Hallo, ich will mir einen primitiven Wechselrichter bauen. Also Rechteckspannung mit 50Hz(dem Verbraucher egal). Ich habe bei Pollin die IRF2804 Mosfets gesehen, und im Datenblatt entdeckt, dass das Gehäuse bis 75A bei 10V aushält (RDSon=0,002Ohm). Das macht 11,25W Verlustleistung, ist denke ich händelbar. Nur halten die Beinchen des TO220 den 75A aus? Ich will davon 4 Parallel verbauen. Und das ganze an einem neubewickelten Trafo, mit Mittelanzapfung auf der Primärseite, einsetzen. (Also insgesamt 8 Mosfets) Die primärseite soll von einem Autoakku gespeißt werden (100A Spitzenstrom), welcher zum Tatzeitpunkt nicht im KFZ oder an einer Ladeanlage hängen wird! Mit den eben genannten und erschätzten Werten fließt pro "Halbwelle" max. 25A durch den Halbleiter. Die ganze Konstruktion ist gefährlich und wird nur draußen im Sekundenbetrieb verwendet. Doch ich wette so einfach wie ich mir das Vorstelle geht das nicht. Der Trafo war ein Schweißtrafo aus einem billig Einhöll-Baumarktgerät, wo die ALU-Leitungen durch Kupferleitungen ersetzt wurden (mit anderer Windungszahl versteht sich). MfG Robert
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Beinchen messen, Widerstand berechnen, Urteil bilden. (oh Gott, wenn er wüsste wie dünn die Bondingdrähte sind :)
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Robert V. schrieb: > Nur halten die Beinchen des TO220 den 75A aus? Die "Beinchen" ganz sicher, aber ob die Bonddrähte vom Beinchen zum Chip das vertragen ist eine gaaanz anderes Frage. Je nach Qualität der Fälschung hast Du entweder einen spindeldürren Draht drin oder mehrere ordentliche parallel gebondet! Ach ja: Mit Glück bekommst Du auch ein Original ;-) Old-Papa
OK, danke daran dachte ich garnicht. RDSon ist eine Lüge?!? Ich werde sie vielleicht kaufen und die Schaltung aufbauen. Anschließend Spannungsabfall messen und Preis-Leistungsverhältnis beurteilen (<12€ insgesamt) Gibt es bewährte KFZ-Mosfets oder Solid-State-Relais für solche Zwecke? Bis 30€-40€ würde ich schmerzfrei gehen können. MfG
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Ich hab eine Vollbrücke mit jeweils 4 parallel geschalteten IRFB3077 (pakage limit 120A) gebastelt und durch den ach so tollen und mega-gehypten Scheiß-IC HIP4081 - der genau solche Betriebszustände verhindern sollte - kam es beim Testbetrieb mit 48V zu einer Fehlsteuerung der Brücke, so daß obere und untere FET-Parallelschaltung gleichzeitig leitete. Dabei hat's ein Verbindungskabel zwischen den Bleiakkus zerfetzt, die FETs haben das spurlos überlebt obwohl die noch nicht mal auf einem Kühlkörper waren. Mit zwei guten alten IR2110 läuft das Ding übrigens bis heute fehlerfrei.
Robert V. schrieb: > RDSon ist eine Lüge?!? Die Zahl selber lügt nicht. Nur kannst du nicht direkt was anfangen damit, denn der RDSon ist der Widerstand zwischen Drain un Source /auf dem Die/. Du misst aber außen am Plastik an den Anschlussdrähten...
RDSon ist eine Funktion der Gatespannung. Die hervorgehobenen Werte im Datenblatt gehen von maximaler Gatespannung aus. Und temperaturabhaengig ist der RDSon auch noch
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Robert V. schrieb: > Mit den eben genannten und erschätzten Werten > fließt pro "Halbwelle" max. 25A durch den Halbleiter. Sollte klappen. Die 75A werden nicht erreicht und dafür sollte das Gehäuse ja eigentlich spezifiziert sein. Überstromerkennung ist aber trotzdem nicht die dümmste Idee. Ben B. schrieb: > ach so tollen und > mega-gehypten Scheiß-IC HIP4081 Ich verwende auch lieber den IR2110, der ist mögl. etwas unmoderner, aber läuft und läuft.
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> RDSon ist eine Funktion der Gatespannung. Die hervorgehobenen Werte im > Datenblatt gehen von maximaler Gatespannung aus. Und temperaturabhaengig > ist der RDSon auch noch Es geht doch um den Querschnitt der Anschlussbeinchen. Und der ist < 1mm². Eigene Erfahrung: Beim TO-220-Gehäuse sind 20 A möglich. (Beispiel von früher: Der Si-Transistor BUX 20 für 50 A hat ein modifiziertes TO-3-Gehaüse mit dickerem Emitteranschluss.)
Robert V. schrieb: > Doch ich wette so einfach wie ich mir das > Vorstelle geht das nicht. Der Trafo war ein Schweißtrafo aus einem > billig Einhöll-Baumarktgerät, Die Wette dürftest du gewinnen. Wenn die Halbleiter abgebrannt sind, könntest du erahnen, dass es ausser dem Trafo noch andere Induktivitäten gibt und wo sie versteckt sind.
Ich hab jetzt auch noch nie Wechselrichter gebaut, aber ich bin mir nicht sicher, ob ein Schweißtrafo überhaupt das geeignete Mittel ist. Ein Schweißtrafo ist prinzipiell so gebaut, dass er hohe magnetische Streuung aufweist, die dazu führt, dass der Kurzschlussstrom relativ klein ist. Bei einem Wechselrichter will man das aber unter Umständen nicht so wirklich. Es würde dir allerdings im Falle eines Kurzschlusses auf der Sekundärseite (in dem Fall die Hochspannungsseite) wiederum dienlich sein, da auch dann die Ströme vielleicht nicht völlig aus den Fugen geraten. Wenn die MOSFETs so gut wie nichts kosten, dann würde ich möglichst viele davon parallel schalten ... nur um sicher zu gehen und außerdem eine Sicherung noch irgendwo platzieren. Grüße FireHeart
70/75 A sind bei den Beinchen durchaus drin. Ich würde mir aber sorgen machen, das Gehäuse auch im Betrieb bei 25°C zu halten. Denn genau dafür gelten die 70/75 A ja. Ich kenne keinen praktischen Aufbau, der das schafft.
@Hp. M: Bitte verrate mir was du meinst? ...Vielleicht, wenn eine Rechteckhalbwelle induziert wird, wird die ja auch über den magnetischen Kreis auf der anderen Seite der Mittelanzapfung eine Spannung entstehen, oder?
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Robert V. schrieb: > Der Trafo war ein Schweißtrafo aus einem > billig Einhöll-Baumarktgerät, wo die ALU-Leitungen durch Kupferleitungen > ersetzt wurden (mit anderer Windungszahl versteht sich). Hallo Robert! Zu den Transistoren kann ich dir nicht sagen, aber zum Trafo möchte ich dich vorwarnen Ein "richtiger" Schweißtrafo ist ein Streufeldtransformator und damit kein "normaler" Trafo. Der Stromanstieg beim Kurzschluss soll weich weitergegeben werden damit nicht jedesmal die Sicherung fliegt. Ein Streufeldtrafo macht im Gegensatz zu normalen Trafos alles anders: Hohe Leerlaufspannung und begrenzter Kurzschlusstrom. Ein "normaler" Trafo mit zusätzlicher Drossel kann als Schweißtrafo laufen, aber ein Streufeldtrafo ist beides in einem (=kompakter und weniger Rohmaterial), oft mechanisch verstellbar oder mit Anzapfungen für einstellbaren Strom. Ob die Aluwicklung mit höherem Leitungswiderstand mithelfen sollte den Strom zu regeln oder nur aus Gewichtsgründen statt Kupfer verbaut wurde kann ich nicht sagen. Du hast sie ja eh ersetzt. "Irgendwas" wird jeder Trafo auf der Sekundärseite liefern, aber wundere dich nicht wenn die Ausgangsspannung bei Last einknickt. Trotzdem wünsch ich dir viel Erfolg bei deinem Projekt. Detlev
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Danke Detlev. Ich habe eben versucht den Trafo mit FEMM zu simulieren. Links die 80A Schweißstromstellung (Obwohl ich der Meinung bin das der "Kern" nicht komplett fehlte. Rechts ist die 40A Schweißstromstellung Der Trafo hatte zwei geblechte Stahlteile, welche man mit der Spindel zwischen die Spulen schieben konnte. So wurde der magnetische Fluss geteilt. Bei der 80A Stellung(volle power...) waren die Bleche rausgezogen. bei 40A waren sie im trafo versenkt. Original waren auf der Primärseite ca. 270 Alu-Wicklungen. Durchmesser müsst ich noch mal nachgucken. Auf der Sekundärseite sind ca 55 Windungen ~8mm², immerhin rechteckig. Alles Kupferoptik. Der Trafo ist aus zwei Blechpackethälften welche oben und unten dezent zusammengeschweisst wurden (WIG). Wenn ich den nochmal Wickeln müsste würde ich die Schweißnähte auftrennen. Ich werde die Tage weitermachen. Danke schon mal an euch.
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Hallo Robert, Mensch ist das lange her daß ich sowas gemacht habe... Meine Elektronikerausbildung ware 1992 zuende, seither nicht mehr als solcher gearbeitet, nur ein bischen Hobby. Ich spreche aber aus eigener Erfahrung weil ich mal ein längsgeregeltes Netzteil aus einem Schweißtrafo bauen wollte. Die hohe Leerlaufspannung zwang mich zur Nutzung von Elkos mit sehr hoher Spannungsfestigkeit, die hohe Lastabhängigkeit führte am Ende zu einem bescheidenen Netzteil mit 0-20V und 0-3 A. LM723 mit vorgeschalteter Längsregelung runter auf 25 Volt... eine gute Heizung die das Werkzeug in der Umgebung vor Rost schützte. 2 Blechpakethälften, dann sind das zwei "E" mit den Nasen aneinander geschweißt? Die Schweißnaht kann man auftrennen, allerdings sind danach die Bleche meist ruiniert weil sie nicht mehr plan sind. Da muß man eher mit Feile und 'nem Dremel als mit einer Flex dran. Ein Freund wollte damals aus einem Schweißtrafo einen Wechselrichter machen. Hat dann aber glaube ich den Trafo einer Mikrowelle neu gewickelt. Ob er mit den damals üblichen 2N3055 weit gekommen ist weiß ich nicht mehr.
> 70/75 A sind bei den Beinchen durchaus drin.
Die haben maximal 0,9*0,6mm²=0,54mm² Querschnitt.
Dann fliessen also 130A pro mm². Sportlich.
Elektrofan schrieb: >> 70/75 A sind bei den Beinchen durchaus drin. > > Die haben maximal 0,9*0,6mm²=0,54mm² Querschnitt. > > Dann fliessen also 130A pro mm². Sportlich. Ja und? Wie hoch wird der zu erwartende Spannungsabfall sein und mit wieviel "Watt" wird das Beinchen dann belastet? Oder habe ich einen Denkfehler? Old-Papa
Elektrofan schrieb: > Sportlich. Du hast ja meinen Post sicher gesamt gelesen. Dann ist dir sicher nicht entgangen, dass ich das auch für sportlich halte ;)
> Wie hoch wird der zu erwartende Spannungsabfall sein und mit wieviel > "Watt" wird das Beinchen dann belastet? Aus Cu ist der Draht nicht; also mal doppelt soviel Widerstand wie bei Cu angenommen; die 130 A fliessen durch 2 Drähtchen à 1 cm, nicht übers Gehäuse: R = 2 * 0,034 Ω*mm²/m * 0,01 m /(0,54 mm²) = 1,26 mΩ P = I²*R = (130 A)² * 1,26 mΩ = 21 W Das bleibt also sportlich, die Wärmeausdehnung der Drähtchen wird ggf. durch die weich werdenden Lötstellen aufgefangen ...
Elektrofan schrieb: > Aus Cu ist der Draht nicht Das kann man so pauschal, nicht sagen. Durchzwicken und gugen.
Die Rechnung stimmt natürlich nicht, es sind nur 5 W, weil ja auch "nur" 70 A fliessen - theoretisch geht's also ...
Elektrofan schrieb: > Aus Cu ist der Draht nicht Die Anschlüsse und die Kühlkörperplatte sind aus Kupfer (verzinnt und/oder vernickelt), die Bonddrähte aus Aluminium, was ebenfalls recht gut leitet. Elektrofan schrieb: > Die Rechnung stimmt natürlich nicht, es sind nur 5 W, weil ja auch "nur" > 70 A fliessen - theoretisch geht's also ... Ich komme auf 6 W für beide Anschlüsse zusammen, also 3 W pro Anschluss. Vielleicht hält man die Anschlüsse auch etwas kürzer, bspw. 5 mm, dann sind es nur noch 1,5 W. Beim Drain-Anschluss ist das unkritisch, da dieser vom Kühlkörper mitgekühlt wird. Der Source-Anschluss hingegen wird hauptsächlich durch das Kupfer auf der Platine und die umgebende Luft gekühlt (ein Bisschen auch noch durch das Kunststoffgehäuse, das auch kein ganz schlechter Wärmeleiter ist). Macht man also die Leiterbahnen auf der Platine entsprechend breit und dick (was man angesichts der 70 A sowieso tun wird), bekommt man die Verlustleistung an den Drähten schon einigermaßen in den Griff. Natürlich ist da nicht beliebig viel Reserve übrig, deswegen stehen die im Datenblatt angegebenen 75 A ja auch in der Tabelle "Absolute Maximum Ratings". Üblicherweise versucht man, diese Granzwerte deutlich zu unterbieten.
Kühlkörper und Beinchen sind aus Kupfer. Habe mich wegen örtlicher Verfügbarkeit für den IRF3505 entschieden. Heute habe ich mal einen Plan gemacht, mit der Hoffnung nicht allzuviele Fehler gemacht zu haben. T5 und T10 sollen jeweils noch 3 Parallelmosfets kriegen. Damit steigt die Gatekapizät auf das Vierfache. Ich kann es nicht einschätzen , ob die Schaltung das schafft. T1,T2,T6,T7 sollen verhindern, das ein Kurzschluss entsteht. Das ganze soll mit einem AVR angesteuert werden und bekommt noch eine Vorstufe, wegen der 5V/12V Pegel.
1 | R1,R2,R3,R4 4,7 KOhm ? |
2 | |
3 | R5,R6 0 bis 100 Ohm ? (8x) |
4 | |
5 | T1,T2,T6,T7 BC337 ? |
6 | |
7 | T3,T4,T8,T9 STP16NF06L |
8 | |
9 | T5,T10 IRF3505 (8x) |
10 | |
11 | .---------------------------------------------------. ,- |
12 | | )|( |
13 | 12V | )|( |
14 | o------------------------o-------------)---------------------------------o-----------------. , |
15 | | | | )|( |
16 | | | | )|( |
17 | ||-+ T3 | | .---' '- |
18 | 1An ||<- | ||-+ | |
19 | o--o------------o-----||-+ | ||<- T8 | |
20 | | | | R5 ||-+ .----o--------------o-----||-+ | |
21 | | | | ___ ||<- T5 | | | | R6 ||-+ |
22 | | |/ T2 o---|___|--||-+ | | | | ___ ||<- T10 |
23 | | .---| | | | | |/ o---|___|--||-+ |
24 | | | |> | | | | .-| T7 | | |
25 | | | | ||-+ T4 | | | | |> | | |
26 | 1Aus| | | ||<- | | | | | ||-+ | |
27 | o--)---o--o-----)-----||-+ | | | | | ||<- T9 | |
28 | | | | | | | | .--)----o-----)---)-----||-+ | |
29 | | | | | | | | | | | | | | | |
30 | | |/ T1| | | | | | | | | | | | |
31 | o-| | | | | | | | |/ T6 | | | | |
32 | | |> | | | | | | o--| | | | | |
33 | .-. | .-. | | | | | | |> | | | | |
34 | R1| | | | |R2 | | | | | | | .-. | | | |
35 | | | | | | | | | | | .-. | | | | | | |
36 | '-' | '-' | | | | | | | | | |R4| | | |
37 | 2An | | | | | | | | | |R3 | '-' | | | |
38 | o--)---)--)-----)--------)-------------) ---' | '-' | | | | | |
39 | 2Aus| | | | | | | | | | | | | |
40 | o--)---)--)-----)--------)-------------) -----' | | | | | | |
41 | | | | | | | | | | | | | |
42 | 0V | | | | | | | | | | | | |
43 | o--o---o--o-----o--------o-------- --o---------o----o-----o---o--------o-------------o-----o |
44 | |
45 | (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de) |
Das sieht der Endstufe meines Trace Engineering Wechselrichters gar nicht so unähnlich. Dir fehlen natürlich noch die dicken Elkos auf der +12V Schiene und es lohnt sich, mal die Gegen-EMK des Trafos zu beobachten, denn die Abschalterei der Windung könnte ganz nette Spitzen erzeugen. Es könnte auch sinnvoll sein, die Speisung der Treiber etwas mehr von der Leistungsschiene abzukoppeln, denn wenn die Spannung da einbricht, sind die Endstufen evtl. im 'linearen' Bereich. Wenn das alles schön mit fettem Draht und grosszügiger Masse verkabelt wird, könnte das klappen. Bei solchen Strömen könnte man auch um die 12V Speisung des Trafos einen Hallsensor zur Stromüberwachung legen: Beitrag "Re: Quick&dirty - schnelle Problemlösungen selbst gebaut"
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