Hallo
Ich experimentiere gerade ein bisschen mit meinem Arduino. Habe eine
Schaltung gebaut in der ich das Arduino Board über einen BUZ11 eine
Lampe schalten lasse. Zusätzlich misst ein ACS712 die über den
Lampenkreis läufende Stromstärke und ist so programmiert dass wenn ein
Kurzschlussstrom detektiert wird der BUZ11 abgeschaltet wird. So weit so
gut. Leider wird der BUZ11 nach dem abschalten im Kurzschlussfall
ziemlich heiß. Ergo er kann den Kurzschlussstrom nicht ab. Klar könnte
ich anstatt des BUZ11 auch einfach ein Relais nehmen das galvanisch
trennt, aber ich würde das gerne mit einem FET oder ähnlichem lösen.
Kenne mich da aber leider nur ziemlich rudimentär aus. Was muss ich da
für einen Baustein nehmen? Kann mir jemand einen Tip geben?
Gruß Uli
Uli schrieb:> Leider wird der BUZ11 nach dem abschalten im Kurzschlussfall> ziemlich heiß.
und was stört dich daran? Nach dem abgeschaltet ist kühlt er doch wieder
ab oder bleibt er bei dir warm?
Wie schnell schaltest du denn ab? Immerhin musst du erst den Strom
messen und dann erst den Ausgang abschaltet. Dann eventuell noch ein zu
großen Widerstand und schon dauert es ein paar 100ms und in dieser Zeit
fließt der große Strom.
Uli schrieb:> Ich experimentiere gerade ein bisschen mit meinem Arduino. Habe eine> Schaltung gebaut in der ich das Arduino Board über einen BUZ11 eine> Lampe schalten lasse. Zusätzlich misst ein ACS712 die über den> Lampenkreis läufende Stromstärke und ist so programmiert dass wenn ein> Kurzschlussstrom detektiert wird der BUZ11 abgeschaltet wird.> Leider wird der BUZ11 nach dem abschalten im Kurzschlussfall> ziemlich heiß. Ergo er kann den Kurzschlussstrom nicht ab.
Naja, wenn Du das über den langsamen Arduino machst, ist das ja
auch kein Wunder. Solche Schaltungen baut man analog auf, damit
sie schnell genug reagieren.
Uli schrieb:> ich denke dass der arduino schnell genug ist.
naja, kommt wohl auf deine Stromversorgung an. Wenn sie kräftig genug
ist, wird wohl zu erst etwas wegbrennen bevor der Arduino reagiert.
> Warm wird das ja erst wenn der Arduino schon längst abgeschaltet hat.
dann hast du wohl ein Schaltungsfehler.
Uli schrieb:> ich denke dass der arduino schnell genug ist. Warm wird das ja erst wenn> der Arduino schon längst abgeschaltet hat.
Hallo,
ist die Last dann auch wirklich von der Betriebsspannung getrennt ?
Das klingt nämlich so, als wenn du den Mosfet nicht richtig zu bekommst.
Wenn er in nicht hochohmig genug ist, fließt dennoch ein Strom, auch
wenn deine Lampe optisch natürlich "aus" ist, da der Strom nicht reicht,
um sie zu Leuchten zu bringen.
Bei hoher Betriebsspannung und dem besagten Reststrom bleibt viel
Leistung am Mosfet kleben.
Gruß
Migelchen
Uli schrieb:> Hier mal der Schaltplan
Hast du auch die Masse vom Andruino an deine Schaltung angeschlossen?
Das sieht man auf dem Schaltplan nicht so recht...
Uli schrieb:> Warm wird das ja erst wenn der Arduino schon längst abgeschaltet hat.
Was heißt "längst"? Eine Woche später? Oder eine Minute? Oder 5
Sekunden?
Und wie sieht das "Abschalten" aus? Welche Ugs hast du im
"abgeschalteten" Zustand?
BTW: der BUZ11 schaltet mit 5V Ugs nicht so richtig durch. Das ist dir
bewusst?
Uli schrieb:> Leider wird der BUZ11 nach dem abschalten im Kurzschlussfall> ziemlich heiß.
Solange du keine größere Induktivität in der Leitung hast, hat der
Arduino überhaupt keine Chance, den BUZ11 nach Messung eines zu hohen
Stromes rechtzeitig abzuschalten. Dann muss anderweitig dafür gesorgt
werden, dass bei einem Kurzschluss der Strom die Grenzen des BUZ (und
des ACS712) nicht überschreitet, z.B. durch ausreichend hohen
Innerwiderstand der Quelle oder durch ausreichend hohe
Leitungswiderstände.
Uli schrieb:> Ergo er kann den Kurzschlussstrom nicht ab.
Wie groß ist denn dein Kurzschlussstrom?
Lothar M. schrieb:> BTW: der BUZ11 schaltet mit 5V Ugs nicht so richtig durch. Das ist dir> bewusst?
Vermutlich nicht. Selbst in durchgeschaltetem Zustand wird die alte
Möhre bei 5V Ugs noch richtig Verlustleistung produzieren.
@TE: Nimm da mal einen IRLZ34/44, dann sieht das etwas besser aus und
verwende den Analog Komparator des AVR, um interruptgesteuert die
Überstromerkennung zu lösen.
Lothar M. schrieb:> Hast du auch die Masse vom Andruino an deine Schaltung angeschlossen?> Das sieht man auf dem Schaltplan nicht so recht...
Masse der Schaltung ist am Arduino angeschlossen. Würde ja sonst
garnicht funktionieren.
Matthias S. schrieb:> @TE: Nimm da mal einen IRLZ34/44, dann sieht das etwas besser aus und> verwende den Analog Komparator des AVR, um interruptgesteuert die> Überstromerkennung zu lösen.
Das werde ich mal probieren. Den Analogkomperator kannte ich garnicht.
Wieder was gelernt. Super
BTW. Gibts eine andere Lösung für dieses Problem? Habe mir mal Hot swap
controller und circuit breaker ic´s angesehen. Ist mir aber zu
aufwendig. Zumal ich bis zu zehn Stromkreise überwachen will.
Uli schrieb:> Ist mir aber zu> aufwendig. Zumal ich bis zu zehn Stromkreise überwachen will.
Du kannst immer noch den guten alten Shunt im Source Kreis benutzen und
damit einen NPN Transistor durchsteuern, der das Gate gegen Masse zieht.
Der Shunt wird so dimensioniert, das an ihm bei Überstrom 0,7-0,8V
abfallen, die dann den Transistor in Emitterschaltung durchsteuern.
Kollektor des Transistors geht an den Erroreingang des MC und bekommt
einen Pullup für alle Kreise gemeinsam. Wenn einer der Transistoren
(oder auch mehrere) durchsteuern, geht der Error auf low und damit
kannst du z.B. einen Pinchange Interrupt auslösen.
Matthias S. schrieb:> Du kannst immer noch den guten alten Shunt im Source Kreis benutzen und> damit einen NPN Transistor durchsteuern, der das Gate gegen Masse zieht.> Der Shunt wird so dimensioniert, das an ihm bei Überstrom 0,7-0,8V> abfallen, die dann den Transistor in Emitterschaltung durchsteuern.> Kollektor des Transistors geht an den Erroreingang des MC und bekommt> einen Pullup für alle Kreise gemeinsam. Wenn einer der Transistoren> (oder auch mehrere) durchsteuern, geht der Error auf low und damit> kannst du z.B. einen Pinchange Interrupt auslösen.>>
1
> +-------------LAST------+
2
> |
3
> MC Control G |- D
4
> >--------------------|
5
> |- S
6
> <---------| |
7
> MC Error C \ 1k |
8
> |-|===|----+
9
> E / B |
10
> | ---
11
> | | | Shunt
12
> | | |
13
> | ---
14
> | |
15
> GND--------+------------+
16
>
17
>
Da würde ich mit dem Kollektor gleich aufs Gate gehen, damit der
Strom garnicht erst so stark ansteigt. Die Meldung an den µC kann
ja trotzdem erfolgen, um mit leichter Verspätung die Ansteuerung
abzuschalten.
Harald W. schrieb:> Da würde ich mit dem Kollektor gleich aufs Gate gehen, damit der> Strom garnicht erst so stark ansteigt.
Habe ich auch erst vorschlagen wollen, aber damit kommt der MOSFet in
den linearen Bereich und muss dann richtig Leistung verbraten. Das kann
schon mal schiefgehen. Pinchange Interrupt sollte eigentlich immer
schnell genug sein, wenn man nicht gerade mit 32kHz taktet.
Matthias S. schrieb:>> Da würde ich mit dem Kollektor gleich aufs Gate gehen, damit der>> Strom garnicht erst so stark ansteigt.> Habe ich auch erst vorschlagen wollen, aber damit kommt der MOSFet in> den linearen Bereich und muss dann richtig Leistung verbraten. Das kann> schon mal schiefgehen. Pinchange Interrupt sollte eigentlich immer> schnell genug sein, wenn man nicht gerade mit 32kHz taktet.
Deshalb auch beides, dann liegt die hohe Verlustleistung nur kurz an.
Aber der Kurzschlussstrom wird vorher begrenzt.
Uli schrieb:> Kann mir jemand einen Tip geben?
Informierst du dich eigentlich NIE bevor du was zusammenbastelst ?
Uli schrieb:> Hier mal der Schaltplan
Ein BUZ11 benötigt 10V am Gate um voll durchzuschalten. Dein Arduino
liefert nicht mal 5V. Man braucht einen MOSFET-Treiber oder einen
LogicLevel MOSFET damit der MOSFET ausreichend weit durchgeschaltet wird
um den Strom laut Datenblatt auch zu vertragen.
UGS(th) ist die Spannung unter der er sicher AUSgeschaltet ist, dann
kommt erst mal die lineare Region, erst bei doppelter Spannung kann man
von durchgeschalett reden.
Harald W. schrieb:> Da würde ich mit dem Kollektor gleich aufs Gate gehen, damit der> Strom garnicht erst so stark ansteigt.
Und wie hoch soll die Verlustleistung im MOSFET dann sein ? Zwar hat Uli
NATÜRLICH nicht gesagt welcher Strom und Spannung, aber sagen wir 12V
und 55W, macht eine Überstromerkennung bei 5A. Wohin willst du die
dauernden 55W dann verheizen ?
Es ist richtig, daß eine solche Abschaltung SCHNELL erfolgen muss und
schnell heisst hier in Mikrosekunden, also möglichst direkt, unter
Umgehung des langsamen Microcontroller. Das könnte man mit einem
Thryistor erreichen.
1
+12V
2
|
3
(X)
4
|
5
uC --220R--+-----|I IRLZ34
6
| |
7
BRX45---+ (0.9V beim Zünden, leider Temperaturabhängig)
8
| |
9
| 0R22
10
| |
11
GND -------+------+-- 0V
Der Thyristor wird gesetzt bei Überstrom und zurückgesetzt wenn der
uC-Ausgang wieder auf LOW geht.
Wenn der MOSFET ausreichend überdimensioniert ist (siehe SOA Diagramm
mit Mikro- und Millisekundendigrammen) kann der ACS712 auch am
Komparatir des AVR einen Interrupt auslösen den man dann SOFORT bedient
(nicht mel Register pushen) um den MOSFET wieder auszuschalten.
Noch besser natürlich MOSFET-Treiber mit eingebauter Überstromerkennung
wie MIC5020/IR2121.
Oder low side protected switch wie BTF3050TE (vielleicht auch high
side).
