Akkuwächter-Fet statt Relais für Lasten bis 150A

Hallo Florian,

in Prinzip, ja (d. h., es funktioniert und es gibt 
Verbesserungsvorschläge):

1. Wenn ich schreiben würde, dass der BUZ11 als Treiber wie mit Kanonen 
auf Spatzen schießen wäre, wäre das arg untertrieben. Mit Kanonen auf 
Mücken kommt eher hin. Ein Kleinleistungs-Transistor, FET (z. B. BS170) 
oder ein BJT (BC547 oder tausende andere) wäre angemessen.

2. Ein Spannungsteiler im Eingang (BJT: 10k:1k, FET: 10k:10K), beim FET 
vielleicht mit einer Schutz-Zenerdiode, könnte Schäden bei Transienten 
auf der Betriebsspannung verhindern.

3. 100 kOhm ist seht hochohmig. Am Eingang des Treibers mag das noch 
einigermaßen angemessen sein, bei den Leistungs-FETs würde ich wegen der 
hohen Gate-Kapazitäten und eventuellen Leck- und Kriechströmen auf 1 
KOhm reduzieren.

4. Die o. g. Transienten sind generell ein größeres Problem in 
Fahrzeugen. Auch die Gates der Leistungs-FETs sind bei deiner Schaltung 
ungeschützt. Dass es im Prinzip funktioniert ist irrelevant, wenn es nur 
eine Weile bzw. im Laboraufbau funktioniert. -> Gate(s) über 1 kOhm in 
Reihe ansteuern, ZD von Gate nach Source.

5. Der IRF4905-Link ist falsch, aber den IRF4905 halte ich für gut 
geeignet. 2 oder mehrere davon parallel schalten ist in Ordnung, das 
kann man mit FETs gut machen.

6. Du musst mehrere parallel schalten, denn 20 s ist defakto 
Dauerstrom und dafür sind mindestens 2 FETs (148 A) erforderlich, eher 
aber 4 FETs sinnvoll.

Uwe

Old P. schrieb:
> Hmmm, das mag im Prinzip so gehen, doch besser wäre in jedem Fall ein
> gutes KFZ-Ralais.
Frage lesen:
Florian G. schrieb:
> Augenscheinlich sind die Ausgänge für den Anschluss
> von Lastrelais ausgelegt, diese verbrauchen mir aber zu viel Strom.

Old P. schrieb:
> Wenn Du mehrere FETs parallel betreibst, dann muss Du für einen
> Ausgleich der immer bestehenden Exemplarunterschiede sorgen.
Das ist hier, also im Schaltbetrieb, nach meiner Meinung (und das ist 
nicht nur eine Meinung, sondern ich verstehe auch, warum das so ist) 
nicht erforderlich. Das sehen auch Andere so: 
Beitrag "MOSFETs parallel schalten"

Uwe

vielen Dank für die Kommentare. Ich muss mal gerade nach Transienten 
googeln.

Florian G. schrieb:
> Augenscheinlich sind die Ausgänge für den Anschluss von
> Lastrelais ausgelegt, diese verbrauchen mir aber zu viel Strom. [...]
>
> Die Schaltleistung sollte bei 150A liegen.

Das ist natürlich Humbug. Wenn du 150 Ampere verbrauchst, musst du nicht 
an 1 A für das Relais sparen. Mit zwei IRF4905 würde man übrigens mehr 
verheizen, als in einem Relais.
Rechne doch mal aus wieviel Leistung in den MOSFETs hängen bliebe.

Die Schaltung von so einem Strom mit MOSFETs ist nicht trivial, du 
brauchst fette Treiber, eine Schutzschaltung vor Spannungsspitzen und 
sicher ein paar Versuche bis die Schaltung läuft.

Ich habe das in meinem Wohnmobil mit BTS555 realisiert!

@ Uwe Beis (uwe_beis)

herzlichen Dank für das fundierte Komentar.
Ich habe vergessen zu erwähnen, dass die 18V Schiene recht gut 
stabilisiert ist. Da hängt nur der Akkuwächter dran. Dieser ist nur sehr 
hochohmig >>100k mit dem Akku verbunden. Der Spannungsteiler am Eingang 
tut ja aber nicht weh, mache ich also.

Die Ansteuerung der p-Kanal Fets habe ich noch nicht ganz verstanden.

Wenn ich das richtig verstanden habe, empfehlen Sie

VCC  VCC
|     |
1k    ZD
|     |
|----------Gate
|
1k
|
BJT
|
Ground

Dann hat das Gate aber nur noch 5V. Reicht das aus, um den IRF4905 voll 
durchzuschalten?

Geht es vielleicht mit 10k:

VCC  VCC
|     |
10k    ZD
|     |
|----------Gate
|
1k
|
BJT
|
Ground

@  Ichbin (Gast)

Die IRF4905 wollte ich auf eine 2-lagige Platine löten. Drain auf die 
eine Seite, Source auf die andere.


@ Old Papa (old-papa)

die 150A Relais, die ich gefunden habe, verbrauchen alle >200ma. Das 
sind 14,4 Ah in 3 Tagen. Nur für den Akkuwächter, das ist mir zu viel. 
Theoretisch könnte man bipolare Relais verwenden. Die Ansteuerung ist 
aber nicht ganz einfach, v.a. wenn sie auch im Fehlerfall sicher 
ausschalten sollen.

@ Michael S. (e500)

super, nach kurzem Blick in das Datenblatt.

Schaue ich mir heute Abend mal in Ruhe an.

Sascha schrieb:
> Thermisch koppeln

Aber wäre das hier nicht sogar kontraproduktiv? Gut, ich meine, es wäre 
zwar kein "no go", weil sich die leichten Unterschiede beim Rds(on) kaum 
besonders stark auswirken würden, aber der...

Ichbin schrieb:
> positiven TK

...verlöre die genannte "Symmetrierwirkung".

Mal zurück zu Relais vs. FET: Meines Wissens liegt der Kontaktwiderstand 
von Leistungsrelais (zumindest kalt / beim Einschalten) doch unter 
2mOhm.
Und das müßte man schon unterbieten, auf z.B. 1mOhm mit min. 3 
parallelen...

http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BSC030P03NS3G-DS-v02_01-en.pdf?fileId=db3a30431d8a6b3c011d90d084910435

@Alfred B. (alfred_b979)

Es geht mir nicht um den Kontaktwiderstand, der fällt ja nur kurzzeitig 
ab,  sondern um den Spulenstrom.

Jetzt verstehe ich etwas nicht ganz. Der Spulenstrom würde doch auch nur 
verbraucht, solange das Relais angezogen bliebe, oder nicht?

Ich dachte, Dir ginge es darum, auch in den nur 20 sek. nur einmal 
das/die Gate/s je einmal auf- und entladen zu müssen. Und evtl. halt als 
Zuckerl noch weniger Leit-Verluste haben zu können.

Was anderes: Also außer den manchmal bis zu 150A, und das recht selten, 
und nur max. sek. lang, passiert nix?

Michael S. schrieb:
> mit BTS555 realisiert!

Feine Sache, denke ich. Sein Geld wohl locker wert, da relativ günstig.

Ich halte die Idee mit dem BTS555 auch ganz klar für die beste, nur der 
Vollständigkeit halber:

Florian G. schrieb:
> Geht es vielleicht mit 10k:
>
> VCC  VCC
> |     |
> 10k    ZD
> |     |
> |----------Gate
> |
> 1k
> |
> BJT
> |
> Ground

Ich meinte:

 VCC    VCC
 |       |
 1k      ZD
 |       |
 |---1k--------Gate
 |
 |
 BJT
 |
 Ground

Mach unbedingt ein Foto vom ersten Aufbau, bevor du ihn in Betrieb 
nimmst.

Alfred B. schrieb:

> Ich dachte, Dir ginge es darum, auch in den nur 20 sek. nur einmal
> das/die Gate/s je einmal auf- und entladen zu müssen. Und evtl. halt als
> Zuckerl noch weniger Leit-Verluste haben zu können.

Da haben wir uns missverstanden. Die Wohnwagenbatterie versorgt alle 
Verbraucher. Der Akkuwächter soll eine Tiefentladung der Batterie 
verhindern. D.h. das Relais wäre angezogen bis der Akku leer wäre 
(einige Tage) auch wenn nur einige LEDs brennen. Nur der max Strom von 
150A fließt für Sekunden.

Uwe B. schrieb:
> Ich halte die Idee mit dem BTS555 auch ganz klar für die beste,


ich auch, geniales Stück Silizium





Alexander S. schrieb:
> Mach unbedingt ein Foto vom ersten Aufbau, bevor du ihn in Betrieb
> nimmst.

Mach ich, aber bei dem BTS555 ist ja schon fast alles integriert. Der 
zusätzliche Schaltungsaufwand hält sich ja sehr in Grenzen.

@ alle
Ganz ganz vielen Dank an alle Beteiligten. Ihr habt mir sehr geholfen. 
Tolles Forum.

Ergänzung: Achte bei den BTS555 auf seriöse Quellen.
Die werden teilweise aus China angeboten, was da drin ist ist ALLES, 
aber KEIN BTS555.

Bei seriösen Händelern kaufen schützt aber davor.

Wirklich genial das Ding nur der Sense-Ausgang ist kaum zu gebrauchen.