Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schalten von 24V/20A


von Patrick N. (sllents)


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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, mit mehreren Schaltern 
einen Modellbaumotor zu schalten.

Grundsätzlich hätte ich gerne 4 Schalter:
  - 1 mal am Eingang des Brushless-Reglers
  - 3 mal nach dem Regler, vor dem Motor

Versorgungsspannung vom Netzteil ist 24 Volt. Maximale Leistung beträgt 
480 Watt, also 20 Ampere Dauerstrom.
Um sicherzugehen, hätte ich gerne einen Schalter (MOSFET?), der 50 V und 
ein bisschen mehr Strom dauerhaft aushält.

Die Steuerspannung beträgt 24 V.

Schalten möchte ich grundsätzlich nicht hochfrequent, also sollte das 
kein Auswahlkriterium sein.
Außerdem ist es sehr wichtig, unter Last schalten zu können!


Im Anhang habe ich eine grobe Skizze zu meinem Vorhaben aufgezeichnet.

Wären hier MOSFETS die beste Methode, das Projekt umzusetzen? Brauche 
ich dann eigentlich noch Freilaufdioden oder hat das ein Regler schon 
eingebaut?

Link zum Motor: 
https://www.conrad.at/de/flugmodell-brushless-elektromotor-boost-90-pichler-kv-umin-pro-volt-280-1436825.html
Regler muss erst ausgesucht werden.


Vielen Dank schon einmal im Voraus,
liebe Grüße sllents

: Verschoben durch User
von Christian M. (Gast)


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S2...4 sind schwierig zu realisieren, und schlicht auch unnötig und 
unsinnig!

Gruss Chregu

von Patrick N. (sllents)


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Hi Chregu,

ich würde die Schalter S2, S3 und S4 nicht als unnötig bezeichnen. 
Vielleicht fehlt hier ein bisschen Information von meiner Seite, was ich 
damit machen möchte.

Ich habe jetzt noch ein Bild angehängt.


Der eingezeichnete Motor ist über eine Welle starr mit einem anderen 
Motor verbunden. Durch die Schalter S2, S3, S4 kann ich Back EMF Tests 
fahren, mit den Schaltern S5, S6, S7 Kurzschlusstests.

Im Grunde ist es ein Prüfstand für kleine Modellbaumotoren.


LG
sllents


PS: Vielleicht ist der Begriff Inverter in der Zeichnung falsch gewählt. 
Ist ein Regler.

: Bearbeitet durch User
von foobar (Gast)


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Die Schalter S2-S7 sind bereits im Inverter/Regler drin (dort mit 
bekannten Potentialen), du musst ihn nur dazu bringen, sie wie gewünscht 
zu schalten.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Das ist weder ein Inverter noch ein Regler, denn er invertiert nicht und 
regeln tut das Ding auch nichts, zumindest nicht wenn es nicht ein 
Heli-ESC mit Governor ist.
Motorsteller oder neudeutsch ESC ist der gesuchte Begriff.

Es ist wahrscheinlich am einfachsten, die Signale zwischen CPU und 
FET-Treiber in eine Logik einzuspeisen, die die beiden Signale "Aus" und 
"Bremse" da reindenkt.
Das sollte sich mit wenigen Bausteinen der 4000er-Serie machen lassen.

Alternativ wäre ein dicker High-Side-Switch am Batterieanschluss und 3 
Fette Relais bzw. ein Schütz für die Motorspulen.
FETs dürften da problematisch sein, wegen der Lageerkennung und 
Ansteuerung.

von Patrick N. (sllents)


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Die Logik der ESC zu hacken wäre sicher eine Option, das Problem dabei 
ist, dass ich Motor, sowie ESC austauschbar machen will.
Um da flexible zu bleiben, möchte ich die Schaltung extern gestalten.


Der Zeitpunkt des Öffnens (S2-S4) und Kurzschließen (S5-S7) sind nicht 
kritisch. Ich will einfach mit dem Motor fahren und dann öffnen oder 
kurzschließen. Oder was meintest du mit Lageerkennung?
Könntest du mir bitte die Ansteuerungsproblematik der FETs für S2-S7 
erklären?

LG und schon einmal danke für die zahlreichen Antworten!

von foobar (Gast)


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> Könntest du mir bitte die Ansteuerungsproblematik der FETs für S2-S7
> erklären?

Der Strom (durch z.B. S2) fließt mal in die eine, mal in die andere 
Richtung - ein einzelner FET reicht nicht aus, diesen Stromfluß zu 
blockieren.

von Gerd E. (robberknight)


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Muss S1 Highside sein, z.B. wegen Gefahr des Kurzschlusses mit 
Fahrzeug-/Gehäusemasse? Oder wäre auch Lowside möglich?

von foobar (Gast)


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Ich schrieb:
> [wieder mal nen Brain-fart]

Bitte ignorieren :-/

von hinz (Gast)


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Wenn die Schalter nicht besonders schnell sein müssen, dann nimm je zwei 
MOSFETs antiseriell, und zur Ansteuerung je Paar einen Optokoppler mit 
Photovoltaikausgang.
Wenns schneller sein soll, dann je Paar einen DC/DC-Wandler zur 
Versorgung, und einen Optokoppler mit Gatetreiberausgang.

von Patrick N. (sllents)


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Um sicher zu gehen, würde ich für S1 gerne einen Highside Schalter 
verwenden. Am liebsten wäre mir dafür ein Relais, um galvanisch getrennt 
zu sein.
Jedoch habe ich keine Ahnung, ob ich damit auch unter Last schalten 
kann.

von hinz (Gast)


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Patrick N. schrieb:
> Am liebsten wäre mir dafür ein Relais,

Dann nimm doch billige KFZ-Relais.

von Stefan F. (Gast)


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Ein Relais scheint mir vor dem Motor am Sinnvollsten zu sein, weil dort 
Wechselspannung anliegt.

von Patrick N. (sllents)


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Wären S1-S7 somit mit diesen Relais realisierbar?
https://at.rs-online.com/web/p/monostabile-relais/9156654/

von hinz (Gast)


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Patrick N. schrieb:
> Wären S1-S7 somit mit diesen Relais realisierbar?
> https://at.rs-online.com/web/p/monostabile-relais/9156654/

Aber sicher doch.

von Patrick N. (sllents)


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Was passiert, wenn ich den Motor schleppe und dadurch eine höhere 
Back-EMF Spannung induziere? Sagen wir mal 50 V.

Sind die Relais dann zum Wegwerfen?

von hinz (Gast)


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Patrick N. schrieb:
> Was passiert, wenn ich den Motor schleppe und dadurch eine höhere
> Back-EMF Spannung induziere? Sagen wir mal 50 V.
>
> Sind die Relais dann zum Wegwerfen?

Nein.

von sam (Gast)


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Patrick N. schrieb:
> Wären S1-S7 somit mit diesen Relais realisierbar?
> https://at.rs-online.com/web/p/monostabile-relais/9156654/

Datenblatt Seite 4 Figure 5 zeigt bei 24VDC knapp über 10A.

von flachtroll (Gast)


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Alles Muell.
C1 mit 22mF ist zwar grosszuegig, aber unnoetig.
Was sollen die Schalter, wen du einen Regler hast ? Das kann der ja 
alles auch.

von hinz (Gast)


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sam schrieb:
> Patrick N. schrieb:
>> Wären S1-S7 somit mit diesen Relais realisierbar?
>> https://at.rs-online.com/web/p/monostabile-relais/9156654/
>
> Datenblatt Seite 4 Figure 5 zeigt bei 24VDC knapp über 10A.

Erschreckend wenig. Also für den DC-Schalter zwei in Reihe schalten.

von sam (Gast)


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flachtroll schrieb:
> Was sollen die Schalter, wen du einen Regler hast ?
> Das kann der ja alles auch.

Du kannst also plenken, toll... lesen aber wohl nicht.
Diese Idee wurde laengst schon genannt und verworfen.

hinz schrieb:
> Also für den DC-Schalter zwei in Reihe schalten.

Oder eben einen Typ suchen, der das kann. Aber zwei in
Reihe waeren zumindest nicht schlecht fuer max. 50V,
wenn auch nur kurzzeitige (und nicht zu schaltende).


Eines wollte ich noch fragen:

Patrick N. schrieb:
> Wären S1-S7 somit mit diesen Relais realisierbar?

Solltest Du nur entweder_-_oder brauchen, und keine
Schalterstellungen "alle aus", koennten 3 Wechsler ja
auch reichen statt 6 Schließern. Nur als Idee, keine
Ahnung, ob das unpraktikabel (oder unmoeglich) waere.

von hinz (Gast)


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sam schrieb:
> Oder eben einen Typ suchen, der das kann.

Mehr Power! Gleich ein Schütz nehmen....

von Patrick N. (sllents)


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Es gibt im Prinzip nur 3 Testmodi:

1.) Normal Operation: S2-S4 closed, S5-S7 open
2.) Open Circuit: S2-S4 open, S5-S7 open
3.) Short Circuit: S2-S4 open, S5-S7 closed

Wenn ich das richtig verstehe, geht sich das Geschalte mit weniger 
Wechsler somit nicht aus.
Wie wäre es mit dem Relais: 
https://at.rs-online.com/web/p/monostabile-relais/1365239/
Ist ein bisschen teurer, konnte leider nichts billigeres finden, was mir 
den Strom schalten kann.
Habt ihr vielleicht einen Link (muss nicht 3 phasig sein)?

S1 ist bei allen drei Modi immer geschlossen und macht nur auf, wenn das 
System nicht im Betriebsmodus ist oder etwas schiefgeht...
Für S1 ist der Griff zu einem Schütz vielleicht wirklich das Beste. 
Kostet zwar erheblich mehr, kommt dafür aber locker mit den zu 
schaltenden Strömen zurecht.


Vielen Dank an alle für eure Hilfe! Hab heute wieder viel dazulernen 
dürfen!

von Gerd E. (robberknight)


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hinz schrieb:
>> Datenblatt Seite 4 Figure 5 zeigt bei 24VDC knapp über 10A.
>
> Erschreckend wenig. Also für den DC-Schalter zwei in Reihe schalten.

Wenn Du unter Last ausschaltest, werden die nicht ganz exakt 
gleichzeitig ausschalten. Dann trennst Du über dem zuerst schaltenden 
20A - mit dem entsprechenden Funken. Das geht nicht lange gut.

Da muss ein dickeres Relais her, mit 2 in Reihe geht das nicht.

von Gerd E. (robberknight)


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Patrick N. schrieb:
> Wie wäre es mit dem Relais:
> https://at.rs-online.com/web/p/monostabile-relais/1365239/
> Ist ein bisschen teurer, konnte leider nichts billigeres finden, was mir
> den Strom schalten kann.
> Habt ihr vielleicht einen Link (muss nicht 3 phasig sein)?

Wie wäre es damit:
https://www.tme.eu/en/details/frc6bc-1-dc24/

von hinz (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Wenn Du unter Last ausschaltest, werden die nicht ganz exakt
> gleichzeitig ausschalten. Dann trennst Du über dem zuerst schaltenden
> 20A - mit dem entsprechenden Funken. Das geht nicht lange gut.
>
> Da muss ein dickeres Relais her, mit 2 in Reihe geht das nicht.

Du darfst das bei Finder nachlesen.

von Purzel H. (hacky)


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von sam (Gast)


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Patrick N. meinte im Beitrag #5782264:
> Wenn ich das richtig verstehe, geht sich das
> Geschalte mit Wechslern somit nicht aus.

Das siehst Du wohl richtig.

Gerd E. schrieb:
> Wie wäre es damit:
> https://www.tme.eu/en/details/frc6bc-1-dc24/

Waere eine gute Wahl, noch besser als das 3P.

Patrick N. schrieb:
> Für S1 ist der Griff zu einem Schütz vielleicht
> wirklich das Beste. Kostet zwar erheblich mehr,
> kommt dafür aber locker mit den zu
> schaltenden Strömen zurecht.

Laengst nicht jedes Schuetz. Schuetz bedeutet zwar
hohe Leistung, aber nicht zwingend bei hohem Strom,
und schon gar nicht zwingend hohem DC-Schaltvermögen.

Fuer S1 mueßte man ueberlegen - der muß zwar nicht
den Inrush der 22mF tragen (der sitzt ja "davor",
nicht "dahinter"), aber die ESCs haben selbst auch
Pufferelkos verbaut... denkbar waere vielleicht eine
Speicherdrossel, die den Peakstrom beim Anschluß auf
Werte begrenzt, die Gerds Relais beim Einschalten
aushalten? Oder 2 Stueck: Eines schaltet zuerst ein,
aber mit Leistungs-R seriell, und ein zweites erst
spaeter, womit es diesen R dann ja zum Großteil
ueberbruecken wuerde?

Name H. schrieb:
> Allenfalls :  12V 500A fuer 20 euro : Foshio
> https://www.amazon.de/FOSHIO-Hochstrom-Kontrolle-


a.) 12VDC; b.) nicht lieferbar?

von Patrick N. (sllents)


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@Gerd E.
Das von dir angegebene Relais gefällt mir sehr gut. Erfüllt die 
Anforderungen und preislich OK. Werde davon 6 Stück für meine Testmodi 
(S2-S7) kaufen!


Jetzt fehlt mir noch der Schalter S1.

@sam(Gast)
Meinst du zwei Relais parallel schalten, jedoch zuerst nur eines mit 
seriellen Widerstand schalten? Und nach ein paar Millisekunden das 
zweite Relais schalten und somit effektiv das Erste kurzschließen?

Wie wäre eine Speicherdrossel zu dimensionieren? Müsste dafür nicht die 
länge des Stromimpulses bekannt sein, damit ich zur Berechnung eine 
Frequenz in die Formel geben kann oder wie macht man das?


EDIT:
Habe hier ein Schütz gefunden. Das wäre aber vermutlich Overkill^100 und 
viel zu teuer.
https://at.rs-online.com/web/p/schutze/7194969/

: Bearbeitet durch User
von ohoh (Gast)


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hinz schrieb:

> Du darfst das bei Finder nachlesen.

Da hast Du wieder mal etwas falsch verstanden. Zukünftig langsamer 
lesen!

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