diode vor der
gesamten Schaltung die 1N4004 geeignet?
epsilon schrieb:> Wie kann ich denn mit Hilfe> des Datenblattes die von dir angegebenen 0,39W berechnen und kann man> auch irgendwo rauslesen, wie warm das Gehäuse dann bei einer bestimmten> Umgebungstemperatur wird?
Du hast 130mA gesagt, die grösste Verlustleistung entsteht im MOSFET bei
halber Spannung (6V), dann fliessen aber nur noch 65mA.
Ein TO220 hat einen Tca von ca. 65 GradC/Watt, hält also 1 Watt ohne
Überhitzung aus.
So, die Schaltung funktioniert wie gewünscht. Bzgl. der Verzögerungszeit
habe ich einfach ein paar Kondensatoren durchprobiert und jetzt
letztendlich einen 47uF eingebaut.
Danke nochmal für alle Antworten und allen einen guten Rutsch!
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